Об авторе: Геннадий Петрович Аксенов – кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН.

Академики Владимир Вернадский и Александр Ферсман.

Наука о живом веществе проникает во все «разрезы мира»

В конце своего научного пути академик Владимир Иванович Вернадский несколько раз принимался за «книгу жизни», то есть главный труд, в котором собирался изложить свою новую научную парадигму. Она должна была ввести биосферу в устройство космоса. Причем космос понимался им широко, в старинном древнегреческом смысле: не только как привычное ныне изображение всеобщего вместилища (Вселенной), но и как устройство природы на любом структурном уровне. Он не уставал подчеркивать, что наука о живом веществе вторгается во все «разрезы мира», то есть в микромир атомов и их структурных единиц, в макромир, описывающий близкие нам природные явления от бактериальных биогеоценозов до планетных структур и, наконец, в мегамир – пространство планет, звезд и галактик со своими специфическими законами.

Путь к главному тексту

В докладе 1932 года на общем собрании Академии наук он подчеркивал, что новая наука биогеохимия «вводит в этот закономерный стройный мир атомов, в геометрию Космоса, явления жизни как неразрывную часть единого закономерного целого». Именно с этого времени Вернадский начал задумываться о книге обобщающего характера, что было трудной задачей даже для такого универсального ума. С 1935 года В.И. Вернадский несколько раз начинал и отставлял рукопись. В 1938 году одна часть работы разрослась и вылилась в большую книгу о ноосфере «Научная мысль как планетное явление», при жизни автора не предлагавшейся им в печать по цензурным обстоятельствам. К этому замыслу академик В.И. Вернадский вернулся в начале 1940 года.

Но только оказавшись в июле 1941 года вместе с большой группой академиков и их семей в эвакуации на казахстанском курорте Боровое и освободившись от многочисленных управленческих обязанностей, ученый начал работать над заветным трудом практически ежедневно. Уже 29 июля записывает в дневнике: «Третьего дня начал работать с Аней (секретарь А.Д. Шаховская. – Г.А.) над V выпуском «Проблем биогеохимии»: «О химическом составе биосферы и о ее химическом окружении».

Судя по первому варианту заголовка, Вернадскому уже было ясно, что это будет именно книга, получившая затем название «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения». Вернадский работал над ней и по возвращении в Москву до последнего дня жизни. Текст оборван на полуфразе, однако практически весь замысел был исполнен. Более того, главную идею книги Вернадскому удалось озвучить в виде доклада в Боровом и потом напечатать в академическом журнале: Вернадский В.И. О геологических оболочках Земли как планеты // Известия АН СССР. Серия географии и геофизики. 1942. № 5. С. 251–262.

25 ноября 1941 года он записывает в дневнике: «В связи с тем, что появилось решение среди академической группы организовать научные доклады – об этом на днях со мной переговорил Л.С. Берг и даже предложил мне тему – о геологических оболочках и геосферах, и я согласился – я отделывал ионосферу. Мне хочется связать эту организованность планеты с планетной астрономией, с одной стороны, а с другой – с земной структурой». Вернадский работал с большим увлечением и сделал свой доклад 18 января 1942 года. По состоянию здоровья (сердечное заболевание) сам он прочел только введение и ответил на вопросы, а текст прочитала его помощница Анна Дмитриевна Шаховская.

Биосферная логика

Поскольку полностью книга напечатана лишь в 1965 году, доклад «О геологических оболочках Земли как планеты» оказался единственным текстом, в котором Вернадский при жизни изложил свою центральную концепцию – космического смысла живого вещества. Эта несущая идея всей второй половины научной биографии ученого и ранее мелькала во многих произведениях, но только косвенно. Главной своей задачей он ставил сначала описать биосферу и ее воздействие на геологические события. Сама по себе эта задача оказалась чрезвычайно обширной.

Он выявил основные черты строения живого вещества в биосфере как системы, закономерности размножения живого вещества (которые оказались астрономически точными), проследил судьбу многих химических элементов, чьи движения в земной коре, атмосфере и гидросфере инициированы и контролируются живыми организмами, а также построение ими геологических оболочек планеты. Значительный период его творчества был посвящен пространственно-временным закономерностям существования и функционирования биоты. И только после этого он перешел от описания биосферы к обобщениям и формулированию закономерностей существования биосферы в космосе.

В рамках небесной механики Земля есть астрономическое тело, у которого нет никакой истории и никаких внутренних движений. Она описывается как точка на своей орбите. Но в биосферной логике на ней происходит огромное количество событий: биологических, геохимических, геологических и других. Как же будет вести себя Земля в космосе, если учесть эти события? Какое отношение они имеют к строению и функционированию самой Солнечной системы?

Ставя такие вопросы, Вернадский понимал, что затрагивает центральное знание человечества – идущее издревле понятие о Земле как о планете в мироздании. Уже в докладе 1932 года он предрекал, что механическая картина не может объяснить всего: «Отбрасывая представление о механизме в структуре Космоса и вводя представление о его организованности, я предрешаю, считаю для научной работы нашего века удобным учитывать, что научная картина мира не может быть сведена всецело к движению даже в своем материальном выражении. Еще недавно такое сведение являлось идеалом научной работы».

И вот теперь в докладе 1942 года он был готов уже не просто предрешать, а фактами утверждать новую научную картину как организованность космоса.

Никаких твердых сведений о жизни за пределами Земли в 1942 году не было. И тем не менее Вернадский был твердо убежден, что Земля как планета не является уникальным и единственным оживленным космическим телом. «Земля есть одно из близких ей природных тел – планет Солнечной системы. Логически неизбежно, что среди явлений, на ней происходящих, основными будут такие, которые являются общими для планет», – отмечал В.И. Вернадский в докладе. Иначе говоря, Земля должна рассматриваться как типичное небесное тело.

Но биосфера и ее деятельность и есть главное явление на планете. Именно она придает планете все ее основные характеристики и более того: Земля связана с космосом только – и в основном – своими живыми телами как воспринимающей и реагирующей на космические силы системой. Какие же силы воспринимает Земля как целое, спрашивает Вернадский и отвечает: 1) земные радиоактивные процессы; 2) солнечные излучения и 3) космические проникающие излучения. Первые два источника сил в науке хорошо изучены. Первые определяют температуру ближайших недр планеты, вторые дают энергию живому веществу. Роль третьих неясна, но они, говорит Вернадский, без сомнения являются самой мощной связующей силой, существо которой остается не открытым.

И тогда главные черты Земли и других планет такого же класса будут следующие:

1) все планеты твердые, холодные, имеют сферическую форму;

2) все планеты построены из физически и химически различных оболочек;

3) все планеты индивидуальны;

4) на Венере и Марсе автор допускает существование биосферы;

5) газы планет всегда биогенны.

Вернадский строит схему земных оболочек, которые располагаются выше и ниже слоя биосферы, которая есть главная из них. Ее химическое влияние распространяется до 1000 и выше километров в космос. Таким образом, фактически он доказывает, что возможна геоцентрическая модель мироздания, где центральным телом является планета (или группа планет), а не светило. Тем самым первым в истории науки Вернадский построил не механическую систему мироздания.

Вариант геоцентризма

Гелиоцентрическая система как парадигма астрономии им, конечно, не пересматривается, математически она точна. Но, как это обычно в науке и происходило, теперь становится частным случаем другой, более общей теории. Точнее сказать, обобщением более обширных эмпирических знаний о космосе. Концепция биосферы распространяется на планетную астрономию в целом.

В своей главной книге В.И. Вернадский приводит факты, что сферическая форма планет возникает с неизбежностью из работы биосферы, что, в свою очередь, влияет на движение планеты в космосе, то есть на элементы орбиты. Таким образом, Вернадский вводит в механическую картину мира причину внутреннего строения планет, которые описываются чередой взаимоувязанных новых наук – биосферных.

Теперь наряду с механической моделью мироздания возможны и необходимы биогеохимическая модель Солнечной системы или кибернетическая модель. Становится ясно, что гравитация есть действующая сила, но живое вещество управляет неживой материей, контролирует его состав и строение. А ведь кибернетика тогда только зарождалась, и Вернадский о ней в условиях военного времени не знал.

Он построил свой вариант геоцентризма на основании изучения одной-единственной биосферы Земли и распространил свои выводы на все тела такого класса. И в данной логике газовые планеты, то есть Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран, он к этому классу не причислял. Их бытие, считал он, управляется другими законами. А вот спутники этих планет он тоже не отнес к планетам «земной группы».

Но оказалось, что это его предположение, которое он вынужден был сделать из-за практически полного отсутствия сведений об их составе, легко ныне исправилось. Начавшееся уже в наше время прямое исследование Солнечной системы с помощью роботов и орбитальных, внеатмосферных телескопов показало, что 23 больших спутника планет-гигантов имеют все планетные признаки. Они сферичны, причем этим резко отличаются от других спутников, имеющих разнообразную и неправильную форму. Все они имеют ярко выраженную геологическую поверхность и явную геологическую историю и, следовательно, по Вернадскому, не могли образоваться без воздействия биосфер.

На некоторых из них, а именно на Ио (спутник Юпитера), Титане (спутник Сатурна), Тритоне (крупнейший спутник Нептуна), геологическая деятельность наблюдается и сейчас. А другие планеты, как Венера и Марс, – кандидаты на обнаружение бывших биосфер. Их атмосферы, следовательно, имеют биогенное происхождение. Но самое поразительное в определении Вернадского такого тела, как планета, 3-й по счету признак – их индивидуальность, подтвердилось с поразительной точностью.

Начиная с первых фотографий, сделанных аппаратами «Вояджер-1 и -2», и кончая сегодняшними спускаемыми на их поверхности зондов, все увидели это замечательное разнообразие. Оказалось, что планеты Солнечной системы демонстрируют буйство цвета: белоснежный Энцелад, угольно-черный Ариель, оранжево-желтая Ио, бронзовая Европа, красноватый Марс, фиолетовая Каллисто, сизо-фиолетовый Тритон и т.д. Ну и, конечно, мы каждый день видим изображение нашей бело-голубой красавицы, что Вернадский угадывал только мысленным взором.

Не менее впечатляющим стало грандиозное открытие последних десятилетий, а именно экзопланет за пределами Солнечной системы. Во времена Вернадского об этом нельзя было и мечтать, а теперь их открыто более 4 тысяч. Причем большую их часть относят к планетам напрасно, если принять идеологию Вернадского: это газовые тела типа Юпитера. Они так и называются – горячие юпитеры. Но твердых и сферических планет тоже открыто уже немало, причем иногда целыми системами.

Таким образом, планетная астрономия и науки о Земле конвергируют в направлении, открытом В.И. Вернадским в 1942 году. Его доклад – рубеж, отделяющий представление о космосе, в котором нет ничего, кроме мертвой материи, и новых моделях мироздания, согласно которому жизнь является строительницей планет.