В редакции

— исправления, ё-фикация, оформление

— Самородов Пётр Евгеньевич.

Молвинец ϟ Пропаганда 7529 — 13029.

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/RR5009-0006R_BU_130-летие_со_дня_рождения_В.И.Вернадского.png/330px-RR5009-0006R_BU_130-летие_со_дня_рождения_В.И.Вернадского.png

 

Вернадский Владимир Иванович

«БИОСФЕРА И НООСФЕРА»

УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ, МЕЧТА О НООСФЕРЕ

Нет ничего сильнее жажды познания, силы сомнения... И это искание, это стремление – есть основа всякой учёной деятельности... ищешь правды, и я вполне чувствую, что могу умереть, могу сгореть, ища её, но мне важно найти, и если не найти, то стремиться найти её, эту правду, как бы горька, призрачна и скверна она ни была!

В. И. Вернадский

(из письма жене Н. Е. Старицкой)

 

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. БИОСФЕРА

От автора

Среди огромной геологической литературы отсутствует связный очерк биосферы, рассматриваемой как единое целое, как закономерное проявление механизма планеты, её верхней области – земной коры.

Сама закономерность её существования обычно оставляется без внимания. Жизнь рассматривается как случайное явление на Земле, а в связи с этим исчезает из нашего научного кругозора на каждом шагу проявляющееся влияние живого на ход земных процессов, не случайное развитие жизни на Земле и не случайное образование на поверхности планеты, на её границе с космической средой, особой охваченной жизнью оболочки – биосферы. 

Такое состояние геологических знаний теснейшим образом связано с своеобразным, исторически сложившимся представлением о геологических явлениях как о совокупности проявления мелких причин, клубка случайностей. Из научного сознания исчезает представление о геологических явлениях как о явлениях планетных, свойственных в своих законностях не только одной нашей Земле, и о строении Земли как о согласованном в своих частях механизме, изучение частностей которого должно идти в теснейшей связи с представлением о нём как о целом.

В общем, в геологии, в явлениях, связанных с жизнью, изучаются частности. Изучение отвечающего им механизма не ставится как задача научного исследования. И когда она не ставится и её существование не сознается, исследователь неизбежно проходит мимо её проявлений, окружающих нас на каждом шагу.

В этих очерках автор попытался иначе посмотреть на геологическое значение явлений жизни.

Он не делает никаких гипотез. Он пытается стоять на прочной и незыблемой почве – на эмпирических обобщениях. Он, основываясь на точных и бесспорных фактах, пытается описать геологическое проявление жизни, дать картину совершающегося вокруг нас планетного процесса.

При этом, однако, он оставил в стороне три предвзятые идеи, исторически выясненное проникновение которых в геологическую мысль кажется ему противоречащим существующим в науке эмпирическим обобщениям, этим основным достижениям естествоиспытателя.

Одна из них – это указанная выше идея о геологических явлениях как о случайных совпадениях причин, или слепых по самому существу своему, или кажущихся такими по их сложности и множественности, не разложимых в данную эпоху научной мыслью.

Это обычное в науке предвзятое представление только отчасти связано с определённым философско-религиозным миропониманием; главным образом оно является следствием неполного логического анализа основ эмпирического значения.

Другие распространённые в геологической работе предвзятые идеи кажутся автору всецело связанными с чуждыми эмпирической основе науки, вошедшими в неё извне построениями. С одной стороны, принимается логически неизбежным существование начала жизни, её возникновение в ту или в другую стадию геологического прошлого Земли. Эти идеи вошли в науку из религиозно-философских исканий. С другой стороны, считается логически непреложным отражение в геологических явлениях догеологических стадий развития планеты, имевшей облик, резко отличный от того, какой подлежит нашему научному исследованию. В частности, считается непреложным былое существование огненножидкой или горячей газообразной стадии Земли. Эти представления вошли в геологию из области философских, в частности космогонических, интуиций и исканий.

Автор считает логическую обязательность следствий из этих идей иллюзией и принятие во внимание этих следствий в текущей геологической работе в данный момент развития геологии вредным, тормозящим и ограничивающим научную работу обстоятельством. Не предрешая существования механизма планеты, согласованного в единое целое бытия её частей, он пытается, однако, охватить с этой точки зрения имеющуюся эмпирически научно установленную совокупность фактов и видит, что при таком охвате геологическое отражение жизни вполне отвечает такому представлению. Ему кажется, что существование планетного механизма, в который входит как определённая составная часть жизни и, в частности, область её проявления – биосфера, отвечает всему имеющемуся эмпирическому материалу, неизбежно вытекает из его научного анализа.

Не считая логически обязательным допущение начала жизни и отражения в геологических явлениях космических стадий планеты, в частности существования для неё когда-то огненно-жидкого или газообразного состояния, автор выбрасывает их из своего круга зрения. И он, не находя никакого следа их проявления в доступном изучению эмпирическом материале, полагает возможным поэтому считать эти представления ненужными надстройками, чуждыми имеющимся крупным и прочным эмпирическим обобщениям. В дальнейшем анализе этих обобщений и связанном с ними теоретическом синтезе следует оставить в стороне эти в них не находящие опоры философские и космогонические гипотезы. Надо искать новые.

Печатаемые два очерка – «Биосфера в космосе» и «Область жизни» – независимы друг от друга, но тесно связаны между собой указанной выше общей точкой зрения. Необходимость их обработки выявилась для автора во время работы над явлениями жизни в биосфере, которую он ведёт неуклонно с 1917 г.1 

В. И. Вернадский Прага Февраль 1926 

ОЧЕРК ПЕРВЫЙ. БИОСФЕРА В КОСМОСЕ 

Невозмутимый строй во всём, Созвучье полное в природе.

Ф. Тютчев. 1865. 

Биосфера в мировой среде 

§ 1. Своеобразным, единственным в своём роде, отличным и неповторяемым в других небесных телах представляется нам лик Земли – её изображение в космосе, вырисовывающееся извне, со стороны, из дали бесконечных небесных пространств.

В лике Земли выявляется поверхность нашей планеты, её биосфера, её наружная область, отграничивающая её от космической среды. Лик Земли становится видным, благодаря проникающим в него световым излучениям небесных светил, главным образом Солнца. Он собирает всюду из небесных пространств бесконечное число различных излучений, из которых видные нам световые являются ничтожной частью.

Из невидимых излучений нам известны пока немногие. Мы едва начинаем сознавать их разнообразие, понимать отрывочность и неполноту наших представлений об окружающем и проникающем нас в биосфере мире излучений, об их основном, с трудом постижимом уму, привыкшему к иным картинам мироздания, значении в окружающих нас процессах.

Излучениями нематериальной среды охвачена не только биосфера, но все доступное, все мыслимое пространство. Кругом нас, в нас самих, всюду и везде, без перерыва, вечно сменяясь, совпадая и сталкиваясь, идут излучения разной длины волны – от волн, длина которых исчисляется десяти миллионными долями миллиметра, до длинных, измеряемых километрами.

Всё пространство ими заполнено. Нам трудно, может быть и невозможно, образно представить себе эту среду, космическую среду мира, в которой мы живём и в которой – в одном и том же месте и в одно и то же время – мы различаем и измеряем по мере улучшения наших приёмов исследования все новые и новые излучения.

Их вечная смена и непрерывное заполнение ими пространства резко отличают лишённую материи космическую среду от идеального пространства геометрии.

Это – излучения разного рода. Они выявляют изменение среды и находящихся в ней материальных тел. Одни из них для нас вырисовываются в форме энергии – передачи состояний. Но наряду с ними, в том же космическом пространстве, часто со скоростью того же порядка, идёт иное излучение быстро переносящихся отдельных мельчайших частиц, наиболее изученными из которых, помимо материальных, являются электроны, атомы электричества, составные части элементов материи – атомов.

Это две стороны одного и того же явления, между ними есть переходы. Передача состояний есть проявление движения совокупностей, будут ли то кванты, электроны, магнетоны, заряды. Движение отдельных их элементов связано с совокупностями; сами они могут оставаться на месте.

Излучение частиц есть проявление переноса отдельных элементов совокупностей. Эти частицы, так же как и излучения, связанные с передачей состояний, могут проходить через строящие мир материальные тела. Они могут являться столь же резкими источниками изменения явлений, наблюдаемых в среде, в которую они попадают, как являются ими формы энергии.

§ 2. Сейчас мы далеки от сколько-нибудь удовлетворительного их познания и можем в области геохимических явлений биосферы пока не принимать во внимание излучения частиц.

Но мы должны на каждом шагу считаться во всех наших построениях с теми излучениями передачи состояний, которые являются для нас формами энергии. В зависимости от формы излучений, в частности, например, от длины их волн, они будут нам проявляться как свет, теплота, электричество, будут различным образом менять материальную среду, нашу планету и тела, её составляющие. Исходя из изучения длины волн, можно различить огромную область таких излучений.

Она охватывает сейчас около сорока октав. Мы можем получить ясное представление об этом числе, вспомнив, что одной октавой является видимая часть солнечного спектра. Мы явно не дошли в этой форме до полного охвата мира, до познания всех октав. Всё дальше и дальше расширяется область излучения с ходом научного творчества... Но в наши научные представления о космосе, в наши обычные построения мира входят немногие даже из тех сорока октав, существование которых является несомненным.

Космические излучения, принимаемые нашей планетой, строящие, как увидим, её биосферу, лежат только в пределах четырёх с половиной октав из сорока нам известных. Нам кажется невероятным отсутствие остальных октав в мировом пространстве; мы считаем это отсутствие кажущимся, объясняем его их поглощением в материальной разреженной среде высоких слоёв земной атмосферы.

Для наиболее известных космических излучений – лучей Солнца – известна одна октава световых лучей, три октавы тепловых и пол-октавы ультрафиолетовых. Представляется несомненным, что эта последняя является небольшим осколком, пропущенным стратосферой (§ 114).

§ 3. Космические излучения вечно и непрерывно льют на лик Земли мощный поток сил, придающий совершенно особый, новый характер частям планеты, граничащим с космическим пространством.

Благодаря космическим излучениям биосфера получает во всём своём строении новые, необычные и неизвестные для земного вещества свойства, и отражающий её в космической среде лик Земли выявляет в этой среде новую, изменённую космическими силами картину земной поверхности.

Вещество биосферы благодаря им проникнуто энергией; оно становится активным, собирает и распределяет в биосфере полученную в форме излучений энергию, превращает её в конце концов в энергию в земной среде свободную, способную производить работу.

Образованная им земная поверхностная оболочка не может, таким образом, рассматриваться как область только вещества; это область энергии, источник изменения планеты внешними космическими силами.

Лик Земли ими меняется, ими в значительной мере лепится. Он не есть только отражение нашей планеты, проявление её вещества и её энергии –- он одновременно является и созданием внешних сил космоса.

Благодаря этому история биосферы резко отлична от истории других частей планеты, и её значение в планетном механизме совершенно исключительное. Она в такой же, если не в большей, степени есть создание Солнца, как и выявление процессов Земли. Древние интуиции великих религиозных созданий человечества о тварях Земли, в частности о людях как детях Солнца, гораздо ближе к истине, чем думают те, которые видят в тварях Земли только эфемерные создания слепых и случайных изменений земного вещества, земных сил.

Твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайности.

§ 4. К тому же самому выводу приводят нас резко меняющиеся за последние годы наши представления о веществе, из которого построена биосфера. Исходя из них, для нас является неизбежным видеть в веществе биосферы проявление космического механизма.

Это отнюдь не является следствием того, что часть вещества биосферы, может быть большая, неземного происхождения, попадает на нашу планету извне, из космических пространств. Ибо это приходящее извне вещество – космическая пыль и метеориты – неотличимо в своём внутреннем строении от земного. Многое нам ещё непонятно и неясно в неожиданном характере его строения, нам сейчас открывающегося. Ещё мы не достигли определённого и полного о нём представления; однако совершающиеся изменения наших представлений о нём так велики и настолько меняют все наше понимание геологических явлений, что на них необходимо остановиться прежде всего, при первом нашем вступлении в эту область земных явлений.

Несомненно, одинаковость строения достигающего до нас космического вещества со строением вещества Земли не ограничивается биосферой – тонкой наружной плёнкой планеты. Оно то же для всей земной коры, для оболочки литосферы мощностью в 60–100 км, верхнею частью которой является неразрывно и постепенно с нею сливающаяся биосфера (§ 90).

Нельзя сомневаться, что и вещество более глубоких частей планеты того же характера, хотя химический состав его иной и хотя, по-видимому, оно всегда чуждо земной коре. Поэтому его можно оставить без внимания при изучении явлений, наблюдаемых в биосфере. Вещество земных областей, лежащих ниже земной коры, едва ли проникает в неё в сколько-нибудь значительных количествах в короткие периоды времени.

§ 5. Долгое время не возбуждало никакого сомнения представление, что химический состав земной коры обусловливается чисто геологическими причинами и является результатом взаимодействия многочисленных разнообразных, мелких и крупных геологических явлений.

Объяснение ему искали в совокупности действия тех самых геологических явлений, которые мы наблюдаем и сейчас в окружающей нас среде: в химическом и в растворяющем действии вод, атмосферы, организмов, вулканических извержений и т. п. Земная кора, казалось, получила современный свой химический состав – качественный и количественный – в результате взаимодействия одних и тех же геологических процессов в течение всего геологического времени и неизменных за этот период свойств химических элементов.

Такое объяснение представляло многочисленные трудности, и наряду с ним существовали ещё более сложные представления об изменении во времени геологических явлений, вызвавших этот химический состав. В связи с этим стали видеть в этом составе отражение древних периодов истории Земли, не похожих на современный; стали считать земную кору за изменённую окалину некогда расплавленной массы нашей планеты, образовавшуюся на земной поверхности в полном согласии с законами распределения химических элементов таких застывающих при понижении температуры расплавленных масс. Для объяснения преобладания в ней определённых относительно лёгких элементов обращались к ещё более древним периодам земной истории, предшествовавшим образованию земной коры, – к космическим периодам – и считали, что в это время при образовании из туманности её расплавленной массы ближе к центру скопились более тяжёлые химические элементы.

Во всех этих представлениях состав земной коры связывался с геологическими явлениями. Элементы участвовали в них своими химическими свойствами, когда они могли давать, химические соединения, своим атомным весом при высокой температуре, когда все соединения представлялись неустойчивыми.

§ 6. Несомненно, что сейчас выясняются в химическом составе земной коры законности, которые в корне противоречат этим объяснениям.

И в то же время общая картина химического строения всех других небесных светил открывает перед нами такую их сложность, своеобразие и закономерность, которые раньше не могли даже подозреваться.

В составе нашей планеты, и земной коры в частности, открываются указания на явления, далеко выходящие за её пределы. Мы не можем их понять, если не отойдём от области земных, даже планетных явлений, не обратимся к строению всей космической материи, к её атомам, к их изменению в космических процессах.

В этой области быстро накапливаются разнообразные указания, едва охваченные теоретической мыслью. Их значение только начинает сознаваться. Они не всегда могут быть ясно и определённо формулированы, и выводы из них обычно не делаются.

Огромное значение этих явлений не должно, однако, забываться. Эти новые факты должны теперь же учитываться в их неожиданных следствиях. Три области явлений могут быть уже теперь отмечены: 1) особое положение элементов земной коры в периодической системе; 2) их сложность и 3) неравномерность их распространения.

Так, в массе земной коры резко преобладают химические элементы, отвечающие чётным атомным числам (Оддо, 1914). Объяснить это явление геологическими причинами, известными нам, мы не можем.

К тому же немедленно выяснилось, что то же самое явление выражено ещё более резко для единственных чуждых земле космических тел, доступных непосредственному научному изучению,– для метеоритов (Гаркинс, 1917).

Область других фактов является, может быть, ещё более непонятной. Попытки объяснить их геологическими причинами (Д. Томсон, 1921) противоречат известным в этой области явлениям. Нам непонятна неизменная сложность земных химических элементов, определённые постоянные соотношения между количеством изотопов, в них входящих. И здесь изучение изотопов в химических элементах метеоритов указало на тождественность смесей в этих явно различных по своей истории и положению в космосе тел.

Явной стала и невозможность объяснить определённый состав земной коры – и нашей планеты – различным атомным весом элементов, в неё входящих. Не геологические, а какие-то другие причины должны объяснить различие состава земной коры и земного ядра; не может быть случайным выявляющееся сходство между составом метеоритов и более глубоких слоёв нашей планеты. Причину преобладания относительно лёгких элементов, но в том числе и довольно тяжёлого железа, в земной коре следует искать не в геологических или геохимических явлениях, не в земной только истории. Она лежит глубже – она связана с историей космоса, может быть, со строением химических элементов.

Новое неожиданное подтверждение этого вывода получается сейчас в выясняющемся сходстве состава наружных частей Земли (т. е. земной коры), Солнца и звёзд. Ещё в 1914 г. Рассель указал на сходство состава земной коры с составом Солнца (т. е. наружных его слоёв, которые мы изучаем). Ещё резче эти соотношения выступают в новых работах над спектрами звёзд. Так, работы Ц. Пайн (1925) дают следующий ход – в порядке убывания – распространённости химических элементов:

Si–Na–Mg–Аl–С–Са–Fе (> 1 % – первая декада);

Zn–Тi–Mn–Сг–К (0,1 % – 1 % – вторая декада).

Здесь выявляется перед нами ясная аналогия с тем же порядком следования химических элементов земной коры:

О–Si–А1–Fе–Са–Nа–К–Мg

Эти работы – первые достижения в новой и большой области явлений. Несомненно, они ещё требуют подтверждения и проверки, но мы не можем сейчас закрывать глаза и не считаться с тем, что первые полученные результаты резко подчёркивают сходство состава наружных оболочек небесных тел – Земли, Солнца, звёзд.

Наружные части небесных светил связаны непосредственно с космической средой; они находятся путём излучений во взаимодействии друг с другом. Может быть, объяснение этого явления надо искать в обмене материей, который, по-видимому, происходит между этими телами и имеет место в космосе.

Иную картину являют, по-видимому, более глубокие части тел мироздания. Метеориты и внутренние массы Земли резко отличны по составу от известных нам наружных оболочек.

§ 7. Так резко меняется наше представление о составе нашей планеты и, в частности, о составе земной коры и её наружной оболочки – биосферы. Мы начинаем видеть в ней не единичное планетное или земное явление, а проявление строения атомов и их положения в космосе, их изменения в космической истории.

Если даже мы не умеем объяснить эти явления, все же мы вышли на верный путь искания, пришли в новую, иную область явлений, чем та, с которой так долго пытались связать химию Земли. Мы знаем, где надо искать решения стоящей перед нами задачи и где искать её безнадёжно. Наше понимание наблюдаемого изменяется коренным образом.

В верхней поверхностной плёнке нашей планеты, в биосфере, мы должны искать отражения не только случайных единичных, геологических явлений, но и проявления строения космоса, связанного со строением и историей химических атомов.

Биосфера не может быть понята в явлениях, на ней происходящих, если будет упущена эта её резко выступающая связь со строением всего космического механизма. И эту связь мы можем установить в бесчисленных нам известных других фактах её истории.

Биосфера как область превращений космической энергии

§ 8. По существу, биосфера может быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию – электрическую, химическую, механическую, тепловую и т.д.

Космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, проникают всю её и все в ней.

Мы улавливаем и сознаем только ничтожную часть этих излучений, и среди них мы изучали почти исключительно излучения Солнца.

Но мы знаем, что существуют и падают на биосферу волны иных путей, идущие от отдельнейших частей космоса. Так, звезды и туманности непрерывно шлют на нашу планету световые излучения.

Все говорит за то, что открытые В. Гессом в верхних слоях атмосферы проникающие излучения возникают вне границ нашей Солнечной системы. Их возникновение ищут в Млечном Пути, в туманностях, в звёздах типа Мира Цети (Мira Ceti). Может быть, из Млечного Пути (В. Нернст) происходят загадочные проникающие радиации, столь яркие в высоких слоях нашей атмосферы.

Их учёт и их понимание – дело будущего. Но, несомненно, не они, а лучи Солнца обусловливают главные черты механизма биосферы. Изучение отражения на земных процессах солнечных излучений уже достаточно для получения первого, но точного и глубокого представления о биосфере как о земном и космическом механизме. Солнцем в корне переработан и изменён лик Земли, пронизана и охвачена биосфера. В значительной мере биосфера является проявлением его излучений; она составляет планетный механизм, превращающий их в новые разнообразные формы земной свободной энергии, которая в корне меняет историю и судьбу нашей планеты.

Для нас уже ясно огромное значение в биосфере коротких ультрафиолетовых волн солнечной радиации, длинных красных тепловых и промежуточных лучей видимого светового спектра. В строении биосферы мы уже сейчас можем выделить её части, играющие роль трансформаторов для этих трёх различных систем солнечных колебаний.

Медленно и с трудом выявляется нашему уму механизм превращения солнечной энергии в биосфере в земные силы. Мы привыкли видеть другие черты в отвечающих ему явлениях; он скрыт для нас в бесконечном разнообразии красок, форм, движений природы – мы сами составляем его часть нашей жизнью. Века и тысячелетия прошли, пока человеческая мысль могла отметить черты единого связного механизма в кажущейся хаотической картине природы.

§ 9. Превращение трёх систем солнечных излучений в земную энергию происходит отчасти в одних и тех же участках биосферы, но местами в ней выделяются области, в которых резко преобладают превращения одного какого-нибудь рода. Носители превращений – всегда природные тела, и они резко различны для ультрафиолетовых, световых и тепловых солнечных волн.

Короткие ультрафиолетовые излучения в известной части своей целиком, в других – в значительной мере задерживаются в верхних разреженных частях газовой земной оболочки – в стратосфере – и, может быть, в ещё более высокой и более бедной атомами «свободной атмосфере».

Это «задерживание», «поглощение», связано с трансформацией лучевой энергии коротких волн. В этих областях под влиянием ультрафиолетовых излучений наблюдаются изменения электромагнитных полей, распадения молекул, разнообразные явления ионизации, новообразования газовых молекул новых химических соединений. Лучистая энергия частью превращается в разные формы электрических и магнитных проявлений, частью – в связанные с ней молекулярные, атомные и своеобразные химические процессы разреженных газообразных состояний вещества.

Нашему взору эти области и эти тела являются в форме северных сияний, зарниц, зодиакального света, свечения небесного свода, который становится заметным лишь в тёмные ночи, но все же составляет значительную часть освешения ночного неба, в форме светящихся облаков и других разнообразных отражений стратосферы и внешних пределов планеты в картине нашего земного мира. Нашим инструментам этот таинственный мир явлений раскрывается в электрических, магнитных, радиоактивных химических, спектроскопических отражениях, в его непрерывном движении и в превышающем мысль разнообразии.

Эти явления не являются следствием изменения земной среды одними ультрафиолетовыми лучами Солнца. Мы должны считаться здесь со сложным процессом. Здесь «задерживаются», т. е. превращаются в новые явления, уже земные, все формы лучистой энергии Солнца за пределами тех 4 ]/2 её октав, которые попадают в биосферу (§2). За эти пределы едва ли заходят и те мощные потоки частиц – электронов, которые непрерывно исходят из Солнца, или те материальные части – космическая пыль и газовые тела, столь же непрерывно захватываемые земным притяжением и несущие Земле новые источники энергии.

Мало-помалу входит в общее сознание значение этих явлений в истории нашей планеты. Так, несомненной стала связь их с другой формой превращения космической энергии, с областью живого вещества. Короткие световые волны – 180–200 mm – разрушают все живые организмы, более длинные и более короткие волны им не вредят. Задерживая нацело короткие волны, стратосфера охраняет от них нижние слои земной поверхности – область жизни.

Чрезвычайно характерно, что главное поглощение этих лучей связано с озоном (озоновый экран – § 115), образование которого обусловлено существованием свободного кислорода – продукта жизни.

§ 10. Если значение превращения ультрафиолетовых лучей только начинает сознаваться, роль солнечной теплоты, главным образом инфракрасных излучений, была понята давно. Она обращает на себя главное внимание при изучении влияния Солнца на геологические и даже геохимические процессы. Ясна и бесспорна роль лучистой солнечной теплоты и для существования жизни. Несомненно и превращение тепловой лучистой энергии Солнца в энергию механическую, молекулярную (испарение и т. п.), химическую.

Проявления таких превращений наблюдаются нами на каждом шагу и не требуют разъяснений; мы видим их в жизни организмов, в движении и деятельности ветров или морских течений, в морской волне и морском прибое, в разрушении скал, деятельности ледников, в движении и образовании рек и в колоссальной работе снежных и дождевых осадков...

Обычно менее сознается собирающая и распределяющая тепло роль жидких и газовых частей биосферы – переработка ею этим путём лучистой тепловой энергии Солнца. Атмосфера, океан, озёра и реки, дождевые и снеговые осадки являются тем аппаратом, который производит эту работу. Мировой океан благодаря совершенно особым, исключительным среди всех соединений тепловым свойствам воды может быть связанным с характером её молекул, является регулятором тепла, огромная роль которого на каждом шагу сказывается в бесчисленных явлениях погоды и климата и в связанных с ними, процессах жизни и выветривания. Быстро нагреваясь вследствие своей большой теплоёмкости, океан медленно отдаёт собранное тепло благодаря характеру своей теплопроводности. Он превращает поглощённую лучистую теплоту в молекулярную энергию при испарении, в химическую – через проникающее его живое вещество, в механическую – в своих морских течениях и прибое. Того же направления и, пожалуй, сравнимого масштаба термическая роль рек, осадков, воздушных масс и их нагреваний и охлаждений.

§ 11. Ультрафиолетовые и инфракрасные лучи Солнца влияют на химические процессы биосферы только косвенным путём. Не они являются главным источником её энергии. Химическая энергия биосферы в её действенной форме выявляется из лучистой энергии Солнца совокупностью живых организмов Земли – её живым веществом. Создавая фотосинтезом – солнечным лучом – бесконечное число новых в биосфере химических соединений – многие миллионы различных комбинаций атомов, оно непрерывно с уму непостижимой быстротой покрывает её мощной толщей молекулярных систем, чрезвычайно легко дающих новые соединения, богатые свободной энергией в термодинамическом поле биосферы, в нём неустойчивые и неуклонно переходящие в новые формы устойчивого равновесия.

Эта форма трансформаторов является совершенно особым механизмом по сравнению с телами Земли, в которых идёт превращение в новые формы энергии коротких и длинных волн солнечной радиации. Мы объясняем превращение ультрафиолетовых лучей их воздействием на материю, на её независимым от них путём полученные атомные системы; превращения же тепловых излучений связываем с созданными помимо их непосредственного влияния молекулярными строениями. Но фотосинтез, как он наблюдается в биосфере, связан с особыми чрезвычайно сложными механизмами,создаваемыми им самим при условии одновременного проявления и превращения в окружающей среде ультрафиолетовых и инфракрасных радиаций Солнца.

Создаваемые этим путём механизмы превращения энергии – живые организмы – представляют совершенно особого рода образования, резко отличные от всех атомных, ионных или молекулярных систем, которые строят материю земной коры вне биосферы и часть вещества биосферы.

Живые организмы составлены из структур того же рода, правда, более сложных, как и те, которые строят косную материю. Однако по производимым ими изменениям в химических процессах биосферы они не могут быть рассматриваемы как простые совокупности этих структур. Энергетический их характер, как он проявляется в их размножении, с геохимической точки зрения не сравним с инертными структурами, строящими и косную, и живую материю.

Механизм химического действия живого вещества нам неизвестен. По-видимому, однако, начинает выясняться, что с точки зрения энергетических явлений в живом веществе фотосинтез происходит не только в особой химической среде, но и в особом термодинамическом поле, отличном от термодинамического поля биосферы. После умирания организма соединения, устойчивые в термодинамическом поле живого вещества, попадая в термодинамическое поле биосферы, оказываются в нём неустойчивыми и являются в нём источником свободной энергии2.

§ 12. По-видимому, такое понимание энергетических явлений жизни, поскольку оно выражается в геохимических процессах, правильно выражает наблюдаемые факты. Но утверждать это мы не можем, так как здесь мы встречаемся с своеобразным состоянием наших знаний в области биологических наук по сравнению с науками о косном веществе.

Мы уже видели, что и в последних оказалось необходимым оставить в стороне наши представления о биосфере и составе земной коры, в течение долгих поколений казавшиеся правильными, отбросить долго царившие объяснения чисто геологического характера (§ 6). То, что казалось логически и научно неизбежным, в конце концов, оказалось иллюзией, и явление предстаёт нам в таких формах, которые никем не ожидались.

Положение в области изучения жизни ещё более трудное, так как едва ли есть область естествознания, которая бы в самых основных своих понятиях была так проникнута чуждыми по своему генезису науке философскими и религиозными построениями. В наших представлениях о живом организме на каждом шагу чрезвычайно сказываются философские и религиозные искания и достижения. В течение веков на все суждения, даже точных натуралистов, в этой области накладывались эти часто чуждые науке по своей сущности, но не менее драгоценные и глубокие охваты космоса человеческим сознанием. И они привели к огромной трудности сохранить в этой области явлений одинаковый научный подход к их изучению.

§ 13. Отражением таких философских и религиозных идей, а не выводом из научных фактов являются и оба господствующих представления о жизни: виталистическое и механистическое.

Оба оказывают в изучении явлений жизни тормозящее влияние, запутывают эмпирические обобщения.

Первые вносят в явления жизни такие объяснения, которые стоят вне того мира моделей, в форме которых мы представляем в научных обобщениях космос. Вследствие такого характера этих представлений они в научной

области лишены творческого значения, являются бесплодными. Не менее гибельны представления механистического характера, видяшие в живых организмах одну игру физико-химических сил. Они ограничивают область научного искания и заранее предрешают его результат; вносят в научную область угадку, затемняют научное понимание. Конечно, если бы угадка была удачна, научная обработка быстро сгладила бы все шероховатости. Но угадка оказалась слишком тесно связанной с абстрактными философскими построениями, чуждыми научно изучаемой реальности, приводящими к чрезвычайно упрощённым представлениям о жизни, уничтожающим сознание сложности явлений. До сих лор – в течение столетий – эта угадка ни на шаг не подвинула понимание жизни.

Правильным является поэтому стремление, все более и более преобладающее в научных исканиях, оставить в стороне оба типа объяснений жизни, подходить к изучению её явлений чисто эмпирически, считаться с невозможностью дать ей «объяснение», т. е. дать ей место в нашем абстрактном космосе, научно построенном из моделей – гипотез.

Сейчас к явлениям жизни можно подходить с залогом успеха только эмпирически, не считаясь с гипотезами. Только такой подход откроет в них новые черты, которые или расширят область физико-химических сил, нам до сих пор научно известных, или введут новый принцип или аксиому в науку, новое недоказуемое и целиком не выводимое из известных аксиом и принципов понятие, наряду с теми, которые строят наш научный мир материи и энергии. Тогда окажется возможным, внеся гипотезы связать эти явления с нашими построениями космоса, подобно тому как открытие явлений радиоактивности связало с ним мир атомов.

§ 14. Живой организм биосферы сейчас эмпирически должен изучаться как особое, целиком не сводимое на известные физико-химические системы тело. Может ли он быть всецело на них сведён когда-нибудь, наука сейчас решить не может. Несомненно, это представляется возможным. Но в нашем эмпирическом изучении явлений природы мы не можем забывать и другой возможности, того, что сама эта задача многими ставившаяся в науке, может оказаться столь же иллюзорной, какой оказалась проблема квадратуры круга. В области биологии мы не раз подходили к аналогичным сомнениям.

Ещё более чем в биологии, необходимо стоять на эмпирической почве – вне механистических и виталистических представлений – в науках геологических.

В одной из них, в геохимии, на каждом шагу приходится сталкиваться с явлениями жизни. Здесь организмы в виде своих совокупностей – живых веществ – являются одним из главных действующих факторов.

Живое вещество придаёт биосфере совершенно необычайный и для нас пока единственный в мироздании облик. Помимо нашей воли, мы не можем не различать в ней два типа вещества – косное и живое, влияющие друг на друга, но в некоторых основных чертах своей геологической истории разделённые непроходимой пропастью. Никогда не возникает никаких сомнений в принадлежности этих двух разных типов вещества биосферы к разным необъединимым категориям явлений.

Их основное различие, в чём бы оно ни заключалось, есть не только эмпирический факт, но одно из важнейших эмпирических обобщений естествознания.

Значение этого обобщения и вообще значение эмпирических обобщений в науке часто упускается из виду, и под влиянием рутины и философских построений эмпирические обобщения отождествляются с научными гипотезами.

Имея дело с явлениями жизни, особенно необходимо избегать такой укоренившейся вредной привычки.

§ 15. Между эмпирическими обобщениями и научными гипотезами существуют огромные различия, и точность их выводов далеко не одинакова.

В обоих случаях – и при эмпирических обобщениях, и при гипотезах – мы пользуемся дедукцией для вывода следствий, проверяемых путём изучения реальных явлений. В такой науке исторического характера, какой является геология, эта проверка производится научным наблюдением.

Но различие заключается в том, что эмпирическое обобщение опирается на факты, индуктивным путём собранные, не выходя за их пределы и не заботясь о согласии или несогласии полученного вывода с другими существующими представлениями о природе. В этом отношении эмпирическое обобщение не отличается от научно установленного факта: их совпадение с нашими научными представлениями о природе нас не интересует, их противоречие с ними составляет научное открытие.

В эмпирическом обобщении, хотя и выдвигаются на первое место некоторые определённые признаки явления, в общем всегда сказывается влияние и всех других, принятых во внимание при установке научного факта, – всего явления целиком.

Эмпирическое обобщение может очень долго, существовать, не поддаваясь никаким гипотетическим объяснениям, являться непонятным и все же оказывать огромное благотворное влияние на понимание явлений природы.

Но затем часто наступает момент, когда оно вдруг начинает освещаться новым светом, становится областью создания гипотез, начинает менять наши схемы мироздания и само меняться. Очень часто тогда оказывается, что в эмпирическом обобщении мы имели не то, что думали, или в действительности имели много больше, чем думали.

Типичным примером такой истории эмпирического обобщения может служить одно из величайших эмпирических обобщений – периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, которая после открытия Д. Мозли (]. Моsе1еу), сделанного в 1915 г., стала широким полем для научных гипотез.

§ 16. Совершенно иначе строится гипотеза или теоретическое построение. При гипотезе принимается во внимание какой-нибудь один или несколько важных признаков явления и на основании только их строится представление о явлении, без внимания к другим его сторонам. Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших основой для её построения, и потому – для необходимой прочности – она неизбежно должна связываться по возможности со всеми господствующими теоретическими построениями о природе, им не противоречить.

§ 17. Таким образом, эмпирическое обобщение, раз оно точно выведено из фактов, не требует проверки.

Только такие эмпирические обобщения, основанные на всей совокупности известных фактов, а не гипотезы и теории положены мною в основу дальнейшего изложения. Это следующие положения:

1) В течение всех геологических периодов не было и нет никаких следов абиогенеза (т. е. непосредственного создания живого организма из мёртвой, косной материи).

2) Никогда в течение всего геологического времени не наблюдались азойные (т. е. лишённые жизни) геологические эпохи.

3) Отсюда следует, что, во-первых, современное живое вещество генетически связано с живым веществом всех прошлых геологических эпох и что, во-вторых, в течение всего этого времени условия земной среды были доступны для его существования, т. е. непрерывно были близки к современным,

4) В течение всего этого геологического времени не было резкого изменения в какую-нибудь сторону в химическом влиянии живого вещества на окружающую его среду; все время на земной поверхности шли те же процессы выветривания, т. е. в общем наблюдался тот же средний химический состав живого вещества и земной коры, какой мы и ныне наблюдаем.

5) Из неизменности процессов выветривания вытекает и неизменность количества атомов, захваченных жизнью, т. е. не было больших изменений в количестве живого вещества3.

6) В чём бы явления жизни ни состояли, энергия, выделяемая организмами, есть в главной своей части, а может быть и целиком, лучистая энергия Солнца. Через посредство организмов она регулирует химические проявления земной коры.

§ 18. Из принятия в основу наших суждений этих эмпирических обобщений неизбежно вытекает положение, что ряд проблем, которые ставятся в науке, главным образом в философских её обработках, исчезает из круга нашего рассмотрения, так как они не вытекают из эмпирических обобщений и не могут быть построены без гипотетических предположений. Так должны оставаться без рассмотрения вопросы о начале жизни на Земле, если оно было; все космогонические представления о прошлом безжизненном состоянии Земли, о существовании абиогенеза в гипотетические космические периоды земной истории.

Эти вопросы – начало жизни, абиогенез, существование в истории земной коры безжизненных периодов – так тесно связаны с господствующими научно-философскими построениями, глубоко проникнутыми космогоническими гипотезами, что кажутся многим логически неизбежными.

Однако изучение истории науки показывает, что эти вопросы вошли в науку извне, зародились вне её – в религиозных или философских исканиях человечества. И это ясно может быть установлено при сравнении их с эмпирической, строящей науку областью точно установленных научных фактов.

Все нам известные, точно установленные факты ни в чём не изменятся, если даже все эти проблемы получат отрицательное решение, т. е. если бы мы признали, что жизнь всегда была и не имела начала, что живое – живой организм – никогда и нигде не происходил из косной материи и что в истории Земли не было вообще геологических эпох, лишённых жизни.

Придётся только вместо господствующих космогонических гипотез построить новые, применить к некоторым из оставленных научной мыслью в стороне философских или религиозных построений иную, чем теперь, математическую или научную обработку, как это и было сделано для других философских и религиозных созданий при выработке современных научных космогоний.

Живое вещество в биосфере 

§ 19. Биосфера – единственная область земной коры, занятая жизнью. Только в ней, в тонком наружном слое нашей планеты, сосредоточена жизнь; в ней находятся все организмы, всегда резкой, непроходимой гранью отделённые от окружающей их косной материи. Никогда живой организм в ней не зарождается. Он, умирая, живя и разрушаясь, отдаёт ей свои атомы и непрерывно берёт их из неё, но охваченное жизнью живое вещество всегда имеет своё начало в живом же.

Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности. Под её влиянием эти атомы находятся в непрерывном, интенсивном движении. Из них все время создаются миллионы разнообразнейших соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет, от древнейших археозойских эр до нашего времени, в основных чертах оставаясь неизменным.

На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. И чем более мы изучаем химические явления биосферы, тем более мы убеждаемся, что на ней нет случаев, где бы они были независимы от жизни. И так длилось в течение всей геологической истории. Древнейшие архейские слои дают косвенные признаки существования жизни; древние альгонкские породы, может быть также и археозойские (И. Помпекки, 1927), сохранили прямые отпечатки и явные следы организмов. Правы учёные (как Шухерт, 1924), выделяющие наряду с богатыми жизнью палеозоем, мезозоем, кайнозоем ещё и археозой. К нему принадлежат самые древние, нам доступные и нам известные, части земной коры. Эти слои оказываются свидетелями древнейшей жизни, которая, несомненно, длится не менее 2- 109лет. За это время энергия Солнца не могла заметно меняться, и это вполне совпадает с астрономическими возможностями (Шаплей, 1925).

§ 20. И даже больше – становится ясным, что прекращение жизни было бы неизбежно связано с прекращением химических изменений если не всей земной коры, то, во всяком случае, её поверхности – лика Земли, биосферы. Все минералы верхних частей земной коры – свободные алюмокремневые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки и бокситы) и многие сотни других – непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни. Если бы жизнь прекратилась, их элементы быстро приняли бы новые химические группировки, отвечающие новым условиям, старые нам известные тела безвозвратно исчезли бы. С исчезновением жизни не оказалось бы на земной поверхности силы, которая могла бы давать непрерывно начало новым химическим соединениям.

На ней неизбежно установилось бы химическое равновесие, химическое спокойствие, которое временами и местами нарушалось бы привносом веществ из земных глубин: газовыми струями, термами или вулканическими извержениями. Но вновь вносимые этим путём вещества более или менее быстро приняли бы устойчивые формы молекулярных систем, свойственные условиям безжизненной земной коры, и дальше не изменялись бы.

Хотя число точек, откуда проникает вещество глубоких частей земной коры, исчисляется тысячами, рассеянные по всей поверхности планеты, они теряются в её огромности; повторяясь временами, как, например, вулканические извержения, они незаметны в безмерности земного времени.

С исчезновением жизни на земной поверхности шли бы лишь медленные, от нас скрытые изменения, связанные с земной тектоникой. Они проявлялись бы не в наши годы и столетия, а в годы и столетия геологического времени. Только тогда в космическом цикле они стали бы заметны, подобно тому как только в нём выступают радиоактивные изменения атомных систем.

Постоянно действующие силы биосферы – нагревание Солнца и химическая деятельность воды – мало изменили бы картину явления, ибо с прекращением жизни скоро исчез бы свободный кислород и уменьшилось бы до чрезвычайности количество углекислоты, исчезли бы главные деятели процессов выветривания, постоянно захватываемые косной материей и постоянно восстанавливаемые в том же неизменном количестве процессами жизни. Вода в термодинамических условиях биосферы является могучим химическим деятелем, но эта вода «природная», так называемая вадозная(§ 89), богатая химически активными центрами жизни – организмами, главным образом невидимыми глазу, изменённая растворенными в ней кислородом и углекислотой. Вода, лишённая жизни, кислорода, углекислоты, при температуре и давлении земной поверхности в инертной газовой среде явится телом химически малодеятельным, безразличным.

Лик Земли стал бы также неизменен и химически инертен, как является неподвижным лик Луны, как инертны осколки небесных светил, захватываемые притяжением Земли, богатые металлами метеориты и проникающая небесные пространства космическая пыль.

§ 21. Так жизнь является великим, постоянным и непрерывным нарушителем химической косности поверхности нашей планеты. Ею в действительности определяется не только картина окружающей нас природы создаваемая красками, формами, сообществами растительных и животных организмов, трудом и творчеством культурного человечества, но её влияние идёт глубже, проникает более грандиозные химические процессы земной коры.

Нет ни одного крупного химического равновесия, в земной коре, в котором не проявилось бы основным образом влияние жизни, накладывающей неизгладимую печать на всю химию земной коры. Жизнь не является, таким образом, внешним случайным явлением на земной поверхности. Она теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в её механизм и в этом механизме исполняет величайшей важности функции, без которых он не мог бы существовать.

§22. Можно говорить о всей жизни, о всём живом веществе как о едином целом в механизме биосферы, хотя только часть его – зелёная, содержащая хлорофилл растительность – непосредственно использует световой солнечный луч, создаёт через него фотосинтезом химические соединения, неустойчивые в термодинамическом поле биосферы при умирании организма или при выходе из него.

С этой зелёной частью непосредственно и неразрывно связан весь остальной живой мир. Дальнейшую переработку созданных ею химических соединений представляет все вещество животных и бесхлорофилльных растений. Может быть, только автотрофные бактерии не являются придатком зелёной растительности, но и они генетически так или иначе с ней в своём прошлом связаны (§ 100).

Можно рассматривать всю эту часть живой природы как дальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию Земли. Животные и грибы скопляют такие формы богатых азотом тел, которые являются ещё более могучими агентами изменения, центрами свободной химической энергии, когда они – при смерти и разрушении организмов или при выходе из них – выходят из термодинамического поля, где они устойчивы, и попадают в биосферу, в иное термодинамическое поле, где распадаются с выделением энергии.

Можно, следовательно, брать все живое вещество в целом, т. е. совокупность всех живых организмов без исключения (§ 160), как единую, особую область накопления свободной химической энергии в биосфере, превращения в неё световых излучений Солнца.

§ 23. Изучение морфологии и экологии зелёных организмов давно показало, что весь зелёный организм и в своих сообществах, и в своём движении приспособлен прежде всего к исполнению своей космической функции – улавливанию и превращению солнечного луча. Как давно заметил один из крупных натуралистов, глубоко вдумавшийся в эти явления австрийский ботаник И. Визнер, свет влияет на форму зелёных растений много больше, чем теплота: он «как будто лепит их формы, как из пластического материала».

Одно и то же огромной важности эмпирическое обобщение изложено здесь с разных, противоположных точек зрения, сделать выбор между которыми мы сейчас не в состоянии. С одной стороны, ищут причину явления внутри, в автономном живом организме, который приспособляется к тому, чтобы улавливать всю световую энергию солнечного луча, с другой стороны, ищут причину вне организма, в солнечном луче, обрабатывающем как инертную массу зелёный организм, который он освещает.

Очень возможно, что правильнее искать причину явления в обоих объектах, но это дело будущего. Сейчас мы должны считаться с самим эмпирическим наблюдением, которое даёт, мне кажется, много более, чем это выражено в приведённых представлениях.

Эмпирическое наблюдение указывает нам, что в биосфере видна неразрывная связь между освещающим её световым солнечным излучением и находящимся в ней зелёным живым миром организованных существ.

Всегда существуют в биосфере такие условия, которые обеспечивают световому лучу на его пути встречу с зелёным растением – этим трансформатором носимой им энергии.

Можно утверждать, что такое превращение энергии нормально будет происходить с каждым солнечным лучом, и можно рассматривать это превращение энергии как свойство живого вещества, как его функцию в биосфере.

В тех случаях, когда такой трансформации не происходит и зелёное растение не может исполнять присущей ему в механизме земной коры функции, надо искать объяснения ненормальности явления.

Основным выводом наблюдения является чрезвычайная автоматичность процесса: нарушение его восстанавливается без всякого участия других объектов, кроме светового солнечного луча и определённым образом построенного и определённым образом живущего зелёного растения. Это восстановление равновесия не произойдёт только в том случае, если силы, этому препятствующие, достаточно велики. Восстановление равновесия связано с временем.

§24. Наблюдение окружающей природы на каждом шагу даёт нам указания на существование в биосфере этого механизма. Размышление легко приводит к сознанию его величия и значения.

В общем вся суша покрыта зелёной растительностью. Обнажённые от зелёной жизни места составляют исключения и теряются в общей картине. В лике Земли, при взгляде из космических пространств, суша должна представляться зелёной. 

Так же как непрерывно падает на лик Земли ток солнечного света, так же непрерывно растекается по всей поверхности Земли – суши и моря – зелёный аппарат его улавливания и превращения.

Живое вещество – совокупность организмов – подобно массе газа, растекается по земной поверхности и оказывает определённое давление в окружающей среде, обходит препятствия, мешающие его передвижению, или ими овладевает, их покрывает.

С течением времени оно неизбежно покрывает весь земной шар своим покровом и только временно может отсутствовать на нём, когда его движение, его охват разрушен и сдерживается внешнею силою. Эта неизбежность его всюдности связана с непрерывным освешением лика Земли солнечным излучением, созданием которого является зелёный окружающий нас живой мир.

Это движение достигается путём размножения организмов, т. е. автоматического увеличения количества их неделимых. Оно, в общем, никогда не прерываясь, идёт с определённым темпом во времени, как с определённым темпом падает на лик Земли солнечный луч.

Несмотря на чрезвычайную изменчивость жизни, несомненно, что в комплексах организмов – в живом веществе, да и в отдельных организмах – размножение, рост, т. е. работа превращения ими энергии солнечной в земную, химическую,– все подчиняется неизменным математическим законностям. Все учитывается и все приспособ-ляется с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии.

Размножение организмов и геохимическая энергия живого вещества

§ 25. Растекание размножением в биосфере зелёного живого вещества является одним из характернейших и важнейших проявлений механизма земной коры. Оно обще всем живым веществам, лишённым хлорофиллла или им обладающим, оно – характернейшее и важнейшее выявление в биосфере всей жизни, коренное отличие живого от мёртвого, форма охвата энергией жизни всего пространства биосферы. Оно выражается нам в окружающей природе во всюдности жизни, в захвате ею, если этому не препятствуют непреодолимые препятствия, всякого свободного пространства биосферы. Область жизни – вся поверхность планеты. Если какая-нибудь часть её оказалась безжизненной, в короткий или медленный срок она неизбежно будет захвачена живыми организмами. Мера геологического времени в истории планеты – небольшой промежуток, и мы видим, как в это время вырабатываются организмы, приспособленные к жизни в условиях, которые раньше делали её невозможной. Область жизни, по-видимому, расширяется в геологическом времени (§ 119, 122), и, во всяком случае, несомненно, что она всегда охватывает или стремится охватить до конца все доступное ей пространство – на протяжении, вероятно, всей геологической истории. Ясно, что это стремление является отличительной чертой живого вещества, а не проявлением чуждой ему силы, как, например, при растекании песчаной кучи или ледника под влиянием силы тяготения.

Растекание жизни – движение, выражающееся во всюдности жизни – есть проявление её внутренней энергии, производимой ею химической работы. Оно подобно растеканию газа, которое не есть следствие тяготения, но есть проявление отдельных движений частиц, совокупность которых представляет газ. Так и растекание по поверхности планеты живого вещества есть проявление его энергии, неизбежного движения, занятия нового места в биосфере новыми, созданными размножением организмами. Оно есть проявление прежде всего автономной энергии жизни в биосфере. Эта энергия проявляется в работе, производимой жизнью, в переносе химических элементов и в создании из них новых тел. Я буду называть её геохимической энергией жизни в биосфере.

§ 26. Это движение живых организмов путём размножения, совершающееся с удивительной и неизменной математической правильностью, идёт в биосфере непрерывно и является характернейшей и важнейшей по своим эффектам чертой её механизма. Оно идёт на земной поверхности – на суше, оно проникает все водоёмы, в том числе гидросферу, оно видно на каждом шагу в тропосфере; в форме паразитов оно охватывает все другие живые существа, имеет место внутри самих живых веществ.

Неуклонно и неизменно оно длится без перерыва и без замедления мириады лет, все время совершая огромную геохимическую работу, являясь формой проникновения энергии солнечного луча в нашу планету и её распределения по земной поверхности.

Мы должны видеть в нём не только перенос материальных тел, но и передачу энергии. В связи с этим и перенос материальных тел размножением есть процесс особенный.

Это не есть простое механическое передвижение тел по земной поверхности, независимых, не связанных с той средой, в которой они двигаются. Среда, в которой они движутся, не только обусловливает своим сопротивлением трение, как это имеет место в движении тел под влиянием тяготения. В этом движении связь со средой глубже – оно может идти только под влиянием газового обмена движущихся тел и той среды, в которой происходит движение. Оно тем быстрее, чем газовый обмен сильнее, оно замирает, когда газовый обмен не может иметь места. Газовый обмен – это дыхание организмов; оно, как мы увидим, глубоко меняет, направляет размножение. В движении размножения мы видим проявление его геохимического значения, выражение его как части механизма биосферы, подобно тому как само это движение является отражением солнечного луча. Проявлением энергии того же луча является и само дыхание – газовый обмен жизни с окружающей средой.

§ 27. Хотя это движение идёт кругом нас непрерывно, мы его не замечаем, так как мы нашим взором охватываем только общий его результат – ту красоту, разнообразие форм и красок, движений и соотношений, которые нам даёт живая природа. Мы видим лишь поля и леса с их растительной и животной жизнью, полные жизни водоёмы и моря, пронизанную ею только кажущуюся мёртвой почву. Мы видим статический результат, динамическое равновесие этих движений; редко когда можем наблюдать их как таковые.

Остановимся на нескольких примерах, в которых вскроется это созидающее живую природу, нам не видное, но для живой природы основное своеобразное движение.

Временами на небольших относительно пространствах мы видим прекращение жизни высшей растительности. Лесной пожар, степные палы, взрыхлённые, распаханные, запущенные поля, вновь образовавшиеся острова, застывшие потоки лавы, покрытые вулканическим пеплом пространства суши, освободившиеся от ледников или водных бассейнов её пространства, новые почвы, образованные на безжизненных скалах лишайниками и мхами, – эти и другие формы бесконечных проявлений жизни на нашей планете на некоторое время образуют лишённые трав и деревьев пятна на зелёном покрове суши. Они образуют их на короткое время. Жизнь быстро входит в свои права. И зелёные травы, а затем и древесная растительность занимают утерянные или новые места. Отчасти они занимают их проникновением извне, приносом семян подвижными организмами или ещё больше – ветром, отчасти возникают от всюду в почве находящихся их запасов, лежащих в ней в латентном состоянии и сохраняющихся в этой форме иногда, по крайней мере, столетия.

Но это проникновение семян извне есть необходимое условие заселения, но не оно его производит. Заселение осуществляется благодаря размножению организмов, зависит от специфичной для их размножения геохимической энергии; оно идёт годами, пока не будет восстановлено нарушенное равновесие. Как мы увидим, это находится в полном соответствии со скоростью передачи в биосфере жизни, передачи геохимической энергии этих живых веществ – высших зелёных растений. В этом случае, следя внимательно за заселением пустых пространств, человек может видеть движение растекания жизни, о котором я говорю, реально ощущать её давление; вдумываясь в него, он может созерцать движение на нашей планете солнечной энергии, превращённой в земную – химическую.

Он его ощущает и в тех случаях, когда ему приходится защищать от чуждого заселения нужные ему поля или пустые пространства, тратить на преодоление давления жизни свою энергию.

Он видит его и тогда, когда всматривается в окружающую его природу, в глухую, молчаливую, беспощадную борьбу за существование, которую ведут кругом него зелёные растения. Он видит и ощущает действительно, как надвигается лес на степь или как лишайниковая тундра в своём движении его глушит.

§ 28. Членистоногие насекомые, клещи, пауки составляют главную массу живого животного вещества суши. В тропических и подтропических странах среди них преобладающую роль играют Orthopera, муравьи, термиты. Размножение их идёт своеобразным путём. Хотя геохимическая энергия, ему отвечающая (§37), и того же порядка, как для высших зелёных растений, она все же несколько меньше.

В государствах термитов даёт потомство, производит непосредственно размножение, один организм из десятков тысяч, иногда сотен тысяч бесполых неделимых. Это царица-мать. Она кладёт яички непрерывно весь свой век – иногда десять и больше лет. Количество яичек, новых особей, которое она может дать, исчисляется биллионами. В год она даёт сотни тысяч. Указываются случаи, когда она даёт 60 яичек в минуту, т. е. 86 400 штук в сутки, так же правильно, как в часовых механизмах отбиваются секунды, суточное количество которых равно тем же 86 400.

Размножение идёт роями. Часть потомства с новой

царицей-маткой улетает и захватывает новое пространство вне ареала, необходимого для жизни первого, исходного государства. Всюду действует с математической точностью инстинкт: и в сохранении яичек, немедленно уносимых

термитами-рабочими, и в отлёте роёв, и в замене – в случае неожиданных случайностей – старой матки новой. Всюду действует с той же точностью и число. Все подвержено мере, числовой закономерности: число яичек, число годовых роёв, в них неделимых, число населения государств, размеры и вес организмов, темп размножения и вызванного им переноса геохимической энергии термитов по земной поверхности.

Мы можем точно выразить числом напряжение движения термитов по земной поверхности благодаря их размножению, зная годовое количество роёв, число в них особей, их размеры, количество яичек, отлагаемых в год царицей; мы можем обнять числом отвечающее этому движению его отражение в окружающей среде, его давление.

Давление это очень велико. Человек, живущий в области их обитания, знает это по той работе, которую он должен производить, чтобы защищать от них продукты своего существования, своего питания.

Если бы не было препятствий во внешней среде, главным образом в окружающей термитов жизни, в немногие годы они могли бы захватить и покрыть своими государствами всю поверхность биосферы – 5,10065 ∙ 108 км2.

§ 29. Среди организмов бактерии занимают особое место. Это организованные тела мельчайших известных размеров: линейные размеры их измеряются 10-4см и даже 10-5 см. В то же самое время это организмы с наибольшей силой размножения. Они размножаются дроблением. Каждая клетка многократно удваивается в сутки. Наиболее быстро размножающаяся бактерия производит эту работу 63-64 раза в сутки, в среднем каждые 22–23 минуты, с такой же правильностью, как откладывает яички самка термитов или обращается около Солнца планета, на которой эта бактерия живёт.

Бактерии живут в жидкой или полужидкой среде. Главные их массы наблюдаются в гидросфере; значительные количества сосредоточены в почве, проникают в другие организмы.

Если бы не было препятствий во внешней среде, они могли бы создать с непостижимой для нас быстротой невероятные количества сложнейших химических соединений, являющихся вместилищем огромной химической энергии.

Этой огромной энергии отвечает огромная быстрота их размножения. Таким путём в течение полутора и менее суток бактерии могли бы покрыть тонким однослойным покровом поверхность земного шара, которую в результате размножения зелёные травы или насекомые могли бы преодолеть в течение ряда лет, в отдельных случаях сотен дней.

В морской среде находятся бактерии почти шаровой формы, объём которых, по М. Фишеру, достигает 1 ц3, т. е. 10-12 см3. В 1 см3 может заключаться 1012неделимых, и при быстроте их размножения – в сутки около 63 делений каждой клетки – кубический сантиметр может быть ими заполнен в течение нескольких – 11–13 – часов, если в него попадёт одна такая бактерия. В действительности бактерии живут не изолированно, а образуют колонии и при благоприятных условиях они заполняют 1 см3 ещё быстрее.

Процесс деления неизбежно происходит таким темпом, если бактерия живёт в условиях жизни, этому благоприятных, прежде всего, если температура среды это дозволяет. Если температура падает, быстрота чередования поколений уменьшается, и это изменение может быть выражено в точной числовой формуле. Все время бактерия дышит, т. е. находится в тесной связи с растворенными вводе газами. Ясно, что количество бактерий путём размножения никогда не может достигнуть в 1 см3 той величины, которая определяет в нём количество газовых молекул, т. е. 2,706*1019 (число Лошмидта). Газовых молекул в 1см3, заполненном водой, будет во много раз меньше. Мы видим здесь предел размножению ставящийся явлениями дыхания, свойствами газообразного состояния материи.

§30. Пример бактерий позволяет выразить движение, наблюдаемое в биосфере благодаря размножению, в другой форме, чем мы это делали до сих пор.

Представим себе период в истории Земли, который гипотетически неправильно, как увидим, допускают геологи, время, когда океан покрывал не три четверти земной поверхности, а всю планету. Э. Зюсс относил это «вселенское море» (по-гречески «Панталасса») в археозойскую эру. Бактерии в это время, несомненно, его населяли. Их следы известны в слоях древнейшего палеозоя. Характер минералов археозойских слоёв и, особенно характер их ассоциаций с неменьшей несомненностью доказывают нахождение бактерий во всём археозое – в самых древнейших, доступных геологическому изучению пластах нашей планеты. Если бы в этом «вселенском море» температура была благоприятна для их жизни и если бы в нём не было препятствий их размножению, шаровая бактерия, в 10-12 см3 объёмом, в 1 ,47 суток – меньше чем в полутора суток – образовала бы в этом море сплошную плёнку в 5,10065 • 108 км2.

Плёнки бактерий, образующиеся благодаря их размножению, занимают хотя и меньше, но все же весьма значительные площади в биосфере.

В 90-х годах прошлого столетия проф. М. А. Егунов указывал на существование тонкой плёнки серных бактерий на всей площади Чёрного моря. Эта плёнка равнялась бы в таком случае поверхности Чёрного моря, т. е. 411 540 км2, и лежала бы на границе кислородной поверхности, т. е. на глубине 200 м. Однако исследования проф. Б. Л. Исаченко, участника экспедиции Н. М. Книповича (1926), не подтверждают этих данных. Это же явление в менее грандиозных размерах, но отчётливо выражено в динамических равновесиях живых организмов, например на границе между пресной и солёной водой и Мёртвом озере Кильдинских островов, которое на всей своей поверхности всегда покрыто сплошной плёнкой пурпурных бактерий (К. Дерюгин, 1926).

Другие микроскопические, но все же более крупные организмы постоянно дают примеры подобных явлений. От времени до времени плёнка, образованная этими организмами океанического планктона, покрывает пространство в тысячи квадратных километров. Подобные плёнки образуются довольно быстро.

Во всех этих случаях можно изобразить геохимическую энергию этих процессов таким же образом, а именно в виде передвижения этой энергии на земной поверхности, причём скорость растения пропорциональна скорости размножения вида, в нашем случае бактерии Фишера.

При своём максимальном развитии, когда данный вид заселит всю земную поверхность (5,10065 • 108км2), эта энергия за определённое время, разное для каждого вида, пройдёт также максимальное расстояние, равное земному экватору, т. е. 40 075 721 м.

Бактерия Фишера, размером в 10-12см3, при образовании плёнки во «вселенском море» Э. Зюсса развила бы энергию, скорость продвижения которой по земному диаметру была бы равна около 33 100 см/с.

Это явление может быть выражено в иной форме. Скорость 5, равная 33 100 см/с, может быть рассматриваема как скорость передачи жизни, геохимической энергии, вокруг земного шара; она равна средней скорости вращения вокруг него бактерии путём размножения. В 1,47 суток бактерия размножением обтекает земной шар, совершает вокруг него во «вселенском море» полный оборот...

Скорость передачи жизни, по наибольшему расстоянию, ей доступному, величина 5, будет той характерной для каждого однородного живого вещества постоянной, которой мы будем пользоваться для выражения геохимической энергии жизни.

§31. В основе этой величины, всегда отличной для всякого вида или расы, сказываются, с одной стороны, характер механизма размножения, а с другой стороны, те пределы возможному размножению, которые кладутся размерами и свойствами планеты.

Скорость передачи жизни не есть простое выражение свойств автономных организмов или их совокупностей – живых веществ; она выражает их размножение в соответствии с биосферой как планетное явление. В её выражение неизбежно входят элементы планеты – величины её поверхности и её экватора. Мы имеем здесь аналогию с некоторыми другими свойствами организма, например с его весом. Вес организма на Земле и того же организма на другой планете будет иной, хотя организм может при этом не измениться. Точно так же и скорость передачи его жизни, например, на Земле или Юпитере, площадь и экватор которого иные, чем Земли, будет иная, хотя бы сам организм оставался при этом неизменным.

Этот специфически земной характер скорости передачи жизни вызывается тем ограничением, которое свойства и характер Земли как планеты, биосферы как космического явления вносят в проявление заложенного в организмах как в автономных созданиях механизма размножения.

§ 32. Область явлений размножения мало обращала на себя внимание биологов. Но в ней – отчасти незаметно для самих натуралистов – установилось несколько эмпирических обобщений, которые отчасти кажутся нам сами по себе понятными, так мы с ними свыклись.

Среди этих обобщений необходимо отметить следующие:

1) Размножение всех организмов выражается геометрическими прогрессиями. Можно выразить это в единообразной формуле:

2n∆= Nn 

где п – число дней с начала размножения;

∆ – показатель прогрессии, который для одноклеточных организмов, размножающихся делением, соответствует числу поколений в сутки;

Nn– число неделимых, существующих благодаря размножению через п дней.

Характерным для каждого живого вещества является ∆. В этой формуле никаких пределов, никаких ограничений ни для n, ни для ∆, ни для N не заключается.

Процесс мыслится бесконечным, как бесконечной является прогрессия.

2) Эта бесконечность возможности проявления размножения организма сказывается в подчинении этого проявления в биосфере, т. е. растекания живого вещества, правилу инерции. Может считаться эмпирически установленным, что процесс размножения задерживается в своём проявлении только внешними силами; он замирает при низкой температуре, прекращается или ослабляется при недостатке пищи или дыхания, при отсутствии места для обитания вновь создаваемых организмов. Уже в 1858 г. Ч. Дарвин и А. Уоллес высказали эту мысль в форме, которая была давно ясна натуралистам, вдумывавшимся в эти явления, например К. Линнею, Ж. Бюффону, А. Гумбольдту, К. Эренбергу, К. М. Бэру: если не будет внешних препятствий, всякий организм в разное, определённое для него время может размножением покрыть весь земной шар, произвести по объёму потомство, равное массе океана или земной коры.

3) Темп размножения, сказывающийся в таком эффекте, отличен для каждого организма и находится в тесной зависимости от размеров организма. Мелкие организмы, т. е. организмы в то же время и более лёгкие, размножаются гораздо быстреечем большие организмы, т. е. организмы в то же время большего веса.

§33. В этих трёх эмпирических положениях явления размножения организмов выражены вне времени и пространства или, вернее, в геометрических и механических бесформенных однородных времени и пространстве.

В действительности жизнь в той форме, в какой мы её изучаем, есть чисто земное – планетное – явление, не отделимое от биосферы, созданное и приспособившееся к её условиям.

Перенесённая в отвлечённое время и отвлечённое пространство математики жизнь является фикцией, созданием нашего разума, отличным от реального явления.

Если мы хотим иметь точные, научные представления в наши положения о её свойствах, мы должны внести поправки в отвлечённые понятия времени и пространства; эти поправки могут в корне, как мы видим в данном случае.

изменить наши выводы, в которых свойства земных времени и пространства не были предусмотрены.

§34. На Земле организмы живут в ограниченном пространстве, одинаковом по размерам для всех них. Они живут в пространстве определённого строения в газообразной или проникнутой газами жидкой среде. И хотя время нам представляется безграничным, но время какого-нибудь процесса в ограниченном пространстве, каким является размножение организмов, не может являться безграничным. Оно тоже будет иметь предел, различный для каждого организма в зависимости от характера его процесса размножения.

Неизбежным следствием этого положения является ограничение всех величин, определяющих явления размножения организмов в биосфере. Должны существовать наибольшие числа неделимых, которые могут дать разные живые вещества. Эти числа – Nmax – должны быть конечны и характерны для каждого вида и расы. Скорости передачи жизни должны заключаться в точных и определённых пределах, которые не могут быть никогда превзойдены. Наконец, величины Д геометрических прогрессий размножения тоже имеют определённые пределы.

Эти пределы устанавливаются двумя проявлениями планеты: 1) её размерами и 2) физическим заполнением пространства, в котором течёт жизнь, жидкостями и газами – прежде всего свойствами газов и характером газового обмена.

§ 35. Остановимся на ограничении, вносимом размерами планеты. Влияние этих размеров мы видим на каждом шагу. Небольшие водоёмы очень часто покрыты сплошь на своей поверхности плавающей на них зелёной растительностью. В наших широтах это очень часто зелёные ряски – разные видыLетпа. Поверхность воды представляет сплошной зелёный их покров без промежутков. Растеньица тесно сдвинуты, их зелёные пластинки заходят друг на друга; процесс размножения действует, но он замедлен внешним препятствием – прежде всего отсутствием места. Он проявляется только тогда, когда в зелёном покрове вследствие внешних разнообразных причин – гибели рясок или их уноса – образуются пустые промежутки водной поверхности. Они

немедленно замещаются размножением. Очевидно, количество неделимых ряски, могущих поместиться на данной площади, определённо и находится в зависимости от размеров и условий их существования. Когда оно достигнуто, процесс размножения останавливается, задерживается внешним неодолимым препятствием. В каждом пруду создаётся своеобразное динамическое равновесие, аналогичное тому, какое в нём наблюдается при испарении воды с его поверхности. Упругость паров и упругость жизни механически аналогичны.

Другой всем известный пример представляет в картине природы жизнь зелёной водоросли – разных видов Protococcus, обладающей гораздо большей геохимической энергией, чем ряска. Она покрывает в благоприятных условиях сплошь без промежутков (§ 50) стволы деревьев. Дальше ей идти некуда; её процесс размножения задержан; он возобновляется вновь, как только открывается возможность помешения новых неделимых Protococcus. Количество неделимых этой водоросли, могущих поместиться на площади дерева, строго определённо и не может быть превзойдено.

§ 36. Эти соображения могут быть целиком перенесены на всю живую природу и на область, доступную ес обитанию– на поверхность нашей планеты. Наибольшее могущее существовать проявление силы размножения живого вещества определено размерами планеты и выражается в количестве неделимых, которые могут разместиться на площади, равной 5,10065 • 108 км2. Это количество есть функция густоты скопления организмов, возможной для их жизни.

Эта густота очень различна; для ряски или одноклеточной водоросли протококка она определяется только их размерами; другие организмы требуют гораздо большей площади (или объёма) для жизни. Слон в Индии требует до 30 км2, овца на горных пастбищах Шотландии – около 105 м2, средний улей пчёл – не менее 10–15 км2 (одна пчела – не менее 2 • 10-4км2, т. е. 200 м2) среднего красного леса Украины, от 3000 до 15 000 неделимых планктона хорошо развиваются в 1000 см3 морской воды, 25–30 см2 достаточны для обычных злаков, несколько (иногда десятков) квадратных метров – для неделимых обычного нашего леса.

Очевидно, скорость передачи жизни зависит от возможной густоты хорошо живущей, не страдающей в своих проявлениях совокупности неделимых, от плотности живого вещества.

Не буду здесь останавливаться на очень ещё мало изученной этой важной константе жизни в биосфере. Ясно, что наибольшая плотность сплошного покрова (типа ряски или протококка) или сплошного заполнения 1 см-5 мельчайшей бактерией (§ 29) даст нам, если принять её возможной для всех организмов, наибольшее допустимое для данного вида количество его неделимых в биосфере. Для получения этого числа необходимо принять плотность равной квадрату максимального изменения организма, т. е. его длины и ширины (коэффициент k1 )5.

§37. Ограничение размножения размерами планеты, неизбежная остановка процесса уже этим путём, помимо более глубокого влияния, оказываемого, как увидим, зелёной средой (§ 123), придаёт этому процессу очень своеобразные и важные черты.

Прежде всею, очевидно, есть предельное, одинаковое для всех организмов, наибольшее расстояние, по какому может распространяться передача жизни. Оно равно земному экватору, т. е. 40 075 721 м.

Во-вторых, для всякого вида или расы есть максимальное количество неделимых, которое не может быть никогда превзойдено. Это максимальное число получается при полном заполнении данным видом земной поверхности при максимальной возможной густоте его обитания. Это число, которое я буду дальше обозначать N и называть стационарным числом однородного живого вещества, имеет большое значение для оценки геохимического влияния жизни. Оно отвечает максимально возможному проявлению энергии данного однородного живого вещества в биосфере, максимальной его геохимической работе; скорость его достижения, разная для каждого организма, выражается скоростью 5– передачи жизни.

Эта скорость – 5 – связана со стационарным числом следующей формулой:

 

Очевидно, если скорость передачи жизни остаётся постоянной, ∆, характеризующая силу размножения (§32), должна уменьшаться, размножение организмов должно в данном объёме или на данной площади идти все медленнее и медленнее но мере того, как число созданных неделимых увеличивается, приближается к стационарному.

§38. Мы видим это явление в окружающей нас природе. Оно давно было замечено старыми натуралистами и ярко подчёркнуто около сорока лет назад точным наблюдателем живой природы К. Земпером (1888). Земпер отметил, что в небольших водоёмах при всех равных условиях размножение организмов уменьшается по мере увеличения в них количества неделимых. Стационарное число не достигается или достижение его замедляется по мере приближения к нему количества создаваемых организмов; существует какая-то причина, может быть не всегда внешняя (§ 43), регулирующая процесс. Опыты Пирля и его сотрудников над мухой Drosophila и над курами (1911 –1912) подтверждают это обобщение Земпера в другой среде.

§39. Скорость передачи жизни может давать нам ясное понятие о геохимической энергии жизни разных организмов. Она колеблется в больших пределах и находится в тесной зависимости от размера организма. Для самых мелких организмов, для бактерий, она, как мы видели, близка к скорости звука, т. е. к величине, равной 33 100 см/с. Для самых крупных, для крупных млекопитающих, она равна долям сантиметра – для индийского слона, например, К– 0,09 см/с.

Это крайние пределы. Между ними помешаются скорости передачи жизни для всех других организмов. Они находятся в явной зависимости от размеров организма и в более простых случаях (например, для организмов, форма которых приближается к шару) связь размеров организма с его скоростью 5 может быть уже сейчас математически выражена.

5,10064 • 108 

-= 13 963,3, где 5,10064 • 10х км2 – поверхность Земли. – Прим. ред. 

365

Но существование определён ной математической зависимости всегда и везде в этой области несомненно и отвечает старинному прочному эмпирическому обобщению (§32).

§ 40. Скорость передачи жизни даёт ясное понятие об энергии жизни в биосфере, о её в ней работе, но оно недостаточно для её определения. Для этого мы должны принять во внимание массу того организма, энергия растекания совокупностей которого в биосфере определяется скоростью 5

Выражение pVу/2 , где р– средний вес организма1,

скорость растекания геохимической энергии которого равна 5, даст нам выражение кинетической геохимической энергии живого вещества. Взятое по отношению к определённым площади или объёму биосферы, оно может дать нам выражение той химической работы, которая в геохимических процессах этой площади или объёма может быть произведена данным видом или расой организмов.

Уже давно мы имеем подходы к определению этим путём по отношению к определённой площади биосферы – гектару – части геохимической энергии живого вещества. Это делается при определении урожаев – количества с данной площади полезных человеку организмов или их продуктов.

В более полной форме оно выражается в количестве органического вещества, которое может быть создано размножением и ростом организмов на гектаре.

Хотя эти данные очень неполны и не охвачены теорией в достаточной степени, они привели уже к важным эмпирическим обобщениям.

Несомненно, количество создаваемого на гектаре органического вещества ограничено и теснейшим образом связано

с той солнечной лучистой энергией, которую захватывает зелёное растение. Геохимическая энергия, собранная этим путём – размножением организмов, – есть изменённая солнечная энергия.

Во-вторых, все более выясняется, что в случаях максимальных урожаев количества органического вещества с гектара почвы и гектара океана суть числа одного порядка, приближающиеся к одной и той же величине. Гектар суши охватывает ничтожный слой, не превышающий метров, гектар океана отвечает слою воды, захваченной жизнью, измеряемому километрами. Тождественность создаваемой в них энергии жизни, очевидно, указывает на освешениесверху как на её источник.

Мы увидим, что, вероятно, это связано с характерным свойством почвы суши, скопляющей в себе концентрацию организмов, обладающих огромной геохимической энергией (§ ! 55). Благодаря этой концентрации энергии живого вещества тонкий слой почвы по своему геохимическому эффекту может сравниваться с огромной толщей моря, где центры жизни разжижены инертной массой воды.

§41. Кинетическая геохимическая энергия организма

pV 2 /2, взятая по отношению к гектару, т. е. к 108 см2, выражается следующей формулой, где108/k – количество организмов на гектар при достижении ими стационарного числа (§ 37), а к – коэффициент плотности жизни (§ 36):

 

Чрезвычайно характерно, что эта величина для Protozoa есть величина постоянная. Для них всех выражение A 1 принимает форму:

 

Отвечает плохо известному удельному весу Protozoa. 

Из этой формулы ясно, что кинетическая геохимическая энергия Protozoa определяется скоростью К связанной с весом, размерами организма и темпом размножения Д. Отнесённое к ∆, 5 выражается следующей простой формулой*:

 

в которой числовые, постоянные для всех видов организмов коэффициенты связаны с размерами планеты (с плошадью её поверхности и длиной её экватора, причём величины выражены в сантиметрах и секундах)**.

Из формулы скорости очевидно, что одни размеры планеты не могут объяснить действительно существующего предела для 5 и ∆.

Наибольшая нам известная величина 5 равна 33 100 см/с, а наибольшая величина ∆  около 63–64.

Могут ли они идти дальше (что, как это видно из приведённых формул, возможно и при постоянстве кинетической энергии на гектар) или есть в биосфере условие, этому препятствующее?

Такое условие есть, и им является газовый обмен организмов, неизбежный и необходимый для их существования и, в частности, для их размножения.

§ 42. Организм не существует без газового обмена, без дыхания. Чем размножение идёт быстрее, тем дыхание становится интенсивнее. По степени газового обмена мы всегда можем судить об интенсивности жизни.

В масштабе биосферы нам необходимо, конечно, иметь в виду не дыхание отдельного организма, а общий результат дыхания, необходимо учесть газовый обмен – дыхание всех живых организмов, обнять его как часть механизма биосферы.

 

длина экватора, t – число секунд в сутках; 18 lg 5,10065 =18,70762. – Прим. ред. 

** Выражение 5 существует для всех организмов, а не только для Protozoa. Формула А1 для высших групп, для Methazoa и Metaphyta имеет иную, меньшуювеличину, что связано с явлениями дыхания и глубоким отличием их организации от организации простейших. Не могу здесь входить в рассмотрение этих важных и сложных явлений.

В этом отношении давно имеются эмпирические обобщения, очень мало до сих пор обращавшие на себя внимание и не учтённые на щей научной мыслью.

Одно из них указывает, что газы биосферы те же, которые создаются при газовом обмене живых организмов. В биосфере существуют только они одни: О2 N2, СO2, Н2О, Н2, СН4, NH3... Это не может быть случайностью.

Затем весь свободный кислород биосферы создаётся на земной поверхности только благодаря газовому обмену зелёных организмов. Этот свободный кислород есть главный источник свободной химической энергии биосферы.

И, наконец, в-третьих, количество этого свободного кислорода в биосфере, равное 1,5 • 1021 г, есть число того же порядка, как и количество существующего и с ним неразрывно связанного живого вещества, исчисляемого в 1020–1021 г. Оба эти исчисления получены вполне независимо друг от друга.

Эта тесная связь газов Земли с жизнью указывает с несомненностью, что газовый обмен организмов – и на первом месте их дыхание – должен иметь первостепенное значение в газовом режиме биосферы, т. е. являться планетным явлением. 

§ 43. Этот газовый обмен – дыхание – определяет весь темп размножения; он ставит пределы для величин 5 и ∆.

Они не могут перейти через пределы, нарушающие свойства газов. 

Я уже указывал (§ 29), что количество организмов, могущих существовать в одном кубическом сантиметре среды, должно быть меньше количества в нём газовых молекул, т. е. меньше 2,706- 1019 (число Лошмидта). Если величина 5 будет больше 33 100 см/с, то для организмов, размеры которых меньше размеров бактерий (т. е. размеров меньшего порядка, чем п • 10-5), количество неделимых благодаря их размножению превысит 1019 в 1 см3. Очевидно, при неизбежном существовании обмена между газовыми молекулами и организмами количество поглощающих и выделяющих газовые молекулы организмов, соизмеримых с молекулами по своим размерам, должно было бы расти по мере уменьшения размеров организмов с все большей, в конце концов, невероятной быстротой.

По нашим современным представлениям, таким образом, приходим к физическому абсурду.

Если ограничение количества неделимых в кубическом сантиметре определяет наименьшие размеры организма и этим путём ставит максимальный предел для ∆ и 5, то неизбежное постоянное соотношение между количеством неделимых и газовых молекул в данном объёме – явления дыхания – играет ещё большую и постоянно проявляющуюся роль в явлениях размножения.

Дыхание, очевидно, регулирует весь этот процесс на земной поверхности, устанавливает взаимные соотношения между количеством организмов разной плодовитости, определяет, подобно температуре, величину Д, которой может достигать данный организм в действительности; оно же определяет максимальную Д, отвечающую размерам организма, не допускает достижения стационарных чисел.

В мире организмов в биосфере идёт жесточайшая борьба за существование – не только за пищу, но и за нужный газ, и эта последняя борьба более основнаятак как она нормирует размножение. 

Дыханием определяется максимальная возможная геохимическая энергия жизни на гектар.

§ 44. Результат этого газового обмена и определяемого им размножения организмов огромен даже в масштабе биосферы.

Ничего аналогичного, даже в отдалённой степени, не представляет косная её материя.

Ибо благодаря (размножению каждое живое вещество может создать новые любые количества живой материи. Вес биосферы нам неизвестен, но он составляет небольшую долю веса земной коры, до 16 км мощностью (§ 77), вес которой равен 2,0 • 1025 г. Равное весу коры количество вещества может быть силой размножения создано в ничтожное, не геологическое время, если только этому не препятствует внешняя среда.

Холерный вибрион и Bacterium coli могут дать эту массу вещества в 1,60–1,75 суток. Зелёная диатомовая водоросль Nitzschia putrida – миксотрофный организм морской грязи, питающийся разлагающимися органическими веществами и в то же время захватывающий солнечный луч, – может дать 2,0 • 1025 г вещества в 24,5 суток. Это один из наиболее быстро размножающихся зелёных организмов, может быть, в связи с тем, что часть органических веществ он получает в готовом виде. Один из наиболее медленно размножающихся организмов – слон – может дать то же количество вещества в 1300 лет. Но что значат годы и столетия в геологическом, т. е. планетном, времени!

Мы должны к тому же иметь в виду, что при дальнейшем ходе времени новые массы, равные той же величине 2,0 • 1025 г, должны были бы получиться в несравненно более короткие сроки.

Эти числа дают нам понятие о тех силах, которые проявляются в явлениях размножения.

§45. Конечно, в действительности ни один организм не даёт таких количеств.

Однако перемешения таких масс в биосфере силой размножения даже в течение одного года отнюдь не являются фантастическими, и даже в действительности они малы.

Эти числа не ирреальны. Мы действительно наблюдаем проявления жизни, им отвечающие, в окружающей нас природе.

Едва ли можно сомневаться, что жизнь в течение года путём размножения создаёт количества неделимых и отвечающие им массы вещества порядка 1025 г и, вероятно, в очень большое количество раз большие.

Так, в каждый момент в биосфере существует п • 1020 – п • 1021 г живого вещества. Это вещество вечно разрушается и создаётся главным образом не ростом, а размножением. Поколения создаются в промежутках от десятков минут до сотен лет. Ими обновляется вещество, охваченное жизнью. То, которое находится в каждую минуту в наличности, составляет ничтожную долю созданного в году, так как колоссальные количества создаются и разрушаются даже в течение суток.

Перед нами динамическое равновесие. Оно поддерживается трудно охватываемым мыслью количеством вещества. Очевидно, что даже в сутки создаются и разрушаются смертью, рождением, метаболизмом, ростом колоссальные массы живого вещества. Кто может измерить количества вечно создающихся и вечно гибнущих неделимых?

Это задача ещё более трудного порядка, чем исчисление песчинок моря – задача Архимеда. Как исчислить живые песчинки, непрерывно меняющиеся в своём количестве с ходом времени?

Здесь одновременно скопляются и меняются бесчисленные неделимые в пространстве и во времени. Число их бывших и настоящих даже в течение одного человечески короткого промежутка времени превышает количество песчинок морского песка, несомненно, неизмеримо более чем в 1025 раз!

Зелёное живое вещество

§ 46. По сравнению с силой размножения, с геохимической энергией живого вещества, массы его, находящиеся в каждый момент в биосфере, – 1020– 1021 г – являются небольшими.

Эти массы генетически связаны в своём существовании с зелёным живым веществом, единственным способным захватывать лучистую энергию Солнца.

К сожалению, наши современные знания не позволяют учесть, какую часть всего живого вещества составляет зелёный мир растений. Можно пока дать лишь очень приблизительное понятие о количественной стороне явления.

Нельзя утверждать, что количественно по своей массе зелёное живое вещество преобладает на всей поверхности Земли, но, по-видимому, оно преобладает на суше. В океане обычно считается, что количественно – по массе – преобладает животная жизнь. Если даже животная – гетеротрофная – жизнь преобладает в конце концов в массе всего живого вещества, то это преобладание не может быть очень велико.

Не разделяется ли живое вещество на две половины или почти на две половины по весу: на зелёное автотрофное и на его порождение – гетеротрофное? Ответить на этот вопрос мы не умеем.

Но, во всяком случае, несомненно, что уже одно зелёное живое вещество даёт массы того же порядка – 1020– 1021 г, какие отвечают всему живому веществу.

§ 47. Строение этого зелёного трансформатора солнечной энергии на суше и в море резко различно. На суше преобладает травяная явнобрачная растительность, древесная составляет по весу значительную, может быть близкую ей, часть; зелёные водоросли и другие тайнобрачные, особенно протисты, отходят на задний план. В океане преобладают одноклеточные микроскопические зелёные организмы; травы, как Zostera, и большие водоросли составляют по весу небольшую часть растительной жизни; они сосредоточены у берегов и в более мелких местах, куда проникает солнечный луч; их плавающие скопления, как скопления саргассов в Атлантическом океане, теряются в общей безмерности морских пределов.

Зелёные мегафиты преобладают на суше; из них наиболее быстро размножаются – обладают большей геохимической энергией – травы. Скорость передачи жизни древесной растительности, по-видимому, меньше. Зелёные протисты преобладают в океане.

Скорость 5 для метафитов едва ли превышает сантиметры в секунду, для зелёных протестов она достигает тысяч сантиметров, т. е. превышает в сотни раз силу размножения метафитов.

Это явление резко характеризует различие жизни моря и суши. Хотя в море зелёная жизнь, может быть, и менее господствует, чем та же жизнь суши, но общее количество зелёной жизни в океане благодаря его преобладанию над сушей на нашей планете по массе превышает растительность суши.

Зелёные протисты океана являются главными трансформаторами световой солнечной энергии в химическую энергию нашей планеты. 

§48. Можно выразить разный энергетический характер зелёной растительности суши и моря в точных числах и иначе. Формула 2м = Nn (§ 32) даёт нам приращение организма в сутки (а) при размножении; беря один исходный организм, мы имеем, для него (в первый день, когда п = 1):

2 – 1 = α

Откуда

2 = (α + 1) и 2n∆ = (α + 1)n 

Величина а есть постоянная для каждого вида; она определяет суточное приращение количества неделимых, сведённое к одному неделимому, т. е. указывает увеличение в каждые сутки одного неделимого.

Величина (α + 1)n очевидно, определяет количество неделимых, создаваемое размножением в п-й день: (α + 1)n = Nn 

Значение этих чисел видно на следующем примере. По М. Ломану, среднее размножение планктона (учитывая его гибель и поедание) может быть выражено константой α + 1 , равной 1,2996. Та же постоянная для среднего урожая пшеницы во Франции равна 1,0130. Эти величины отвечают среднему идеальному суточному значению одного организма пшеницы и планктона после одних суток размножения. Отношение количеств неделимых планктона и пшеницы п первый день от начала размножения равно таким образом:

1,2996

-= 1,2829 = δ.

1,0130

С каждым следующим днём это отношение будет расти согласно степени 6, т. е. будет в п-й день выражаться величиной δ п. 

Для 20-го дня величина равна 145,9, а для сотого дня количество неделимых планктона в 6,28- 101°раз должно быть больше количества неделимых пшеницы. В годовой оборот, после которого временно замирает развитие пшеницы, эта разница – 5365 – достигает астрономической цифры 3,1 • 1039. Конечно, при таком различии темпа размножения разница в весе взрослого травянистого растения суши, весящего сотни граммов, т. е. п • 102 г, и микроскопического организма планктона, весящего немногие многомиллионные доли грамма (п • 10- 6–п • 10 -10 г), исчезает.

Зелёное организованное вещество моря достигает этого результата благодаря быстроте оборота своего вещества. Сила, в нём заложенная солнечным лучом, позволила бы ему создать в десятки дней, в 50–70 дней, а может быть и меньше, массу вещества, равную по весу земной коре (§ 44). То же предельное количество вещества могла бы дать травяная растительность суши в несколько лет– Solanum nigrum например в пять лет.

Необходимо иметь в виду, что эти числа не могут быть количественно сравнимы для выражения роли в биосфере зелёной травяной растительности и зелёного планктона.

Для такого сравнения надо их брать в одинаковые промежутки времени от начала процесса, причём различие быстро увеличивается с ходом времени. В то время как Solarium nigrum в пять лет дал бы 2 • 1025 г вещества, зелёный планктон должен был бы дать в этот промежуток времени количества, которые трудно выразить понятными нам числами. В следующий, значительно меньший промежуток времени создания того же количества вещества травяной растительностью зелёный планктон дал бы ещё большие, ещё менее вообразимые числа.

§49. Эта разнииа между зелёным живым веществом суши и моря не является случайностью. Она производится солнечным лучом, связана с различным его отношением к жидкой прозрачной воде и к твёрдой непрозрачной земле. Быстро размножающийся, т. е. обладающий несравнимо большей энергией в биосфере, мир планктона характеризует не только океаническую жизнь – он характерен для всякой водной жизни по сравнению с жизнью суши.

Величина δn может дать понятие о различной энергии сравниваемых живых веществ, но геохимически их энергия проявляется ещё в массе, в весе создаваемых неделимых. Масса создаваемого живого вещества определяется произведением количества его неделимых на средний их вес р, т. е.

М = р( 1 + α)n 

Только в случае, когда мелкие организмы могут реально дать в биосфере большую массу вещества, они будут, согласно общим принципам энергетики, поставлены в ней в более выгодное положение, чем организмы крупные.

Ибо всякая система достигает устойчивого равновесия, когда её свободная энергия равняется нулю или к нему приближается, становится наименьшей возможной в данных условиях, т. е. когда вся возможная в условиях системы работа произведена. Мы увидим, что все процессы биосферы – и вообще земной коры– и их общий облик обусловливаются условиями равновесия механических систем, к которым они могут быть сведены.

Одну из таких систем представляет солнечный луч (солнечная радиация) в сочетании с живым зелёным веществом биосферы. Эта система будет в биосфере в устойчивом равновесии, когда солнечный луч совершит в ней максимальную работу, создаст наибольшую возможную массу зелёных организмов.

На суше солнечный луч не может глубоко проникать в её вещество; он всюду встречает непрозрачные для него тела, и слой создаваемого им зелёного живого вещества очень тонок.

Крупные растения – травы и деревья – в таких условиях имеют все преимущества для своего развития перед зелёными протистами.

Они достигают создания большего количества живого вещества, чем протисты, хотя и производят его в большее количество времени. Но эта их работа в условиях среды сути возможна. Одноклеточные организмы достигают через короткое уже время возможного для них предела развития – стационарного состояния (§ 37), и в системе «солнечный луч – суша» являются неустойчивой формой, так как травяная и древесная растительность суши, несмотря на меньший запас энергии своего механизма, может в этих условиях производить большую работу, дать большее количество живого вещества.

§ 50. Мы на каждом шагу видим отражение этого явления. Ранней весной, когда жизнь пробуждается в наших степях, степи покрываются в короткое время тонким слоем одноклеточных водорослей, главным образом быстро растущими большими ностоками. Этот зелёный покров быстро исчезает, сменяется медленно растущею, обладающею меньшей геохимической энергией травяною растительностью, так как благодаря свойствам непрозрачного твёрдого вещества суши трава, а не стоящий впереди неё по геохимической энергии носток является неизбежно в конце концов господствующей. Кора деревьев, камни и почва покрываются всюду чрезвычайно быстро растущими протококками. Во влажные дни они в немного часов дают из весящей миллионные доли грамма клетки дециграммы или граммы вещества. Дальше их развитие не идёт даже в самых благоприятных условиях, в странах влажного климата. Так, в платановых рощах Голландии стволы деревьев покрыты постоянным сплошным покровом протококков, находящихся в неизменном равновесии, ибо рост их дальше не идёт из-за непроницаемости для света несущего их тела. Совсем в ином положении находятся их водные родичи, свободно развивающиеся в прозрачной среде сотен метров мощностью.

Наши травы и наши деревья суши создали всю свою форму, как увидим, выдвинувшись в прозрачную воздушную среду. Во всём их облике, во всём бесконечном разнообразии их форм мы видим то же самое стремление дать максимум работы, получить максимальную величину живого веса. Они нашли для этого новый путь, захватывая новую среду жизни – тропосферу.

§51. В океане, н воде, условия совершенно другие. Здесь солнечный луч проникает на сотни метров, и с помощью своей большей, чем для зелёных трав и деревьев, геохимической энергии зелёная одноклеточная водоросль имеет возможность создать в один и тот же промежуток времени количества живого вещества, несравненно большие, чем может дать их в это время зелёное вещество суши.

Здесь использование энергии солнечного луча чрезвычайное, и здесь устойчивой формой жизни является мельчайший зелёный организм, а не крупное растение. И в связи с этим – благодаря тем же причинам – здесь наблюдается исключительное обилие животной жизни, быстро поедающей зелёный планктон и позволяющей ему этим путём превращать в живое вещество все большее и большее количество лучистой солнечной энергии.

§ 52. Мы видим, что солнечный луч – носитель космической энергии – не только возбуждает механизм её превращения в химическую – земную, но и создаёт саму форму трансформаторов, которая является нам в виде живой природы. Космическая сила придаёт ей разный вид на суше и в воде, и она же меняет её структуры, т. с. определяет количественные соотношения, существующие между разными автотрофными и гетеротрофными организмами. Всюду эти явления, подчинённые законам равновесия, неизбежно должны выражаться числами, которые нам едва начинают становиться известными.

Эта космическая сила вызывает давление жизни, которое достигается размножением (§ 27). В нём мы в действительности видим передачу солнечной силы на земной поверхности.

Это давление мы, в сущности, постоянно чувствуем в нашей культурной жизни. Человек, меняя девственный облик природы, освобождая некоторые места поверхности суши от зелёной растительности, должен всюду давлению жизни противопоставлять усилие, тратить энергию, ему равную, нести труд. Как только человек перестал бы тратить на это силы и средства, сейчас бы все его лишённые зелёной растительности сооружения скрылись бы в массе зелёных организмов. И сейчас всюду, где можно, они захватывают отнятую от них человеком площадь.

Это давление сказывается во всюдности жизни. Области, совсем и всегда её лишённые, нам неизвестны; на самых твёрдых скалах, в снежных и ледяных полях, в пустынных песчаных и щебневых областях мы всегда встречаемся с проявлением жизни. Механически сносятся туда неподвижные растительные организмы, постоянно зачинается и прекращается микроскопическая жизнь, заходят, живут и останавливаются в них самостоятельно передвигающиеся животные.

Иногда в этих областях мы имеем даже сгушения жизни, богатые её области, но это не зелёный мир трансформаторов. Птицы, звери, насекомые, паукообразные, бактерии, изредка зелёные протисты составляют население этих кажущихся нам безжизненными областей.

По отношению к зелёному миру растений они действительно являются азойными. Наряду с ними в этом отношении должны быть поставлены временные прекращения зелёной жизни в областях наших широт, в снежных покровах, зимнем замирании фотосинтеза.

Такие явления существовали на нашей планете во все геологические эпохи. Они всегда имели ограниченные пределы. Всегда их пыталась, но не могла захватить жизнь, приспособиться к существованию в их условиях.

Каждое не занятое жизнью место в живой природе независимо от причин его возникновения с течением времени обязательно заполняется. Часто совсем новая флора и фауна заселяют такие лишённые жизни водоёмы или ещё не заселённые вновь появившиеся участки суши.

При новых условиях в течение геологических периодов развиваются; ранее неизвестные виды и подвиды организмов.

Интересно и важно, что в новой структуре этих организмов можно узнать структуру и особенности их предков, но в преобразованном виде, как это необходимо для новых специфических условий новой среды (Л. Кэно). Это морфологическое изменение является не чем иным, как проявлением той же геохимической энергии, которая вызывает давление жизни и сказывается во всюдности жизни. 

В любой момент сушествования планеты области а зонные или области со скудной растительностью имеют ограниченное распространение, но они все же существуют, и на суше они заметнее, чем в гидросфере.

Едва ли это случайно, но мы не знаем, чем вызвано это ограничение проявления энергии жизни, наблюдаемое только на суше: соотношением ли между земными силами, противодействующими жизни, и силой солнечного луча или неизвестными нам свойствами излучений?

§ 53. Приспособление зелёных растений к улавливанию космической энергии проявляется не только в их размножении. Фотосинтез идёт главным образом в мельчайших микроскопических пластидах, более мелких, чем клетки, в которых они находятся. Мириады этих зелёных телец рассеяны в растениях, и они в своей массе дают нам впечатление зелёного цвета.

Всматриваясь в любой зелёный организм, можно ясно видеть – в мелочах и в крупном – приспособляемость его для улавливания всех доступных ему солнечных световых излучений. Площадь зелёных листьев каждого отдельного растительного организма является максимальной, и их распределение в пространстве направлено к тому, чтобы ни один луч света не миновал захватывающего его микроскопического аппарата превращения энергии. Луч, падая на Землю, всюду встречает ловящий его организм. Механизм этот подвижен, и совершенство его превышает механизмы, созданные нашей волей и нашим разумом.

Этим определяется строение окружающей нас растительности. Листовая площадь лесов и лугов превышает в десятки раз площадь насаждений, луговые травы наших широт – в 22–38 раз, поле белой люцерны – в 85,5 раза, буковый лес – в 7,5 раза и т.д. В этих исчислениях не принимается во внимание посторонний органический мир, повсюду заполняющий получаемые при росте крупных растений пустые промежутки. В наших лесах замещают деревья зелёная травяная растительность почвы, мхи и лишайники, подымающиеся по стволам, зелёные водоросли влажных областей, их покрывающие, быстро зарождающиеся при сколько-нибудь благоприятных условиях тепла и влажности. В покрывающих большую часть суши культурных полях человек достигает с величайшим трудом и огромной затратой энергии – и очень редко – чистоты посева; в них всюду пробиваются посторонние зелёные травы. До появления человека в девственной природе это строение было выражено особенно резко, и мы можем ещё всюду научно наблюдать его остатки. В свободных участках «девственной степи», сохранившихся нетронутыми на юге России, можно было видеть установившееся извека природное равновесие, которое вновь в них возродилось бы в одно-два столетия, если бы исчезло действие воли и разума человека. Такую степь ковыля-тырсы (Stipa capillata) И. К. Пачоский описывал (1903) для Херсонщины: «Это было впечатление моря; никакой растительности – по пояс и выше взрослому человеку, – кроме тырсы, видно не было; совокупность целинной растительности часто почти сплошь покрывала поверхность земли, затеняя её и тем способствуя сохранению влаги у самой поверхности. Это позволяет между пучками листьев и даже под их прикрытием произрастать лишайникам и мхам, которые бывают зелёными даже в средине лета».

Ту же картину сплошного зелёного покрова дают для первобытных травянистых степей Южной Америки – саванн – старые наблюдатели, например Ф. Азара (1781 – 1801). Он писал, что растительный покров там такой густой, что земля виднеется только на дорогах, у ручьёв или в береговых обрывах.

Эти «девственные», насыщенные зелёным веществом степи, сохранились лишь местами. Их заменили зелёные поля человека.

В наших широтах зелёные травы существуют периодически; их жизнь тесно связана с астрономическим явлением – вращением Земли вокруг Солнца.

§ 54. Всюду в других проявлениях растительной жизни мы наблюдаем ту же картину насыщенности земной поверхности зелёным покровом. Лесные заросли тропиков и субтропических стран, тайга умеренных и северных широт, саванны, тундра – все они, поскольку они не тронуты человеком, являются разным выражением бессменного или периодически повторяющегося зелёного сплошного покрова планеты. Нарушение вносится человеком, но нельзя сказать, уменьшает ли он или только перераспределяет зелёный земной трансформатор энергии.

Всюду и сейчас растительные сообщества и формы отдельных растений приноровлены к тому, чтобы многократно перехватить солнечный луч, не дать ему миновать микроскопические хлорофиллльные пластиды. Нет сомнения, что в обшем всюду, за исключением постоянно или временно лишённых жизни азойных областей, луч света не может попасть на земную поверхность, не пройдя через слой живого вещества, в сотню раздолжно быть, превышающийту площадь, которую бы он освещал в безжизненной среде косного вещества.

§55. Суша составляет меньшую (29,2%) часть лика Земли. Главная часть занята морем. И в нём сосредоточена главная масса зелёного живого вещества; оно является главным трансформатором световой лучистой солнечной энергии в земную химическую.

Зелёный цвет сосредоточенного в море живого вещества обычно не виден; это вещество распылено на мириады микроскопических, всюду проникающих, зелёных одноклеточных водорослей. Они свободно плавают, иногда сгущаясь, иногда разжижаясь, на всей безбрежной, исчисляемой миллионами квадратных километров поверхности океана. Они проникают всюду, куда проникает солнечный луч, до глубины в 400 м, заносятся течениями, спускаются ниже, но главные массы их сосредоточены на глубинах 20 –50 м. Они подымаются и опускаются, находясь в вечном движении. Их размножение меняется в зависимости от температурных и других условий, возрастает или уменьшается в зависимости от обращения планеты вокруг Солнца.

Едва ли можно сомневаться, что и здесь используется целиком все световое лучеиспускание Солнца. Совершенно правильно смещают друг друга по мере углубления зелёные, синие, бурые, красные водоросли; красные багрянки используют последние остатки не поглощённого водою солнечного света – голубую его часть. Как показал

В. Энгельман, все эти разноцветные водоросли приспособлены к максимальному фотосинтезу в условиях находящихся в области их нахождения световых излучений.

Такая смена организмов с глубиной наблюдается везде в гидросфере. Местами – у берегов или у мелей или в таких своеобразных образованиях, как Саргассово море Атлантического океана, связанных с геологической историей местности, – невидимый глазом планктон сменяется огромными плавучими полями или лесами водорослей (иногда гигантских) и трав, много более могучими лабораториями химической энергии, чем самые большие лесные массивы суши.

Ко площадь, ими занятая, невелика – не превышает нескольких процентов обшей площади чистого планктона.

§ 56. В конце концов, на нашей планете поверхность её покрывается временами зелёным сплошным покровом. Всегда лишённые зелёной растительности места, бедные жизнью, или азойные – безжизненные – пространства едва ли составляют 5–6 % земной поверхности. Если даже мы примем их во внимание, то и в таком случае слой зелёного вещества, покрывающий нашу планету, занимает, по-видимому, всегда площадь, не только много превышающую её поверхность, но и находящуюся в соотношении с космическими явлениями – с Солнцем.

Несомненно, в среднем даже на суше площадь зелёного слоя, захватывающего солнечные лучи, превышает в максимальном его проявлении более чем в 100 раз её поверхность, покрытую растительностью. В мощном верхнем слое Мирового океана –приблизительно в четыреста метров – зелёная поверхность той же толщины (примерно в толщину листа растения или зелёного слоя наземных зелёных протистов) превысит, несомненно, эту величину во много раз. В коние концов, на пути солнечного луча получается сплошная поверхность микроскопических хлорофиллльных трансформаторов его энергии, превышающая поверхность самой большой планеты солнечной системы – Юпитера – или к ней близкая. Поверхность Земли равна 5,1 • 108км2, поверхность Юпитера – 6,3 • 1010 км2; если принять, что 5 % поверхности нашей планеты лишено зелёной растительности и что захватывающая солнечный луч площадь её увеличивается размножением зелёной растительности от 100 до 500 раз, зелёная площадь в максимальном её проявлении будет соответственно 5,1 • 1010– 2,55 •1011 км2.

Едва ли может быть сомнение, что эти числа не случайны и что указанный механизм находится в теснейшей связи с космическим строением биосферы. Он должен находиться в связи с характером и количеством солнечного лучеиспускания.

Поверхность Земли составляет несколько меньше 0,0001 поверхности. Солнца (8,6 • 10-3 %). Зелёная площадь её трансформационного аппарата даёт уже числа иного порядка – она составляет 0,86–4,2 % площади Солнца.

§ 57. Невольно бросается в глаза, что порядок этих чисел отвечает порядку той части солнечной энергии, которая улавливается в биосфере живым зелёным веществом.

В связи с этим можно исходить из этого совпадения в исканиях объяснения зеленения Земли.

Захватываемая организмами солнечная энергия составляет небольшую часть той, которая достигает поверхности Земли, получающей, в свою очередь, от Солнца только ничтожную долю всего его излучения. Из всей солнечной энергии, равной 4 • 1030 больших калорий в год, Земля, по С. Аррениусу, получает 1,66- 1021 больших калорий в год.

Только эта космическая энергия и может быть принимаема во внимание при современной точности наших знаний в этой области. Едва ли радиация всех звёзд, достигающая земной поверхности, много превышает 3,1 • 10-5% солнечной, как это было уже установлено И. Ньютоном. Принимая во внимание лучеиспускание всех планет и Луны, значительная часть которого отражённая, солнечная, можно считать, что количество энергии, этим путём получаемое Землёй, не достигнет и 0,01 всей энергии, получаемой земной поверхностью от Солнца.

Значительная часть этой энергии захватывается верхней земной оболочкой – атмосферой, и только 40 % – 6,7 - 1020 калорий достигает земной поверхности и находится, таким образом, в распоряжении зелёной растительности.

Из этой энергии главная часть идёт на тепловые процессы земной коры и связана с тепловым режимом океана и атмосферы. Несомненно, значительная её часть захватывается и этом режиме и живым веществом и нами не учитывается в балансе химической работы жизни. Но само собой разумеется, что всоздании жизни в биосфере она играет огромную роль. Но она не проявляется непосредственно в создании новых химических соединений, которые одни лишь дают мерку химической работы жизни.

На химическую работу, на создание нестойких в термодинамическом поле биосферы (§ 89) органических соединений, зелёная растительность использует только некоторые определённые излучения в пределах приблизительно 670– 735 µm (Danggeard и Desroche, 1910–3911); хотя другие лучи (между 300 и 700 µm) и имеют известное значение, они все же оказывают сравнительно мало заметное действие.

В связи с этим, а не в связи с несовершенством аппарата трансформации зелёное растение использует лишь небольшую часть солнечной радиации, его достигающей. По Ж. Буссенго, зелёное культурное поле может захватить 1 % солнечной падающей энергии, превращая её в органическое горючее вещество. С. Аррениус думает, что в интенсивной культуре эта величина может быть поднята до 2 %. По Т. Броуну и Р. Эскомбу, она для зелёного листа достигает, по непосредственным наблюдениям, 0,72 %. Лесная площадь едва ли использует 0,33 % (исходя в вычислениях из древесины).

§ 58. Эти числа, несомненно, являются минимальными, а не максимальными. В исчислении Ж. Буссенго даже с поправкой С. Аррениуса принята во внимание растительность суши, притом при предположении, что культурой мы действительно увеличиваем плодородие почвы, а не создаём благоприятные условия для определённого культурного растения, погашая жизнь других, нам ненужных. Эти исчисления неизбежно не принимают во внимание жизни зелёной «сорной» и микроскопической растительности, пользующейся благоприятными условиями удобрения и обработки. Помимо полей, и на суше мы имеем богатые жизнью зелёные сгущения – болота, влажные леса и влажные луга, превышающие по количеству жизни насаждения человека (§ 150).

По-видимому, в среднем количество зелёной растительности на единицу площади моря (гектар), где сосредоточена главная её зелёная масса, даёт числа того же порядка, как для единицы суши. Большее годовое количество создаваемого в море живого вещества объясняется более быстрым темпом его размножения (§ 49). Растительное вещество столь же быстро поглощается животным миром, как оно создаётся размножением. Этим путём в планктоне и бентосе океана создаются такие скопления животной бесхлорофилльной жизни, которые лишь изредка наблюдаются (если наблюдаются) на суше.

Но как бы ни пришлось увеличить минимальное число Аррениуса, можно и сейчас принять, что порядок явления им указан верно.

Зелёное вещество усваивает немногие проценты достигающей его солнечной лучевой энергии, по-видимому больше двух её процентов.

Эти два и больше процентов вполне попадают в пределы 0,8–4,2 % солнечной поверхности, которой отвечает зелёная трансформационная площадь биосферы (§ 56). До растения достигает 40 % всей солнечной энергии, охватывающей нашу планету (§ 57). 2 %, используемых растением, отвечают 0,8 % всей доходящей до Земли солнечной энергии.

§ 59. Можно понять это совпадение только при наличности в механизме биосферы аппарата, использующего нацело, до конца определённую часть солнечной энергии. Трансформационная зелёная плошадь Земли, созданная энергией солнечной радиации, будет отвечать в таком случае той её

части, количеству тех определённой

 

длины волны лучей, в ней находящихся, которые способны производить на Земле химическую работу. Мы можем светящуюся поверхность быстро вращающегося Солнца, непрерывно освещающего Землю, принять за некоторую светящуюся площадь размера АВ (см. рис.). Из этой плошали непрерывно, из каждой её точки падают на поверхность Земли световые

колебания, только m % которых – определённой длины волны лучей – могут с помощью зелёного живого вещества переходить в действенную химическую энергию биосферы.

Поверхность быстро и непрерывно вращающейся Земли может быть также заменена равною ей по величине освещаемой площадью. При огромных размерах диаметра Солнца по сравнению с диаметром Земли и большом расстоянии от него Земли эта площадь, очевидно, на рисунке выразится точкой Т.Она будет как бы фокусом лучей, исходящих из светящегося Солнца А В. Зелёный трансформационный аппарат биосферы состоит из тончайшего слоя мельчайших пылинок – хлорофилльных пластид. Их действие пропорционально их поверхности, так как чрезвычайно быстро слой хлорофиллльного вещества становится непрозрачным дня химических лучей, им превращаемых. Заменим и здесь поверхность освещаемых пластид их площадью. В этом случае максимальная трансформация зелёными растениями солнечной энергии будет происходить тогда, когда на Земле будет существовать приёмник света, плошадь которого равна т % светящейся площади Солнца или больше её. В таком случае все нужные для Земли лучи будут захвачены хлорофиллль-ным аппаратом.

На рисунке CD обозначает диаметр той окружности, которая отвечает2 % солнечной светящейся площади2. Весь чертёж отнесён к диаметрам кругов, площади которых отвечают светящейся поверхности Солнца (АВ) и принимающей свет поверхности Земли (T и CD). 

Вероятно, между радиацией Солнца, её характером (процент лучей т), площадью зелёной растительности (и азойными промежутками?) есть числовые соотношения, нам теперь неизвестные.

Космический характер биосферы должен глубоко сказываться и в её дальнейшем с этим связанном строении.

§ 60. Живое вещество часть получаемой им лучистой энергии держит непрерывно в своём веществе, в живых организмах. Это величина, отвечающая количеству организмов. Все указывает нам, как мы это увидим, что количество жизни на земной поверхности не только мало меняется в короткие промежутки времени, но почти неизменно или неизменно3 и в геологические периоды (начиная с археозоя и до настоящего времени). Тесная зависимость количества жизни от лучистой энергии Солнца делает это эмпирическое обобщение особенно важным, так как оно связывает её с такой величиной, как солнечное лучеиспускание, неизменность которого в геологическое время – за время существования солнечной системы в её современном виде – едва ли может возбуждать серьёзные сомнения. Тесная зависимость основной части жизни – зелёного живого вещества – от солнечных лучеиспускании определённой длины волны и открывающийся нам механизм биосферы, связанный с полным их использованием зелёной растительностью, дают ещё новое указание на постоянство количества живого вещества в биосфере.

§ 61. Количество энергии, ежесекундно находящейся в форме живого вещества, может быть учтено. По исчислениям С. Аррениуса, зелёная растительность в форме своих горючих соединений заключает 0,024 % всей солнечной энергии, достигающей биосферы, т. е. 1,6 • 1017 больших калорий.

Это огромное – планетное – число; оно, мне кажется, однако, очень преуменьшено. В другом месте4 я пытался выяснить, что число Аррениуса должно быть увеличено по крайней мере в 10 раз, а может быть, ещё больше. Вероятно, больше 0,25 % солнечной энергии, получаемой Землёй, находится все время в запасе – в живом веществе– в форме соединений, находящихся в особом термодинамическом поле, отличном от термодинамического поля косной материи биосферы.

Несмотря на огромные количества вещества, постоянно во время жизни проходящего через организмы, большие количества, например, создаваемого ими свободного кислорода (около 1,5 • 1021 г), энергетический годовой эффект жизни выражается в меньших числах, чем создаваемые ею, постоянно восстановляющиеся размножением и постоянно умираюшие существа. Там, как указывалось (§ 45), в течение года передвигаются массы элементов, много раз превышающие вес земной коры до 16 км мощностью, многократные числа порядка 1025г.

Насколько мы можем сейчас его учесть, энергетический при внос живого вещества в биосферу в течение года не так уже много превосходит ту энергию, которую живое вещество держит в своём термодинамическом поле сотни миллионов лет. Она сохраняет в себе в форме горючих своих соединений не менее 1 • 1018 больших калорий, и она использует в год на связанную с их новым созданием и восстановлением истраченного работу не менее 2 % падающей на поверхность Земли и океана энергии, т. е. не менее 1,5 • 1019 больших калорий. Если это число и будет при дальнейшем изучении увеличено, едва ли порядок 1019 калорий изменится.

Так как количество живого вещества остаётся незыблемым в течение всего геологического времени, связанная с его горючей частью энергия может считаться всегда присущей жизни. В таком случае п • 10 19 больших калорий в год выразит энергию, ежегодно передающуюся жизнью в биосферу.

Несколько замечаний о живом веществе в механизме биосферы

§ 62. Зелёное живое вещество, несмотря на все его значение, не охватывает всех основных проявлений жизни в биосфере.

Химия биосферы вся проникнута явлениями жизни, захваченной ею космической энергией и не может быть понята, даже в своих основных чертах, без выяснения места живого вещества в механизме биосферы, причём она только отчасти связана с зелёным растительным миром.

Механизм этот известен нам в далеко не достаточной степени, но уже теперь можно указать некоторые его правильности, которые мы должны рассматривать как эмпирические обобщения.

В будущем картина явления, несомненно, изменится для нас в чрезвычайной степени, но уже и теперь мы должны на каждом шагу считаться с её хотя бы несовершенными образами.

Я вкратце остановлюсь здесь на некоторых из них, кажущихся мне наиболее основными.

В истории химического состава живого вещества давно замечена особенность, регулирующая всю его геохимическую историю в биосфере, которая была отмечена глубоким русским натуралистом К. М. Бэром. Он выразил это для углерода, позже то же было отмечено для азота и может быть целиком перенесено на всю геохимическую историю элементов. Это закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел, раз вошедших в его состав.

Бережливость в использовании живым веществом необходимых для жизни химических элементов проявляется различным образом. С одной стороны, она наблюдается в пределах самого организма. Раз вошедший в него элемент проходит в нём длинный ряд состояний, входит в ряд соединений, прежде чем он выйдет из него и будет для него потерян. Организм вместе с тем вводит в свою систему только необходимые количества элементов для своей жизни, избегая их излишка.

Но это одна сторона явления, на которую обратил внимание К. М. Бэр и которая, очевидно, связана с автономностью организма и со свойственными ему системами равновесия, достигающими устойчивого состояния, обладающего наименьшей свободной энергией.

Ещё резче выражена эта особенность геохимической истории организма в их живом веществе, в их совокупности. В неисчислимых биологических явлениях наблюдается проявление здесь закона бережливости. Атомы, вошедшие в какую-нибудь форму живого вещества, захваченные единичным жизненным вихрем, с трудом возвращаются, а может быть, и не возвращаются назад, в косную материю биосферы. Организмы, поедающие других, паразиты, организмы симбиозов и сапрофиты немедленно вновь переводят в живую форму материи только что выделенные остатки жизни. В действительности эти остатки в значительной части живые, пропитанные микроскопическими формами. Новые поколения, получаемые размножением,– все эти разнородные, неисчислимые механизмы – улавливают атомы в изменяющейся среде, удерживают их в жизненных вихрях, переводя их из одного в другой.

И это имеет место на протяжении всего круга жизни, сотни миллионов лет. Несомненно, часть атомов неизменного покрова жизни, энергия которого все время держится на уровне порядка 1018 больших калорий, никогда не выходит из жизненного круговорота. По образному выражению К. М. Бэра, жизньбережлива в своих тратах захваченного вещества, с трудом и неохотой отдаёт его назад. Нормально она его назад надолго или совсем не выпускает.

§63. Благодаря «закону бережливости» можно говорить об атомах, остающихся в пределах живой материи в течение геологических периодов, все время находящихся в движении и миграции, но не выходящих назад в косную материю.

Это эмпирическое обобщение, в связи с той совершенно неожиданной и своеобразной картиной, какую оно нам рисует, невольно заставляет углубиться в следствия, которые из него могут быть сделаны, заставляет искать его объяснения.

Сейчас можно это делать только гипотетически. И прежде всего это обобщение выдвигает перед нами вопрос, раньше в науке не ставившийся, но подымавшийся в разной форме (в философских и теологических спекуляциях). Являются ли атомы, так удержанные живым веществом, теми же, какие мы видим в косной материи? Или же мы имеем среди них иные изотопы, особые их смеси? Это может решить только опыт, который стал этим .путём на очередь дня.

§ 64. Одним из важнейших проявлений жизни, имеющих огромное значение в биосфере (§ 42), является газовый обмен организмов с окружающей их газовой средой. Часть этого газового обмена была правильно понята ещё А. Лавуазье как горение. Этим путём атомы углерода, водорода и кислорода постоянно в огромном числе выходят из жизненных вихрей и в него входят.

Очень возможно, что такое горение в организме не касается основного субстрата жизни – протоплазмы. Возможно, что при жизни организма атомы углерода, уходящие в виде углекислоты в атмосферу или воду, происходят от стороннего в него входящего вещества – пищи, а не от вещества, строящего углеродистый остов организма. В таком случае только в протоплазматической основе жизни и её образованиях будут собираться удержанные в живой материи, не выходящие из неё атомы.

Необходимо сейчас пересмотреть представление о характере обмена – движения атомов – внутри организма, об устойчивости протоплазмы, воззрения, выдвинутого ещё К. Бернаром и не раз подымавшегося в науке.

Может быть, существует связь между этими идеями К. Бернара, между обобщениями К. М. Бэра относительно бережливости жизни и установленным геохимией фактом – постоянство количества живого вещества в биосфере.

Возможно, что все эти идеи относятся к одному и тому же явлению, а именно – к неизменности массы протоплазматических образований в биосфере в течение геологических периодов. 

§ 65. Изучение явлений жизни в масштабе биосферы даёт нам и более определённые указания на теснейшую связь между ней и биосферой, указывает, что явления жизни должны быть рассматриваемы как части механизма биосферы и что те функции, какие живое вещество исполняет в этом сложном, но вполне упорядоченном механизме –- биосфере, основным глубочайшим образом отражаются на характере и строении живых существ.

Среди этих явлений на первом месте должен быть поставлен газовый обмен организмов – их дыхание. Едва ли может быть сомнение в его тесной связи с газовым обменом планеты, одну из важнейших, если не важнейшую часть которого он составляет.

В 1844 г. в замечательной лекции в Париже Ж. Дюма и Ж. Буссенго указали, что живое вещество может быть рассматриваемо как придаток атмосферы.Оно в своей жизни строит из газов атмосферы – кислорода, углекислоты, воды, соединений азота и серы – тело организма; оно переводит эти газы в горючие тела, жидкие и твёрдые, собирает в виде них космическую энергию Солнца. После своей смерти и во время процесса жизни, при газовом обмене, оно отдаёт назад в атмосферу те же газообразные части.

Несомненно, это представление отвечает действительности. Генетическая связь жизни с газами биосферы чрезвычайно велика. Она даже глубже, чем это с первого взгляда кажется. Газы биосферы всегда генетически связаны с живым веществом, и земная атмосфера им определяется в своём основном химическом составе.

Я уже указывал на это явление, когда говорил о значении газового обмена в создании и определении размножения организмов, т. е. проявления их геохимической энергии (§ 42).

Все количество газов, таких, как свободный кислород и углекислота, которые находятся в атмосфере, состоит в динамическом равновесии, в вечном обмене с живым веществом.

Потерянные живым веществом газы немедленно в него возвращаются, и их вход и выход из организма нередко совершается почти мгновенно. Газовый ток биосферы теснейшим образом связан, таким образом, с фотосинтезом, с космическим источником энергии.

§ 66. Все же возвращается сейчас же назад в живое вещество после его разрушения большая часть атомов, в нём бывших. Меньшая их часть – ничтожный их весовой процент – выходит на долгое время из жизненного процесса.

Этот небольшой процент вещества не является случайностью. Он, по-видимому, постоянен и неизменен для каждого элемента.

Он возвращается назад в живое вещество иным путём, тысячелетия, миллионы лет спустя. В это промежуточное время выделившееся из живой материи вещество играет огромную роль в истории биосферы и даже земной коры вообще, так как значительная часть этих атомов выходит на долгое время из пределов биосферы. 

Мы имеем здесь дело с новым процессом – с медленным проникновением внутрь планеты лучистой энергии Солнца, достигшей поверхности.

Этим путём живое вещество меняет биосферу и земную кору. Оно непрерывно оставляет в ней часть прошедших через него химических элементов, создайся огромные толщи неведомых помимо него вадозных минералов или пронизывая тончайшею пылью своих остатков косную материю биосферы. Оно, с другой стороны, своей космической энергией нарушает формы тех соединений, которые образовались помимо непосредственного его влияния (§ 140 и след.).

Вся земная кора целиком, на всю доступную нашему наблюдению глубину, изменена этим путём. Все глубже и глубже в течение геологического времени благодаря этому воздействию живого вещества проникает внутрь планеты изменённая, лучистая космическая энергия. Вадозные минералы, изменяясь в фреатические формы молекулярных систем, являются орудием этого переноса.

Косное вещество биосферы есть, в значительной мере, создание жизни, и в этом отношении были более по существу правы в своём представлении о её геологическом значении натуралисты-философы начала 19 века – Л. Окен, Ж. Стеффене, Ж. Ламарк, чем геологи позднейших поколений.

Характерно, что такое влияние на все вещество биосферы. особенно создание толщ вадозных минералов, связано с деятельностью водных организмов. Постоянно идущее перемешение водных вместилищ в геологическое время распространяет получаемые этим путём скопления свободной химической энергии космического происхождения на всю планету.

По-видимому, все эти явления имеют характер установившихся равновесий, и участвующие в них массы вещества так же мало меняются, как мало меняется определяющая их, достигающая нашей Земли энергия Солнца.

§ 67. В конце концов в наружной оболочке – в биосфере – значительная масса её вещества захватывается и собирается в живых организмах, является изменённой под влиянием космической энергии Солнца. Вес биосферы должен быть порядка 1024 г. Но само активное живое вещество, носитель солнечной энергии, составляет в среднем не более 1 % веса этой наружной земной оболочки, – вероятно, даже доли процента. Тем не менее местами оно господствует над косной материей и в тонком слое, например в почве, может составлять значительно больше 25 % по весу.

Итак, появление и образование в нашей планете живой материи есть явным образом явление космического характера, и это чрезвычайно ярко проявляется в отсутствии абиогенеза, т. е. в том, что в течение всей геологической истории живой организм происходит из живого же организма, все организмы генетически связаны и нигде мы не видим, чтобы солнечный луч мог захватываться и солнечная энергия превращаться в химическую вне ранее существовавшего живого организма.

Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующий в течение сотен миллионов лет геологического времени, мы не знаем. Это является загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь.

ОЧЕРК ВТОРОЙ. ОБЛАСТЬ ЖИЗНИ 

.

..В лучах огневииы разнил ои свой мир,

Земля зеленела, светился эфир.

(Ф. Тютчев. 1831) 

Биосфера – земная оболочка 

§ 68. Значение живого в строении земной коры медленно вошло в сознание учёных и ещё до сих пор обычно не оценивается во всём его объёме.

Только в 1875 г. один из крупнейших геологов прошлого века, профессор Венского университета Э. Зюсс, ввёл в науку представление о биосфере как об особой оболочке земной коры, охваченной жизнью. Он закончил этим медленно проникавшее в научное сознание представление о всюдности жизни и непрерывности её проявления на земной поверхности.

Введя новое понятие об особой земной оболочке, которая обусловлена жизнью, Э. Зюсс высказал в действительности новое очень большое эмпирическое обобщение, всех последствий которого он не предвидел. Это обобщение только теперь начинает выясняться благодаря новым научным достижениям, в его время неизвестным.

§ 69. Биосфера составляет верхнюю оболочку, или геосферу, одной из больших концентрических областей нашей планеты – земной коры. 

Физические и химические свойства нашей планеты меняются закономерно в зависимости от их удалённости от центра. В концентрических отрезках они идентичны, что может быть установлено исследованием.

Можно различить две формы в этой структуре: с одной стороны, большие концентрические области планеты – концентры, с другой – более дробные подразделения, называемые земными оболочками, или геосферами5. 

По-видимому, вещество этих областей отделено друг от друга и если переходит из одной области в другую, то этот переход совершается чрезвычайно медленно или временами и не является фактом её текущей истории.

Каждая область представляет, по-видимому, замкнутую, не зависимую от другой механическую систему,

Земля сотни миллионов лет, если не миллиарды, находится, в общем, в одних и тех же термодинамических условиях. Неизбежно думать, что в ней за это время установились устойчивые, неизменные равновесия вещества и энергии там, где не было внешнего (для механических систем её составляющих) притока действенной энергии.

Надо думать, что в замкнутых областях Земли мы имеем механические системы тем более совершенного равновесия, чем меньше к ним приток сторонней энергии.

Таких областей по крайней мере три:

ядро планеты

промежуточный слой, называемый иногда «сима» (по Зюссу)

земная кора

§ 70Ядро земного шара имеет совершенно иной химический состав, чем та земная кора, в которой мы находимся. Возможно, что вещество ядра находится в особом газообразном состоянии (закритического газа), но наши представления о физическом состоянии вещества глубоких частей планеты, находящихся под давлением во многие десятки, если не сотни, тысяч атмосфер, очень гадательны. Допустимо нахождение тяжёлых элементов или их простых соединений в ядре планеты и в твёрдом или вязком состоянии, и в газообразном; мыслима для них и высокая температура – в тысячи градусов, и низкая температура, близкая к температуре космического пространства. Обычно законность этого последнего допущения оставляется без внимания, вследствие чего оценка пределов нашего незнания искажается.

Иной и необычный для земной коры химический состав ядра следует из большого удельного веса планеты (5,7) по сравнению с удельным весом верхних оболочек земной коры (2,7). Ядро не может иметь удельный вес меньше 8, а может быть даже 10 и больше6. Думают, – и это возможно,– что оно состоит из металлического железа и его металлических соединений.

Несомненно, что на глубине около 2900 км от уровня океана наблюдается сильное изменение в механических свойствах вещества планеты. Этот факт, прочно установленный изучением землетрясений, кажется, не подлежит сомнению.

Такое изменение свойств вещества часто объясняют гипотезой, что сейсмические волны на такой глубине входят в другую область. Эта глубина отвечала бы тогда поверхности металлического ядра.

Однако возможно предположить для этой границы и менее значительные глубины – 1200 или 1600 км, соответствующие другим скачкам, наблюдающимся в ходе сейсмических волн.

§ 71 7. Новые данные в этой области будут получены гораздо скорее, чем это ещё недавно считали возможным. Если сравнить результаты петрогенных исследований с результатами сейсмических наблюдений, то можно заметить, что породы, содержащие силикаты и алюмосиликаты, занимают значительно большее место в структуре планеты, чем это думали раньше. Главным образом это видно из замечательных наблюдений хорватских учёных – А. и С. Мохоровичичей, отца и сына. Они в последнее время привлекали внимание к этому факту, и их работы являются несомненным достижением в сравнении с изысканиями их предшественников.

§ 72. Теперь можно определить некоторые существенные особенности второй концентрической области Земли, названной Э. 3юссом симой, которая, как ему казалось, характеризуется преобладанием атомов Si, Mg и О.

Эта область прежде всего отличается своей мощностью; она занимает многие сотни километров, может быть превышает тысячу километров. Затем для этой области характерно, что в ней пять химических элементов – кремний, магний, кислород, железо и алюминий – играют очень важную роль. Увеличение количества более тяжёлого элемента – железа, – по-видимому, связано с глубиной.

Возможно, что породы, аналогичные основным породам земной коры, третьей области, также играют большую роль в строении области симы. Механические свойства этих пород напоминают эклогиты, по мнению некоторых учёных – геологов и геофизиков.

§ 73. Верхнюю границу области симы представляет земная кора, средняя мощность которой – немного меньше 60 км – довольно точно установлена разными наблюдениями, не зависимыми одни от других: с одной стороны, путём изучения землетрясений, с другой стороны, путём измерения силы тяжести.

Изостатическая поверхность отделяет область симы от земной коры. Она показывает замечательную особенность области симы, в корне отличающую её от области земной коры. Материя симы во всех концентрических слоях, которые в ней различаются, является гомогенной.

Физические и химические свойства симы концентрически меняются в зависимости от расстояния изучаемых точек от центра планеты. Что касается материи земной коры, то она в пределах одного и того же концентрического слоя на одинаковом расстоянии от центра планеты является различной.

При этих условиях не может быть сколько-нибудь значительного обмена между веществом симы и веществом земной коры.

§ 74. Эти данные заставляют нас, прежде всего, оставить в стороне всякого рола представления о симе как об области планеты, богатой свободной энергией.

Энергия её по отношению к изучаемым нами явлениям может быть только потенциальной, проявление которой никогда не достигало и не достигает земной поверхности, Оно не достигало её в течение всего геологического времени – сотен миллионов лет. Мы можем принимать это положение как эмпирическое обобщение, подтверждаемое всей логической силой геологических наблюдений.

Другими словами, нет никаких данных, которые указывали бы, что сима не находится в состоянии химической индифферентности, полного и неизменного в течение всего геологического времени устойчивого равновесия. На возможность такого её и ядра состояния указывает, во-первых, то, что мы не знаем в изученных слоях земной коры ни одного научно установленного случая притока вещества из глубоких частей планеты, лежащих за пределами земной коры, и, во-вторых, то, что нет ни одного на ней явления, в котором бы проявлялась предполагаемая в симе свободная энергия, например возможная её высокая температура. Проникающая из глубин на земную поверхность свободная энергия – теплота – связана не с симой, а с атомной энергией радиоактивных химических элементов, по-видимому, сосредоточенных главным образом в земной коре, в верхних слоях планеты, в условиях, позволяющих проявление их энергии в форме, способной производить работу.

§ 75. Среди тех явлений, какие мы наблюдаем на земной поверхности, распределение силы тяготения даёт нам возможность проникнуть внутрь планеты глубже, чем все другие, за исключением землетрясений.

Основным для него фактом является то, что оно связано с очень своеобразным и определённым строением верхней части нашей планеты. Распределение тяжести указывает на то, что большие участки коры разного удельного веса (от 1 для воды до 3,3 для основных пород) все сосредоточены только в верхней части планеты; они размещаются на ней так, что в вертикальном разрезе лёгкие участки компенсируются более тяжёлыми и на некоторой глубине – наизостатической поверхности – устанавливается полное равновесие; ниже её слои планеты оказываются на веем протяжении каждого слоя одного и того же удельного веса.

Логическим выводом отсюда является то, что ниже изостатической поверхности отсутствует возможность меха-нических нарушений и химических различий в слоях одинаковой глубины: должно существовать полное равновесие вещества и энергии.

Изостатическую поверхность ввиду этого удобно принять за нижнюю границу земной коры и за верхнюю границу симы. Она определяет очень важное свойство планеты: отделяет область изменении от области неизменных устойчивых равновесий.

Мы видели в первом очерке, что лик планеты – биосфера, верхняя оболочка этой области изменений, получает энергию, вызывающую в ней изменения, из космической среды, от Солнца. Мы знаем и ещё увидим, что в ней есть приспособления, которые передают эту действенную солнечную энергию в глубь биосферы.

Но в земной коре есть и другой источник свободной энергии – радиоактивная материя, производящая ещё более мощные нарушения её устойчивых равновесий.

Достигают ли радиоактивные атомы симы, мы не знаем, но кажется несомненным, что количество радиоактивных веществ не может быть в ней того же порядка, как в земной коре, так как иначе тепловые свойства планеты были бы совершенно иными; по-видимому, радиоактивные вещества – источники свободной энергии нашей планеты – не идут в симу или быстро в ней сходят на нет.

§ 76. Наши представления о физическом состоянии области симы очень неполны.

Температура этой области, по-видимому, не очень высока, и необычайное состояние, присущее её материи, вызвано в первую очередь действием большого давления. Механические особенности этой материи, идущей до глубины по меньшей мере 2000 км, резко отличны от всех привычных нам состояний, но во многом аналогичны твёрдому состоянию (С. Мохоровичич, 1921). Давление на этих глубинах так велико, что оно превосходит наше воображение и разбивает наши построенные на опытных данных представления о трёх состояниях вещества: твёрдом, жидком и газообразном. Уже у верхней границы симы, где давление достигает 20 тыс. атмосфер, перестаёт существовать какое бы то ни было различие между твёрдым, жидким и газообразным состоянием в их обычных характерных параметрах, как это следует из опытов П. В. Бриджмэна (P. W. Bridgman, 1925).

Конечно, такая материя не может иметь кристаллическое строение. Возможно, что она имеет стекловатую структуру или структуру металла под большим давлением; это наиболее удовлетворительные представления, которые могут быть о ней даны.

Слои этой области вполне однородны, гомогенны, и по мере увеличения давления они с глубиной все больше изменяются.

§ 77. Глубина изостатической поверхности точно неизвестна. Вначале ей придавали глубину в 110–120 км. Более новые исчисления дают меньшие цифры, в 60 и 90 км.

По-видимому, уровень её в разных местах весьма различен, и форма её неизменно медленно меняется под влиянием источников свободной энергии, находящихся в земной коре, того, что мы называем геологическими изменениями.

Выше изостатической поверхности лежит та область планеты, которая была названа земной корой в связи с давними в геологии гипотезами, указывающими, что на геологически изучаемой земной поверхности мы сталкиваемся со следами и остатками коры застывания когда-то жидкой планеты. Это было связано с научными космогоническими гипотезами о прошлом Земли, наиболее глубоким выражением которых явилась гипотеза П. Лапласа, получившая широкое распространение в учёной среде, одно время переоценившей её научную ценность. Однако мало-помалу выяснилось, что нигде в доступных нам слоях мы не встречаем следов такой первичной коры застывания, что геологически нигде не сказывается гипотетическое огненно-жидкое прошлое нашей планеты. Гипотезы о первичном огненножидком состоянии планеты таким образом исчезли. Но исторически вошедший в науку термин «земная кора» сохранился, получив иной смысл.

§ 78. В этой земной коре мы различаем ряд оболочек, концентрически в ней распределённых, хотя поверхности их разграничения в общем не являются шаровыми.

Каждая концентрическая оболочка характеризуется своими, в значительной мере независимыми и замкнутыми системами динамических равновесий – физическими и химическими. Разграничение отдельных оболочек иногда затруднительно, по-видимому, в связи с крупными пробелами наших знаний.

Более точно можем мы это делать для верхних частей твёрдой фазы планеты и для нижних газообразных. На глубину в 16–20 км от земной поверхности, на высоту в 10-20 км от неё к нам доходят или доходили химические соединения. Изучение геологического строения Земли свидетельствует о том, что не дальше указанных глубин образовались самые глубокие нам известные массивные породы. Мощность в 16 км отвечает толще осадочных и метаморфических пород. Можно думать, что химический состав верхних 16-20 км обусловлен теми же геологическими процессами, какие мы сейчас изучаем. Этот состав нам в общих чертах точно известен.

За этими пределами наши знания становятся значительно менее точными не только оттого, что мы не можем сейчас точно установить вещество, к нам оттуда доходящее, но и потому, что состояния вещества в этих пределах высоких и низких давлений нам, несмотря на большие успехи опытных наук, во многом неясны. Но, несомненно, здесь мы стоим на прочной почве – развитие наших знаний идёт медленно, но неуклонно. И, очевидно, наши старые представления о земной коре подвергаются коренному пересмотру, который только что начинается.

§79. С этой точки зрения необходимо отметить некоторые важные для понимания строения земной коры вырисовывающиеся явления.

Во-первых, в высоких слоях газовой оболочки планеты вещество находится в состоянии, резко отличном от того, какое мы привыкли видеть вокруг нас. Может быть, мы имеем здесь дело (выше 80–100 км) с областью планеты, отличной от земной коры. Здесь, в разреженной материальной среде, в форме электронов и ионов сосредоточены огромные запасы свободной энергии, значение которой в истории планеты нам неясно.

Затем представляется сейчас почти несомненным, что сплошное огненно-жидкое состояние внутренних слоёв планеты, проявлением которого считали выливающиеся на земную поверхность вулканические породы, не существует. Необходимо допустить существование больших или малых участков магмы, т. е. переполненного газами вязкого жидкого горячего (600–1000°) силикатного расплава среди преобладающей твёрдой или полутвёрдой вязкой горячей оболочки. Ничто не указывает, чтобы очаги магмы проникали всю земную кору и чтобы температура всей коры была столь же высока, как температура этих горячих, богатых газами расплавов.

§ 80. Хотя структура глубинной части земной коры таит ещё много загадок, все же успехи науки в этой области за последние годы привели к замечательным достижениям.

Земная кора, по-видимому, состоит из кислых и основных пород, которые мы наблюдаем и на поверхности. Кислые породы, граниты и гранодиориты расположены под континентами, толщина их достигает порядка 15 км, иногда немного меньше. Основные породы господствуют на глубинах.

Под гидросферой они приближаются к земной поверхности. Эти породы беднее свободной энергией, радиоактивными химическими элементами.

Нужно принять существование по меньшей мере трёх оболочек ниже земной поверхности. Одна из них, верхняя оболочка, отвечает кислым породам (гранитная оболочка). Она кончается на глубине 9– 15 км ниже поверхности и относительно богата радиоактивными элементами.

Около 34 км ниже поверхности в свойствах материи обнаруживается новое большое изменение (X. Жеффрейс, С. Мохоровичич), которое показывает, вероятно, нижнюю границу существования кристаллического состояния вещества. Это вместе с тем верхняя граница стекловатой оболочки Р. Дели (1923). Глубже лежат основные породы, частично кислые породы в состоянии, аналогичном стеклу, в котором они нам незнакомы.

Второе сильное изменение замечается на глубине в среднем около 60 км от земной поверхности; оно, вероятно, является результатом появления тяжёлых пород, влияние которых сказывается на сейсмических явлениях; это, может быть, эклогиты8, плотность которых не меньше 3,3–3,4.

Здесь мы входим в область симы; удельный вес пород все увеличивается, и достигает на её границе 4,3–4,4 (Л. Адамс и Е. Вильямсон, 1925). Эти краткие замечания дают лишь очень обшее впечатление о сложности явления.

§ 81. Выяснение существования земных оболочек шло эмпирическим путём в течение долгого времени. Некоторые из них, например атмосфера, установлены столетия назад, и их существование вошло в обиход текущей жизни.

Но лишь в конце 19 – начале 20 столетия были уловлены основания их выделения, и до сих пор понимание их значения в строении земной коры не вошло в общее научное сознание.

Их выделение тесно связано с химией земной коры, и их существование является следствием того, что все химические процессы земной коры подчиняются одним и тем же механическим законам равновесия.

Благодаря этому в чрезвычайной сложности химической структуры земной коры все же всюду проявляются и бросаются в глаза обшие черты, позволяющие различать в сложных природных явлениях – эмпирическим путём – основные их состояния и классифицировать те сложные системы динамических равновесий, которым в таком упрощённом представлении отвечают земные оболочки.

Законы равновесий в общей математической форме были выявлены Ж. Гиббсом (1884-1887), который свёл их к соотношениям, могущим существовать между характеризующими химические или физические процессы независимыми переменными, каковыми являются температура, давление, физическое состояние и химический состав принимающих участие в процессах тел.

Все установленные чисто эмпирическим путём земные оболочки (геосферы) могут быть характеризованы некоторыми переменными, которые входят в равновесия, изучавшиеся Гиббсом.

Таким образом, можно различить термодинамические оболочки, определяемые величинами температуры и давления, фазовые оболочки, характеризуемые физическим состоянием (твёрдым, жидким и т.д.) входящих в их состав тел, и, наконец, химические оболочки, отличающиеся своим химическим составом.

В стороне осталась только оболочка, выделенная Э. Зюссом, – биосфера. Несомненно, все её реакции подчиняются законам равновесий, но они заключают новый признак, новое независимое переменное, не принятый во внимание Ж. Гиббсом.

§ 82. Обычно принимаемые во внимание независимые переменные неоднородных равновесий, изучаемых в наших химических лабораториях,– температура, давление, состояние и состав вещества – не охватывают всех их форм. Гиббс математически изучал уже электродинамические равновесия. Огромное значение имеют в природных земных равновесиях разнообразные поверхностные силы. Большое внимание обратили на себя в химии явления фотосинтеза, где независимой переменной является лучистая световая энергия. В явлениях кристаллизации мы учитываем векториальные кристаллические энергии: внутреннюю, например в двойниках, и поверхностную – во всех кристаллах.

Вводя в физико-химические процессы земной коры световую солнечную энергию, живые организмы, однако, по существу и резко отличаются от остальных независимых переменных биосферы. Подобно им, живые организмы меняют ход её равновесий, но в отличие от них представляют особые автономные образования, как бы особые вторичные системы динамических равновесий, в первичном термодинамическом поле биосферы.

Автономность живых организмов является выражением того факта, что термодинамическое поле, им свойственное, обладает совершенно иными параметрами, чем те, которые наблюдаются в биосфере. В связи с этим организмы – многие очень резко – удерживают свою температуру в среде другой температуры, имеют своё внутреннее давление. Они обособлены в биосфере, и её термодинамическое поле имеет для них значение только в том смысле, что определяет область существования этих автономных систем, но не внутреннее их поле. С химической точки зрения их автономность резко сказывается в том, что химические соединения, в них образующиеся, обычно не могут получиться вне их в обычных условиях косной среды биосферы. Попадая в условия этой среды, они неизбежно оказываются неустойчивыми, в ней разлагаются, переходят в новые тела и этим путём являются в ней нарушителями её равновесия, источником свободной в ней энергии.

Они получаются в живом веществе нередко в условиях, резко отличных от тех, которые мы наблюдаем в биосфере. В последней, например, никогда не может идти и никогда не наблюдается разложение молекул углекислоты и воды – один из основных биохимических процессов. На нашей планете он может идти только в глубоких областях магмосферы, вне биосферы. В наших лабораториях мы его можем производить только при высоких, не существующих в биосфере температурах. Ясно, что термодинамическое поле живого вещества резко отлично от термодинамического поля биосферы, как бы мы это отличие ни объясняли. Эмпирически живые организмы могут быть описываемы как особые, чуждые биосфере, в ней отграниченные термодинамические поля ничтожных по сравнению с ней размеров, несущие энергию солнечного луча и им в ней создаваемые. Их размеры колеблются в пределах от n • 10-15 до п • 10-12 см*. 

Как бы мы ни объясняли их существование и их образование в биосфере, несомненным фактом является изменение всех химических равновесии в биосфере в их присутствии, причём общие законы равновесий не нарушаются, и живые существа, взятые в совокупности, т. е. живое вещество, им отвечающее, могут быть рассматриваемы как особая форма независимых переменных энергетического поля планеты.

§ 83. Это влияние живых существ теснейшим образом связано с их питанием, дыханием, с их разрушением и умиранием, т. е. с теми процессами жизни, при которых химические элементы в них входят и из них выходят.

Эмпирически несомненно, что химические элементы, вступая в живой организм, попадают в такую среду, аналогичной которой они не находят нигде в другом месте на нашей планете.

Мы выражаем это явление, говоря, что, вступая в организмы, химические элементы попадают в новую форму нахождения. 

Вся их история в этой форме нахождения чрезвычайно резко отличается от их истории в других частях нашей планеты. Ясно, что это отличие связано с глубоким изменением атомных систем в живом веществе. Есть веские основания думать, что в нём химические элементы не дают смесей изотопов. Это должен решить опыт.

Одно время – многие и до сих пор – приводили в связь особенность истории химических элементов в живом веществе с огромным преобладанием в нём дисперсного состояния соединений элементов, их коллоидальных систем, но такие же коллоидальные системы наблюдаются и в других случаях в биосфере и явно не связаны с живыми организмами. По нашим современным представлениям, дисперсные системы (коллоиды) всегда связаны смолекулами но не с атомами. Одного этого факта уже достаточно, чтобы искать объяснения различных форм нахождения химических элементов не в коллоидальном состоянии, так как формы нахождения как раз характеризуются состоянием атомов.

§ 84. Понятие формы нахождения химических элементов было введено мною (1921) как эмпирическое обобщение. Под этим понятием я подразумеваю такие особые участки термодинамических полей нахождения атомов, в которых наблюдаются резко различные их проявления, сводимые, по нашим современным представлениям, к различным особым комплексам атомов, иным для каждой из форм их нахождения.

Очевидно, что форм нахождения химических элементов может быть очень много и что далеко не все из них могут наблюдаться в термодинамических полях нашей планеты.

Так. несомненно, атомы звёздных систем должны наблюдаться в особых состояниях, невозможных на Земле, и мы видим, что им придают такие особые состояния, например, для объяснения их спектров (ионизированные атомы, по М. Сага) или для полученных наблюдением огромных масс некоторых звёзд. Для объяснения этих последних необходимо допустить сосредоточение в их кубическом сантиметре тысяч и даже десятков тысяч граммов вещества (А. Эддингтон)9. Эти звёздные состояния атомов, очевидно, представляют формы их нахождения, отсутствующие в земной коре. Другие у нас отсутствующие формы их нахождения могут и должны наблюдаться на Солнце, в солнечной короне (газ из электронов), в туманностях, кометах, в земном ядре...

§ 85. Мы выделяем живые вещества как особые формы нахождений атомов чисто эмпирически, не имея пока возможности точно представить себе, какие изменения испытывают вступающие в них атомы.

Однако полное соответствие этой формы нахождения атомов в земной коре с другими, несомненно, особыми формами нахождения заставляет думать, что дальнейшие исследования выявят те изменения, какие воспринимают атомные системы, входя в живое вещество.

Различные формы нахождения атомов в земной коре выделяются эмпирически. Они отличаются одновременно: 1) характерным для каждой формы особым термодинамическим полем; 2) особым атомным проявлением; 3) резко отличной геохимической историей элемента и 4) определённым, часто свойственным только данной форме отношением атомов разных элементов друг к другу (их парагенезисом).

§ 86. В земной коре можно отличить четыре разные формы нахождения химических элементов, через которые они проходят в течение хода времени и которые определяют их историю.

Эти четыре формы суть следующие: 1) горные породы и минералы, где преобладают стойкие и неподвижные молекулы и кристаллы комбинаций элементов; 2) магмы – вязкие смеси газов и жидкостей, находящиеся в состоянии подвижной смеси диссоциационных атомных систем, в которой отсутствуют и кристаллы, и молекулы нашей химии10;

3) рассеяния элементов, когда отдельные элементы находятся в свободном состоянии, отделёнными друг от друга. Очень возможно, что элементы при этом являются в некоторых случаях ионизированными или потерявшими часть своих электронов11 ; это особое состояние атомов, отвечающее лучистой материи М. Фарадея и У. Крукса; и, наконец, 4) живое вещество, состояние атомов в котором неясно; мы обычно представляем себе эти атомы в состоянии молекул, диссоциационных систем ионов, рассеянных нахождений. Такие представления кажутся мне явно эмпирически недостаточными. Очень вероятно, что в живом организме, помимо изотопов (§ 83), играет известную, не принимаемую нами во внимание роль симметрия атомов (симметрия атомных полей).

§ 87Формы нахождения атомов (элементов) играют в неоднородных равновесиях ту же самую роль, как и другие независимые переменные – температура, давление, химический состав, физические состояния вещества (фазы). Подобно им, формы нахождения атомов характеризуют меняющиеся с глубиной концентрические оболочки земной коры.

К указанным (§ 81) термодинамическим фазовым и химическим оболочкам мы должны прибавить благодаря этому особые оболочки по форме нахождения химических элементов. Можно назвать их парагенетическими оболочками, так как в широких чертах они главным образом определяют парагенезис элементов, т. е. законы их совместного нахождения. Биосфера и является одной из таких парагенети-чёских оболочек, наиболее нам доступной и известной.

§ 88. Представление о строении земной коры из определённых термодинамических, химических, фазовых и парагенетических оболочек является одним из типичных эмпирических обобщений. Оно сейчас не имеет объяснения, т. е. не связано ни с одной теорией образования Земли и ни с какими моделями наших представлений о мире.

Из всего ранее сказанного несомненным, однако, представляется, что такое строение является результатом взаимодействия космических сил, с одной стороны, вещества и энергии нашей планеты – с другой, причём и характер вещества – количественные соотношения элементов например, – не случайное явление и не связано только с геологическими причинами.

Это эмпирическое обобщение, схематически представленное в таблице 1, мы положим в основу всего дальнейшего рассмотрения.

Эта таблица, как всякое эмпирическое обобщение, должна была бы рассматриваться как первое приближение к изложению реальности, подлежащее дальнейшим изменениям и дополнениям. Её значение тем больше, чем больше тот фактический эмпирический материал, на котором она строится.

В этом отношении значение её очень неравномерно.

Для значительной части первой, верхней, термодинамической оболочки (и соответствующих ей, связанных с другими независимыми переменными оболочек), а также для пятой термодинамической и ниже наши знания основаны на очень малом числе фактов и связаны с нарушающими эмпирическое обобщение конъюнктурами и экстраполяциями.

Поэтому в данной области явлений наши знания очень ненадёжны и быстро меняются с ходом научного развития. Мы можем здесь ждать, в связи с ростом физических наук в ближайшие годы, больших новых достижений и изменений господствующих воззрений.

Точная граница между оболочками не может быть в большинстве случаев указана. Все указывает, что поверхности, разделяющие оболочки, меняются с ходом времени; иногда эти изменения идут быстро.

Форма их очень сложная и неустойчивая12.

ЗЕМНЫЕ ОБОЛОЧКИ 

I. Термодинамические оболочки

II. Фазовые оболочки

3. Химические оболочки

4. Парагенетические оболочки

5. Лучистые оболочки

I. Верхняя оболочка Область ничтожного давления и низкой температуры– 15-600 км (может быть выше 100 км, другая область планеты)

2. Поверхностная оболочка Давление, близкое к одной атмосфере. Температура в пределах от +50 до –50°

1. Высокая стратосфера Разреженные газы. Ионы. Электроны выше 80–100 км

2. Стратосфера Разреженные газы, книзу переходят в обычную тропосферу. Выше 10–15 км

3. Тропосфера (обычный газ) 

0~10–15 км

4. Жидкая гидросфера 0–3,8 км

1. Водородная (?) Может быть, распы-ленныи «твёрдый» азот. Выше 200 км

2. Гелиевая (?)

1 10-200 км

3. Азотная (?) >70 км (?)

4. Азотнокислородная (атмосфера)

5. Гидросфера 0–3,8 км

1. Атомная оболочка Область рассеяния элементов. Свободные атомы являются устойчивой формой

2. Газовая оболочка, образованная молекулами и атомами (?)

3. Биосфера Область жизни и коллоидов

1. Электронная оболочка 

2. Ультрафиолетовая оболочка Коротковолновые излучения и проникающие космические лучи. Радиоактивные эманации

3. Световая оболочка Световые излучения, тепловые и радиоактивные эманации

3. Верхняя метаморфическая оболочка (область цементации) Температура ещё не достигает критической температуры воды. Давление не нарушает коренным образом свойств твёрдого тела

4. Нижняя метаморфи чёская оболочка (область анаморфизма) Температура выше критической температуры воды. Давление делает вещество пластическим

5. Твёрдая литосфера Характеризуется кристаллическим состоянием вещества

6. Стекловатая литосфера Твёрдое кристаллическое состояние вследствие высокой температуры и давления отсутствует. Пластическое стекло, проникнутое газами

6. Кора 

выветривания Характеризуется свободным кислородом, водой, углекислотой

7. Осадочная оболочка 

(стратисфера) Изменённая древняя кора выветривания. До 5 км и больше

8. Гранитная оболочка 

(пара- и ортограниты)

4. Область молекул и кристаллов Химические соединения

4. Тепловая и радиоактивная оболочка Различные и в общем радиоактивные излучения

5. Магмосфера Температура не достигла критического состояния всех тел (?). Граница земной коры (?)

6. Барисфера Температура достигла критического состояния для всех тел (?)

7. Магматическая Вязкая жидкость, проникнутая газом в горячей твёрдой среде (?)

8. Газ под большим давлением (?) Закритический газ (?)

9. Базальтовая 

10. Кремнежелезная (?)

5. Магматическая оболочка 

Отсутствие твёрдых хи-мических соединений. Полна газами

5. Тепловые излучения Радиоактивные процессы отсутствуют

Для тех вопросов, какие затрагиваются в этих очерках, такой характер наших знаний в этих частях схемы не имеет большого значения, так как биосфера всецело лежит вне зтих оболочек земной коры, и той части таблицы, которая основана на огромном эмпирическом материале и свободна от гипотез, угадок, конъюнктур и экстраполяции.

§89. Из всех факторов, определяющих химические равновесия, температура и давление и отвечающие им термодинамические оболочки имеют особое значение. Ибо они всегда существуют для всех форм нахождения вещества, для всех его состояний и химических комбинаций. Наше построение космоса – его модель – всегда термодинамическое. Поэтому в истории земной коры важно различать происхождение вещества и связанные с ним явления, исходящие из разных термодинамических оболочек.

Во всём дальнейшем изложении я буду называть вадозными явлениями тела, связанные со второй термодинамической оболочкой (поверхностной),фреатическими – связанные с третьей и четвёртой (метаморфическими) и ювенильными – связанные с пятой.

Вещество из первой и шестой термодинамических оболочек не попадает в биосферу или не замечено в ней.

Живое вещество первого и второго порядка в биосфере 

§ 90. Пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. Жизнь может проявляться только в определённой среде, в определённых физических и химических условиях. Это как раз та среда, которая отвечает биосфере.

Но едва ли можно сомневаться, что поле устойчивости жизни выходит за пределы этой среды. Мы даже не знаем, как далеко оно может выйти за них, так как мы не можем количественно оценивать силу приспособляемости организмов в течение геологического времени. Мы знаем, что приспособляемость зависит от течения времени, есть функция времени и что она проявляется в биосфере в теснейшей связи с сотнями миллионов лет её существования.

Этих миллионов лет нет в нашем распоряжении, и мы не можем их пока ничем иным заменить в наших опытах.

Все наши опыты над живыми организмами производятся над телами, которые в безмерном времени1 приспособились к окружающим условиям – к биосфере, выработали нужные для жизни в ней вещества и их строение. Мы знаем, что эти вещества меняются в течение геологического времени, и пределы этого изменения нам неизвестны и не могут быть сейчас выведены из изучения их химического характера2.

Основным для нас выводом является то, что жизнь в земной коре охватывает область оболочек меньшую, чем поле её возможного существования, несмотря на то что изучение природы прочно утвердило и постоянно подтверждает наше убеждение, что жизнь к этим условиям приспособилась, что организмы в смене веков выработали разнообразные формы организации, позволяющие им существовать в биосфере.

Лучше всего мы можем выразить это наше впечатление от изучения природы – это лежащее в основе всей нашей научной работы неосознанное эмпирическое обобщение – угверждением, что жизнь постепенно, медленно приспособляясь, захватила биосферу и что захват этот не закончился (§ 112. 122). Давление жизни (§27, 51) сказывается в расширении границ поля жизни в поле биосферы.

Поле устойчивости жизни в связи с этим есть результат приспособляемости в ходе времени. Оно не есть что-нибудь неизменное и неподвижное: пределы его не дают нам полного представления о возможных пределах проявления жизни.

Оно, как указывает изучение палеонтологии и экологии, постепенно, медленно расширяется.

§91. Поле существования живых организмов определяется не только физико-химическими свойствами их вещества, характером и свойствами окружающей их внешней среды, приспособляемостью организма к этим условиям. Для них чрезвычайно характерны и важны условия дыхания и питания, т. е. активного выбора организмами необходимых для их жизни веществ.

Мы уже видели огромное значение газового обмена организмов – дыхания– в установлении их энергетического режима и общего газового режима планеты, её биосферы. Оно же вместе с питанием организмов, т. е, с передвижением силой их энергии жидких и твёрдых веществ из окружающей среды в автономное поле организма (§ 82), определяет прежде всего и области их нахождения.

Я уже касался этого явления, когда указывал на захват солнечной энергии зелёными организмами (§42). Здесь мы должны остановиться на нём внимательнее.

В явлениях питания и дыхания организмов основным элементом является источник, откуда берут организмы нужные для их жизни вещества.

С этой точки зрения организмы делятся на две резко различные группы: на живое вещество первого порядка – автотрофные организмы, которые в своём питании независимы от других организмов, и живое вещество второго порядка – гетеротрофные и миксотрофные организмы. Деление организмов по их питанию на три группы было введено в 1880-х г. немецким физиологом В. Пфеффером и является крупным эмпирическим обобщением, богатым разнообразными следствиями. Его значение в понимании природы более велико, чем это обычно думают.

Автотрофные организмы строят своё тело целиком из веществ косной, «мёртвой», природы; все их «органические» соединения, содержащие азот, кислород, углерод, водород, составляющие главную массу их тела, берутся из минерального царства. Гетеротрофные организмы используют как пищу для жизни органические соединения, созданные другими живыми организмами. В конце концов для их существования необходима предварительная работа автотрофных организмов. В частности, их углерод и азот в значительной или в полной мере получаются из живого вещества. В миксотрофных организмах пищей – по отношению к углероду и азоту – служат соединения, созданные как живым веществом, так и химическими реакциями косной материи.

§ 92, Несомненно, вопрос об источнике, откуда организмы получают нужные им для жизни тела, более сложен, чем это представляется с первого взгляда, но думается, что указанное В. Пфеффером деление есть коренная черта всей живой природы.

Нет ни одного организма, который бы в своём дыхании и питании не был бы связан, хотя бы отчасти, с косной материей. Выделение автотрофных организмов основано на том, что они для всех химических элементов независимы от живого вещества, могут их все получать из окружающей их косной – неживой – среды.

Они берут нужные им для жизни элементы из определённых молекул, соединений элементов.

Но, в конце концов, в среде живого в биосфере огромное количество составляющих её молекул, необходимых для жизни, является продуктом этой последней и без неё не находилось бы в косной среде. Таков, например, целиком свободный кислород – O2 – и в огромной мере почти все газы, такие, как СO2, NH3, H2S и т.д. Не меньше участие жизни в создании природных водных растворов. С этими водными растворами неразрывно, однако, связаны явления питания и дыхания. Эта природная вода, а не вода химически чистая, необходима для жизни не меньше, чем газовый обмен.

Принимая во внимание это глубокое отражение жизни на характере химических тел косной материи, в среде которой она проявляется, мы должны ограничить независимость от неё автотрофных организмов. Нельзя делать логического заключения, очень обычного, что наблюдаемые ныне автотрофные организмы могли бы одни существовать на нашей планете. Они не только всегда зарождаются от таких же автотрофных организмов, но они получают нужные им для существования элементы из таких форм косной материи, которые бы отсутствовали, если бы жизнь организмов их уже не создала раньше.

§ 93. Так, зелёные автотрофные организмы требуют для своего существования присутствия свободного кислорода. Этот свободный кислород создаётся ими самими из воды и углекислоты. Он всегда является биохимическим продуктом в косной материи биосферы.

Но, больше того, мы не можем утверждать, что только он один из необходимых для них тел всецело связан в своём существовании с жизнью.

Сейчас Ж. Боттомлеем, например, поставлен вопрос о необходимости для существования водных зелёных растений растворенных в воде сложных органических соединений – ауксономов, как он их назвал. Хотя это утверждение не может считаться вполне установленным, оно чрезвычайно вероятно, так как постепенно всё больше и больше выясняется значение в картине природы тех незаметных и обычно забываемых нами примесей органических соединений, которые мы находим всегда во всякой природной воде, пресной или солёной. Все эти органические вещества, количество которых, ежесекундно существующее и создающееся в биосфере, исчисляется многими квадрильонами тонн, может быть больше, создаются жизнью, и мы не можем утверждать, что они связаны в своём происхождении только с автотрофными организмами. Напротив, мы на каждом шагу видим огромное значение богатых азотом соединений этого рода, создаваемых гетеротрофными и миксотрофными организмами как в питании организмов, так и в создании минералов (битумы).

В картине природы мы постоянно видим даже без химического анализа проявление этих тел. Они вызывают морскую или иную пену природной воды, их проявлением являются тонкие цветные плёнки, покрывающие непрерывно сотни тысяч, миллионы квадратных километров водных поверхностей, они дают окраску болотных, тундровых рек и озёр, чёрных и бурых рек тропических и подтропических областей. От них не свободен ни один организм – не только тот, который живёт в этих водах, но и зелёный покров суши, получающий непрерывно эти тела в дождях и росах, а главным образом в почвенных растворах.

В природных водах количество органических растворенных (частью дисперсных) тел сильно колеблется в пределах от 10-6 до 10-20 %). В среднем оно, очевидно, близко к их проценту и морской воде, т. е. отвечает 1018–1020 т. Оно, по-видимому, превышает массу живого вещества.

Представление об их значении входит медленно в научное сознание. У старых натуралистов мы часто находим понимание этого грандиозного явления, иногда в самой неожиданной дли нас обстановке.

В 1870-х гг. в небольшой заметке гениальный натуралист Р. Майер указал на их значение в составе целебных вод и в общей экономии природы. Изучение происхождения вадозных и фреатических минералов расширяет их роль ещё глубже и значительнее, чем высказывал это Р. Майер.

§ 94. Но биохимический генезис тех тел косной природы, которые необходимы для существования автотрофных организмов, не меняет огромного их отличия от организмов гетеротрофных и миксотрофных. Мы должны только более ограниченно понимать автотрофностъ и не выходить в наших суждениях за пределы этого ограничения.

Мы будем называть автотрофными все организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы в современной биосфере из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых органических соединений другого организма. 

Как всегда в определениях природных явлений, мы не можем охватить в кратком определении все явление целиком. Мыслимы переходы или сомнительные случаи, например, для сапрофитов, питающихся умершими и разложившимися организмами. Однако для сапрофитов почти всегда, а может быть даже всегда, основная пища состоит из проникающих трупы и остатки организмов живых микроскопических созданий.

Принимая понятие «автотрофного» организма ограниченным современной биосферой, мы тем самым исключаем возможность делать из него выводы о прошлом Земли – о возможности начала жизни на Земле в виде тех или иных из автотрофных организмов.

Ибо несомненно, что для всех существующих автотрофных организмов (§ 93) необходимо присутствие в биосфере продуктов жизни.

§ 95. Различие между живым веществом первого и второго порядка резче всего сказывается на их нахождении в биосфере. Область нахождения живого вещества второго порядка, связанного в своём существовании, в своей пище, с автотрофными организмами, всегда шире местообитания этих последних.

Среди автотрофных организмов можно различить две резко отличные группы: с одной стороны, зелёные хлорофилльные организмы, зелёные растения, с другой – мир мельчайших, быстро размножающихся бактерий.

Мы уже видели, что зелёные хлорофилльные организмы являются главным механизмом биосферы, который улавливает солнечный луч и создаёт фотосинтезом химические тела, энергия которых в дальнейшем является источником действенной химической энергии биосферы, а в значительной мере – всей земной коры.

Поле существования этих зелёных автотрофных организмов прежде всего определяется областью проникновения солнечных лучей (§23).

Их масса очень велика по сравнению с массой остального живого вещества, может быть близка к его половине (§46).

Мы видим в них приспособления, которые позволяют улавливать ничтожные по интенсивности излучения света, использовать его до конца.

Возможно, что временами были ослабления и усиления количества создаваемого ими зелёного вещества, хотя это очень часто высказываемое мнение не может ещё считаться точно установленным.

Огромная масса вещества, ими захваченная, их всюдность, проникновение их всюду, куда проникает солнечный луч, часто заставляет видеть в них основную базу жизни. Допускают, что в течение геологического времени из них образовались многочисленные организмы, создающие живую материю второго порядка. И сейчас существование всего животного мира, огромного количества бесхлорофилльных растительных организмов – грибов, бактерий – целиком ими обусловлено.

Они производят в земной коре самую важную химическую работу – создают свободный кислород, разрушая при фотосинтезе такие стойкие кислородные тела, всюду находящиеся, каковыми являются вода и углекислота. Ту же работу они, несомненно, производили во все далёкие геологические периоды. Явления выветривания явно указывают нам на ту же исключительную роль свободного кислорода в археозое, какую он и сейчас играет в современной биосфере. Состав продуктов выветривания, их количественные соотношения, как мы это можем установить, был и в археозое такой же, какой наблюдается сейчас. Очевидно, и источник свободного кислорода был тот же – зелёный растительный мир. Вся масса свободного кислорода была того же порядка, что мы видим и ныне. Мало могли отличаться от современного и в эту далёкую, чуждую нам эпоху – сотни миллионов лет назад – и количество зелёного вещества, и энергия порождающего их солнечного луча (§57).

Для археозоя мы не имеем остатков зелёных организмов. Они непрерывно идут, начиная с палеозоя, и указывают на необычайно резкое развитие вплоть до нашего времени бесчисленного множества их форм, число которых в наше время, по-видимому, не меньше 200 тыс. видов, а количество всех видов, существующих и существовавших на нашей планете,– число не случайное – не может быть сейчас учтено, так как относительно небольшое число ископаемых их видов (несколько тысяч) выражает только неполноту наших знаний. Оно быстро увеличивается с каждым десятилетием, даже с каждым годом.

§ 96. Гораздо меньшие количества живого вещества собраны в форме автотрофных бактерий. В то время как существование зелёных автотрофных организмов стало ясным в конце 18 – начале 19 в. и в 1840-х гг. благодаря работам Ж. Буссенго, Ж. Дюма и Ю. Либиха вошло в научное сознание, существование автотрофных, не связанных с солнечным лучом, лишённых хлорофиллла бактерий было открыто в конце 19 столетия С. Н. Виноградским и не оказало пока того влияния на научную мысль, какое можно было ожидать. Организмы эти играют огромную роль в геохимической истории серы, железа, азота, углерода, но они не очень разнообразны; известно едва ли больше ста видов, и по своей массе да и по своему значению они не сравнимы с зелёными растениями.

Правда, они рассеяны всюду; мы их находим в почвах, в иле водных бассейнов, в морской воде; но нигде нет тех их количеств, которые были бы сравнимы с количеством автотрофной зелени суши, не говоря уже о зелёном планктоне мирового океана. А между тем геохимическая энергия бактерий гораздо выше той же энергии зелёных растений, превышает её в несколько раз, иногда в десятки и сотни раз, является максимальной для живых веществ. Правда, кинетическая геохимическая энергия, вычисленная на гектар, будет, в конце концов, одинакова для одноклеточных зелёных водорослей и для бактерий, но, в то время как водоросли могут достигнуть наибольшего стационарного состояния в десятки дней, бактерии в благоприятных условиях достигают их в десятки раз быстрее – в 36–48 часов.

§ 97. Наблюдений над размножением автотрофных бактерий у нас очень мало. По-видимому (Ж. Рейнке), они размножаются медленнее других бактерий; наблюдения над железными бактериями (Н. Г. Холодный) не противоречат этому утверждению. Так, эти бактерии делятся 1–2 раза в сутки, тогда как такое деление для обычных бактерий может наблюдаться только при неблагоприятных условиях их жизни. Так, например, Bacillus ramosus, живущая в реках и дающая при благоприятных условиях не менее 48 поколений в сутки, даёт при низких температурах всего четыре поколения (М. Уорд, 1925).

Если даже такое понижение быстроты размножения автотрофных бактерий по сравнению с другими бактериями окажется общим явлением для них всех, все же быстрота их размножения будет отвечать наибольшей, но не средней скорости передачи жизни зелёных одноклеточных растений. Надо было бы ждать поэтому, что их количества будут гораздо больше масс зелёных организмов и что то явление, какое мы наблюдаем в море для одноклеточных водорослей (§51), – их преобладание над зелёными метафитами – будет существовать для бактерий по сравнению с зелёными протистами.

§98. В действительности этого нет. Причина малого скопления живой материи в этой форме жизни очень аналогична причине, обусловливающей преобладание зелёных метафитов над зелёными протистами на суше (§ 49).

Их чрезвычайная всюдность, проникновение ими, например, всех толщ океана – далеко за пределы тех слоёв, куда проникает солнечный луч, заставляет думать, что причина относительно малых их количеств в биосфере, выявляющаяся для всех столь различных их разностей, как бактерии азотные, серные или железные, должна быть причиной не частного, а общего характера. 

Такую причину можно видеть в совершенно особых условиях их питания, т. е. в условиях возможности их существования.

Все они получают нужную им для жизни энергию, окисляя не вполне окисленные или неокисленные соединения азота, серы, железа, марганца, углерода в их высшие степени окисления. Но нужные исходные, бедные кислородом тела – вадозные минералы этих элементов – никогда не могут быть в биосфере собраны в достаточных количествах. Ибо область биосферы в общем есть химическая область окисления, так как она переполнена свободным кислородом – созданием зелёных организмов. В этой богатой кислородом среде устойчивыми формами, даже помимо влияния жизни, являются наиболее окисленные, богатые кислородом соединения.

В связи с этим автотрофные организмы должны выискивать среду своего бытия. И с этим обстоятельством связаны приспособления их организации.

Они могут – а некоторые, как азотные бактерии, повидимому, так действуют всегда– окислять кислородные соединения, добывать нужную для жизни энергию, окисляя низшие степени окисления в высшие, но количество химических элементов, допускающих этого рода реакции, ограничено; к тому же в избытке свободного кислорода те же богатые кислородом тела получаются помимо бактерий, так как в этой именно среде они являются устойчивой формой молекулярных структур.

§ 99Автотрофные бактерии находятся в состоянии непрерывного недостатка пищи, в состоянии недоедания. С этим связаны многочисленные приспособления их жизни. Так, всюду – в грязях, источниках, в морской воде, сырых почвах – мы видим своеобразные вторичные равновесия между бактериями, восстанавливающими сульфаты, и автотрофными организмами, их окисляющими.

Повторение в бесчисленных случаях, на каждом шагу, таких вторичных равновесий указывает на закономерность явления. Живое вещество выработало эти структуры благодаря огромному давлению жизни автотрофных бактерий (§ 27), не находящих для своей жизни в биосфере достаточного числа готовых, бедных кислородом соединений. Живое вещество создаёт их в этих случаях само в косной среде.

В океанах такие же равновесия наблюдаются между автотрофными бактериями, окисляющими азот, и раскисляющими нитраты гетеротрофными организмами. Это одно из грандиозных равновесий химии гидросферы.

Всюдность нахождения этих организмов служит проявлением их огромной геохимической энергии, быстроты передачи их жизни: отсутствие их больших скоплений где бы то ни было связано с недостатком бедных кислородом соединений в биосфере, в среде, где все время выделяется избыток свободного кислорода зелёными растениями.

Они не захватывают значительных масс живого вещества только вследствие физической невозможности это сделать благодаря отсутствию в биосфере нужных для их жизни соединений.

Между количеством вещества, захваченного автотрофными зелёными организмами и автотрофными бактериями, должны существовать определённые соотношения, обусловленные большим значением геохимической энергии преобладающих по массе организмов, создающих свободный кислород.

§ 100. Не раз высказывались мнения, что в этих своеобразных, очень специальных организмах мы имеем представителей наиболее древних организмов, появившихся раньше зелёных растений. Ещё недавно эти идеи высказывал один из крупных натуралистов-мыслителей нашего времени – американец Г. Ф. Осборн (1918).

Наблюдение их роли в биосфере этому противоречит.

Тесная связь существования этих организмов с присутствием свободного кислорода указывает на их зависимость от зелёных организмов – от солнечной лучистой энергии – в не меньшей степени, чем зависят от неё животные и бесхлорофилльные растения, питающиеся веществами, приготовленными зелёными растениями. Ибо в природе – в биосфере – весь свободный кислород, пища этих тел, есть продукт зелёных растений.

На то же – вторичное – значение этих организмов по сравнению с зелёными растениями указывает и характер их функций в обшей экономии живой природы.

Значение их огромно в биогеохимической истории и серы, и азота – двух элементов, столь необходимых для построения главного вещества протоплазмы – белковых молекул. Однако, если бы деятельность этих автотрофных организмов прекратилась, жизнь, может быть, уменьшилась бы количественно, но осталась бы мощным механизмом биосферы. так как те же вадозные соединения – нитраты, сульфаты и газообразные формы переноса в биосфере азота и серы, аммиак и сероводород – постоянно создаются в ней в значительных количествах помимо жизни.

Не предрешая вопроса об автотрофности (§94) и начале жизни на Земле, можно сказать, что зависимость автотрофных бактерий от зелёных организмов, их вторичное по сравнению с ними образование, по крайней мере, очень вероятна.

Все указывает на то, что в этих автотрофных организмах мы имеем формы жизни, увеличивающие использование до конца энергии солнечного луча, наблюдаем улучшение механизма «солненный луч – зелёный организм», а не независимую от космических излучений форму земной жизни.

Таким же проявлением того же процесса является весь бесчисленный в своих формах гетеротрофный мир животных и грибов – миллионы видов организмов.

§ 101. Это ярко сказывается и в характере распределения живого в биосфере, в области жизни.

Она целиком определяется полем устойчивости зелёной растительности, другими словами – областью планеты, пронизанной солнечным светом.

Главная масса живого вещества сосредоточена в этой охваченной солнечным светом части планеты; при этом сгущения жизни тем больше, чем ярче это освешение.

Здесь же собраны гетеротрофные организмы и автотрофные бактерии, так как в своём существовании они тесно связаны или с продуктами жизни зелёных организмов (свободный кислород прежде всего), или с создаваемыми ими сложными органическими соединениями.

Из этой освешенной Солнцем части в области биосферы, лишённые солнечных лучей и зелёной жизни, проникают гетеротрофные организмы и автотрофные бактерии. Многие из них живут исключительно в этих тёмных областях биосферы. Обычно полагают, что эти организмы проникли сюда из освешенной Солнцем земной поверхности, постепенно приспособившись к новым условиям жизни. Можно это думать, так как морфологическое изучение животного мира земных пешер и морских глубин указывает, очень часто с несомненностью, что фауна эта произошла от предков, живших в освешенных областях планеты.

Особое значение с геохимической точки зрения приобретают скопления – концентрации – жизни, свободной от зелёных организмов: донная живая плёнка гидросферы (§ 130), нижние части прибрежных сгущений жизни Океана, донные живые плёнки водных бассейнов суши (§ 156). Мы увидим их огромное значение в химической истории планеты. Можно убедиться, что их существование теснейшим образом связано, прямо или косвенно, с организмами зелёных областей жизни. Не только морфологически можно во многих случаях установить, а в других – научно допустить генезис этих организмов путём палеонтологической эволюции из организмов освешенных частей планеты, но и в основе их каждодневного бытия лежит лучистая энергия Солнца.

Само существование этих донных плёнок теснейшим образом связано с остатками организмов верхних частей Океана, падающих на дно и не успевающих на пути разложиться или быть съеденными другими организмами. Конечный источник её энергии, таким образом, следует искать в освешенной части планеты, в солнечном свете. Из атмосферы проникает в морскую воду, в тёмные глубины, свободный кислород, иного, кроме биохимического, происхождения, создание которого работой зелёных организмов на нашей планете мы не знаем. Анаэробные организмы, характерные для нижних частей донной плёнки, все теснейшим образом зависят в своей жизни от аэробных организмов и их остатков, которыми они питаются.

Все указывает, что эти проявления жизни в лишённых света областях планеты находятся в непрерывном развитии – площадь их увеличивается.

По-видимому, в течение геологического времени шло – и сейчас медленно идёт – постоянное новое проникновение живого вещества в обе стороны от зелёного покрова все дальше и дальше в азойные части планеты.

Мы живём сейчас в этой стадии медленного расширения области жизни.

§ 102. Может быть, одним из проявлений этого расширения жизни является биохимическое создание новых форм лучистой энергии гетеротрофным живым веществом.

В морских глубинах усиливается свечение организмов, излучение ими световых волн той же длины, которые в космических излияниях Солнца на земную поверхность дают энергию жизни и через неё – химическим изменениям планеты.

Мы знаем, что проявление этих вторичных световых излучений – свечение поверхности моря, непрерывно происходящее на нашей планете и охватывающее одновременно сотни тысяч квадратных километров его поверхности,– позволяет зелёным организмам планктона производить свою химическую работу и в те часы, когда до них не доходит лучистая энергия центрального светила.

Является ли новым проявлением того же механизма и свечение морских глубин? Есть ли здесь усиление жизни благодаря переносу вглубь на километры от поверхности космической энергии Солнца, которая к ним без этого не доходит?

Мы этого не знаем. Но нельзя забывать факта, что глубоководные экспедиции встречали живые зелёные организмы на глубинах, значительно превышающих область проникновения в море солнечных излучений сверху; например, «Вальдивия» встретила живую водоросль Halionella в Тихом океане на глубине около 2 км.

Если бы оказалось, что живое вещество способно переносить в новые области лучистую энергию Солнца не только в форме неустойчивых в термодинамической оболочке, которой отвечает биосфера (§ 82), химических соединений, т. е. в форме химической энергии, но и в виде вторично созданной лучистой же энергии, то все же в истории биосферы это явилось бы лишь, пока может быть, небольшим расширением главной области фотосинтеза, как незначительным её расширением является создание световой энергии человечеством.

Несомненно, и эта, новая в биосфере, создаваемая человеком лучистая энергия используется зелёным живым веществом, но пока в общем космическом фотосинтезе планеты она отражается ничтожными долями. В конце концов, зелёное живое вещество, определяющее на Земле область существования всего живого,– все связано с солнечным светом.

Во всём нашем дальнейшем изложении мы будем выделять эту часть живого вещества первого порядка и относить к нему все другие проявления жизни.

Пределы жизни 

§ 103. Поле устойчивости жизни далеко, как мы увидим, превышает поле биосферы, определяемое характеризующими её независимыми переменными, принимаемыми во внимание при изучении могущих иметь в ней место физико-химических равновесий.

Поле устойчивости жизни определяет область, в которой жизнь может достигнуть полного развития. Оно, по-видимому, подвижно и не имеет строгих границ.

Характерным свойством живого вещества является его изменчивость, его способность приспособляться к условиям внешней среды. Благодаря этой способности живые организмы могут в течение даже немногих поколений приспособиться к жизни при таких условиях, которые для прежних поколений были бы гибельны.

В настоящее время нет возможности подтвердить эту способность к изменчивости при помощи эксперимента, так как мы не располагаем геологическим временем, нужным для её проявления. Живое вещество, совокупность живых организмов, резко отличается от косного вещества: это подвижное равновесие, которое оказывает давление на окружающую среду, но связь воздействия этого давления с продолжительностью времени неясна.

Такое поле устойчивости жизни, связанное с изменчивостью организмов, является к тому же гетерогенным, т. е. неоднородным. Оно резко делится на два поля: гравитационное поле, поле более крупных организмов, и поле молекулярных сил, к которому относятся мельчайшие организмы, меньше 10-4 степени в диаметре, микробы, ультрамикробы и т.д., жизнь которых, и в особенности движения, определяется не тяготением, а излучениями – как световыми, так и другими.

Протяжённость каждого из этих полей определяется изменчивостью организмов, их приспособляемостью; и то и другое ещё недостаточно изучены.

Мы будем принимать, таким образом, во внимание: 1) температуру, 2) давление, 3) фазу среды, 4) химизм среды, 5) лучистую энергию. Это важнейшие признаки, характеризующие оба поля устойчивости жизни.

§ 104. Мы должны при этом различать условия, которые выдерживает жизнь, не прекращая всех своих функций, т.e. те, при которых организм хотя и страдает, но выживает, и, во-вторых условия, при которых организм может давать потомство, т. е. увеличивать живую массу – увеличивать действенную энергию планеты.

Может быть, ввиду генетической связи всего живого вещества, эти условия близки для всех организмов. Но область эта значительно уже для зелёного растительного покрова, чем для гетеротрофных организмов.

Предел её определяется, в конце концов, физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определённых условиях среды. Но есть ряд случаев, которые указывают, что раньше разрушения соединений разрушаются те механизмы, которые они составляют и которые определяют функции жизни.

И сами соединения, и построенные ими механизмы непрерывно меняются входе геологического времени, приспособляясь к изменению среды жизни.

Максимальное поле жизни может определяться крайними примерами выживания каких-нибудь организмов.

§ 105. Самая высокая температура, которая выдерживается без смерти организма некоторыми гетеротрофными существами, особенно в латентной форме их бытия, например спорами грибов, приближается к 140°. Она меняется в зависимости от того, наблюдается ли организм в сухой или во влажной среде.

Опыты Л. Пастера над произвольным зарождением выяснили, что нагревание во влажной среде до 120° не убивает всех спор микробов. В сухой среде надо нагревать до 180° (М. Duclaux)3. В опытах М. Христена споры почвенных бактерий выдерживали нагревание, не теряя жизни, до 130° в течение пяти минут, до 140° – в течение минуты. Споры одной бактерии, описанной М. Цеттновым, выдерживали текучий пар в течение суток (В. JI. Омелянский).

Ещё дальше идёт устойчивость при низкой температуре. Опыты в Дженнеровском институте в Лондоне указали на устойчивость (в жидком водороде) спор бактерий в течение 20 часов при –252° С. Макфайден указал, что микроорганизмы сохранялись без потери жизни в жидком воздухе в течение многих месяцев при –200°. По опытам А. Беккереля, споры плесневых грибков в безвоздушном пространстве не теряли жизнеспособности в течение трёх суток при –253°.

Таким образом, надо считать, что интервал в 433 градуса является сейчас предельным тепловым полем, в котором в течение некоторого времени могут находиться без гибели и разрушения некоторые формы жизни. Он резко сокращается для зелёной растительности. Мы не имеем для неё вполне точных опытов, но едва ли он превышает 160-150° (от 80° до -60°).

§ 106. Пределы давления – динамического поля жизни, по-видимому, идут очень далеко. Опыты Г. В. Хлопи-на и Г. Таманна указали, что плесневые грибы, бактерии, дрожжи выдерживают давление до 3 тыс. атмосфер без всякого видимого изменения своих свойств. Жизнь дрожжей сохраняется при 8 тыс. атмосфер давления. С другой стороны, несомненно, что латентные формы жизни – семена или споры – могут сохраняться длительное время в «безвоздушном» пространстве, т. е. при давлениях, равных тысячным долям атмосферы.

По-видимому, нет разницы между гетеротрофными и зелёными (споры, семена) организмами.

§ 107. Огромное значение волн определённой длины лучистой энергии пля зелёных растений было уже многократно указано. Оно лежит в основе всего строения биосферы.

Зелёные организмы более или менее быстро умирают в отсутствие этих излучений. Гетеротрофные организмы и автотрофные бактерии – некоторые из них по крайней мере – могут жить в темноте. Но характер лучистой среды этой «темноты» (длинных инфракрасных волн) не изучен.

Нам известен, с другой стороны, предел всякой жизни в области коротких волн. 

Среда, в которой распространяются ультрафиолетовые лучи с очень короткой длиной волны, меньше 0,3 µm, неизбежно является безжизненной. Опыты А. Беккереля показали, что эти лучи с чрезвычайно быстрым колебанием составляющих их волн убивают в течение короткого промежутка времени все формы жизни. Среда, в которой они находятся, какой является междупланетное пространство, непроходима для всех форм жизни, приспособившихся к биосфере, хотя ни температура, ни давление, ни химический её характер не препятствуют нахождению жизни в ней.

При той связи, какая, как мы видим, существует между развитием жизни в биосфере и солнечной радиацией, возможно точное и детальное изучение пределов жизни в разных областях лучистой энергии заслуживает самого большого внимания.

§ 108. Огромна область химических изменений, которые выдерживает жизнь.

Открытие Л. Пастером анаэробных организмов указало на существование жизни в среде, лишённой свободного кислорода, и чрезвычайно расширило допускавшиеся раньше её пределы.

Установление С. Н. Виноградским автотрофных организмов выяснило возможность существования жизни в отсутствие готовых органических соединений, в чисто минеральной среде.

Споры и зерна, латентные формы жизни, могут находиться без всякого вреда, по-видимому, неопределённое время в среде, лишённой газов и вполне сухой, лишённой воды.

В то же время в пределах термодинамического поля существования жизни разные её формы могут находиться без вреда в самых разнообразных химических средах. Bacillus boracicola, живущая в горячих борных источниках Тосканы, может жить в насыщенном растворе борной кислоты; она свободно вылерживает 10 %-ный раствор серной кислоты при обычной температуре (М. Bargagli Petrucci, 1914). Известен целый ряд организмов, главным образом плесневых грибов, которые живут в крепких растворах различных солей, гибельных для других организмов. Есть грибки, живущие в насыщенных растворах купороса, селитры, ниобата калия. Та же Bacillus boracicola выдерживает 0,3-ный раствор сулемы, а другие бактерии и инфузории живут даже в её концентрированных растворах (А. М. Без-редка, 1925); дрожжи живут в растворах фтористого натрия. Личинки некоторых мух выживают в 10 %-ном растворе формалина.

Существуют бактерии, которые размножаются в атмосфере свободного кислорода.

Область этих явлений относительно мало изучена, но приспособляемость форм жизни кажется здесь беспредельной.

Однако это верно лишь для гетеротрофных организмов. Развитие зеленных организмов требует присутствия свободного кислорода (хотя бы растворенного в воде). Крепкие соляные рассолы уже не дают возможности развития этих форм жизни.

§ 109. Хотя некоторые формы жизни, в латентном её состоянии, могут находиться без гибели в среде, лишённой воды, абсолютно сухой, вода в капельно-жидком и газообразном состоянии является необходимым условием для роста и размножения организмов, для их проявления в биосфере.

Геохимическая энергия организмов в форме их размножения переходит из потенциальной формы в свободную только в присутствии воды, содержащей в растворе нужные для дыхания организмов газы.

Значение воды, ярко бросающееся в глаза для зелёной растительности, давно вошло в обшее сознание. Основа всего живого – зелёная жизнь – без воды не существует.

Но в последнее время можно было пойти дальше в выяснении механизма действия воды. Выяснилось значение для жизни кислой или щелочной реакции водных растворов, в которых живут организмы, степени и характера их ионизации. 

Значение этих явлений огромно, так как в природной воде сосредоточена в биосфере главная масса (по весу) живого вещества и условия жизни всех организмов теснейшим образом связаны с природными водными растворами. Все организмы состоят в подавляющей массе своего вещества из водных растворов или водных золей4. Протоплазма может быть рассматриваема как водный золь, в котором происходят коллоидальные сгущения и изменения. Везде в жидкостях организма идут явления ионизации, и при непрерывном взаимодействии между природными водными растворами и между жидкостями живущих в них организмов соотношения ионизации обеих сред имеют огромное значение.

Благодаря тонким приёмам исследования мы можем количественно следить с очень большой точностью за изменением ионизации и этим путём имеем превосходное средство для изучения изменения главной среды, где сосредоточена жизнь.

Морская вода содержит около 10-9 % ионов Н+, она слабо щелочна, и это небольшое преобладание положительных ионов Н+ над отрицательными ионами ОН- сохраняется в общем неизменно, постоянно восстанавливается, несмотря на бесчисленные химические процессы, идущие в море (ионизация рН=8).

Эта ионизация очень благоприятна для жизни морских организмов, причём небольшие колебания отражаются благоприятно или неблагоприятно, различно для разных организмов.

Выяснено, что жизнь может существовать только в известных пределах ионизации, от 10-6 % Н+ до 10-10 % Н+. За этими пределами никакая жизнь в водных растворах невозможна.

§ 110. Несомненно, фаза среды имеет огромное значение для проявления жизни.

Сохраняться в латентном состоянии жизнь, по-видимому, может в среде всякой фазы – жидкой, твёрдой, газообразной, в «безвоздушном» пространстве. По крайней мере, опыты показывают, что семена могут сохраняться некоторое время без газового обмена, следовательно, в любой фазе в пределах теплового поля жизни. Но живой организм в полном развитии своих функций неизбежно связан в своём существовании с возможностью газового обмена (дыхание) и устойчивости коллоидных систем, из которых он построен.

Поэтому организмы могут встречаться только в той среде, где этот обмен возможен: в жидкой, коллоидальной, газообразной. В твёрдой среде они могут наблюдаться и действительно наблюдаются только в среде рыхлой и пористой, дающей возможность газового обмена. Ввиду малого размера многих организмов твёрдые среды, весьма плотные, могут являться субстратом жизни.

Но жидкая – раствор или коллоид – лишённая газов среда не может являться областью жизни.

Мы видим здесь опять проявление того исключительного значения газообразного состояния материи, с которым мы не раз сталкивались в этих очерках.

Границы живого в биосфере 

§ 111. Из предыдущего ясно, что биосфера по своему строению, составу, физическим условиям среды целиком входит в область жизни.

Жизнь приспособилась к её условиям, и в ней нет мест, где бы она так или иначе не могла в ней проявиться.

Это, безусловно верно, если мы будем принимать обычные, нормальные условия биосферы, а не те временные, мимолётные их нарушения, которые являются губительными для жизни, но не могут считаться для неё характерными. В условиях биосферы недоступны для жизни кратеры вулканов во время извержений и не застывшие ещё с поверхности лавы. Это в её существовании ничтожные и временные частности.

Такими же временными явлениями должны считаться сопровождают не вулканические процессы выходы ядовитых для жизни газов (например, хлористого или фтористого водорода) или горячие вулканические минеральные источники, лишённые жизни.

Длительные явления, например термы с температурой до 90°, уже оказываются захваченными отвечающими им своеобразными, приспособившимися к этим условиям организмами.

Неясно, не могут ли быть безжизненны земные рассолы, т. е. растворы, содержащие больше 5 % солей. Самое большое скопление такой безжизненной солёной воды указывается в Мёртвом море в Палестине. Но источники-рассолы, ещё более богатые солями, чем оно, богаты жизнью. Её отсутствие в Мёртвом море объясняют богатством его бромом, но это гипотеза – догадка, не опирающаяся на опыты. Может быть, наше представление о Мёртвом море обусловлено неполнотой наших знаний – неизученностью его микрофауны, частью бактериальной.

Несомненно, что некоторые из кислых серных или соляных природных вод, ионизация которых меньше 10-11 % Н+, должны быть безжизненны (§ 109). Они образуют в общем ничтожные водоёмы.

§ 112. В общем, можно считать, что земная оболочка, в которой наблюдается живое вещество, всецело отвечает полю существования жизни. Это оболочка непрерывная, подобно атмосфере, и этим она отличается от таких прерывчатых оболочек, какой является гидросфера.

Но земное поле устойчивости жизни далеко не целиком занято живым веществом. Мы наблюдаем медленное движение жизни в новые области, завоевание ею этого поля в течение геологического времени.

В земном поле устойчивости жизни надо отличить, во-первых, область временного проникновения – без быстрой гибели – живых организмов, во-вторых, область длительного их существования, неизбежно связанного с проявлением размножения.

Крайние пределы жизни в биосфере должны определяться существованием в ней условий, непреодолимых для всех организмов.

Для этого достаточно, чтобы даже одно какое-нибудь условие (независимое переменное равновесия) достигло величины, непреодолимой для живого вещества, будь то температура, химический состав или ионизация среды, длина волн излучений.

Нельзя не отметить, что такие определения не могут иметь безусловного характера. То, что мы называем приспособляемостью организма, его умением защищаться от вредных условий среды, огромно, и пределы его нам неизвестны, особенно если мы примем во внимание время.

Устанавливая эти пределы на основании нами сейчас наблюдаемых возможностей выживания, мы неизбежно всегда логически вступаем в область экстраполяций, всегда область скользкую и неверную.

В частности, человек, одарённый разумом и умело направляемой волей, может достигать непосредственно или посредственно областей, недоступных для остального живого.

При единстве всего живого, которое, как мы видим, бросается в глаза на каждом шагу при охвате жизни как планетного явления, такое свойство Homo sapiens не может быть рассматриваемо как случайное явление.

Его существование ещё больше заставляет относиться осторожно к незыблемости в биосфере границ жизни.

§ 113. Такое определение пределов жизни, основанное на возможности нахождения и существования организмов в их современных формах и амплитудах приспособляемости, ясно указывает характер биосферы как оболочки, ибо исключающие жизнь условия проявляются на всей поверхности планеты одновременно.

Достаточно поэтому определить только верхний и нижний пределы поля жизни.

Верхний предел обусловливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь.

Нижний предел связан с достижением высокой температуры, ставящей предел жизни с неменьшей необходимостью.

В пределах, этим путём установленных, жизнь охватывает – не целиком, правда, – одну термодинамическую оболочку, три химических и три фазовых (§88).

Значение этих последних – тропосферы, гидросферы и верхней части литосферы – наиболее ярко сказывается в её явлениях, и их мы положим в основу нашего изложения.

§ 114. Жизнь, по-видимому, ни в каких своих современных нам известных формах не может зайти за пределы стратосферы, по крайней мере, верхних её частей.

Как видно из табл. I (§ 88), здесь начинается другая парагенетическая оболочка, где едва ли существуют какие бы то ни было химические молекулы или ещё более сложные их комплексы.

Это область высочайшего разрежения материи, даже если принимать новые исчисления проф. В. Г. Фесенкова (1923–1924), дающие для неё большие количества материи, чем это принимали раньше. Проф. В. Г. Фесенков полагает, что на высоте 150–200 км стратосфера заключает тонну вещества в 1 км35. Новые условия нахождения атомов этой разреженной материи не являются только следствием её разрежения – уменьшения столкновения газовых частиц, удлинения их свободных траекторий. Они связаны с могучим действием ультрафиолетовых и, может быть, других лучей Солнца (а может быть, и космических пространств), беспрепятственно достигающих этих крайних пределов нашей планеты (§ 8).

Мы знаем, что ультрафиолетовые лучи являются чрезвычайно активными химическими деятелями. В частности, лучи очень коротких волн, меньше 200 µm (160–180 µm), уничтожают всякую жизнь, самые устойчивые споры в сухой или безвоздушной среде. По-видимому, несомненно, что данные лучи освещают эти далёкие области планеты.

§ 115. Ниже они не проходят, так как совершенно поглощаются озоном, образующимся постоянно в стратосфере в относительно значительных количествах из свободного кислорода и, может быть, воды под влиянием тех же ультрафиолетовых излучений Солнца, которые он задерживает и которые губительны для жизни.

Озон стратосферы образовал бы, по С. Фабри и Г. Бюссону, слой 5 мм мощностью, если бы он был собран весь вместе в чистом виде. Но и в рассеянных атомах эти количества озона достаточны, чтобы не пропустить всех вредных для жизни излучений.

Сколько бы ни разрушался озон, он постоянно восстанавливается, так как лучи колебаний короче 200 тц встречают все время в стратосфере, в нижних её слоях, избыточное количество атомов кислорода.

Жизнь защищена в своём существовании экраном озона в 5 мм мощностью, являющимся естественной верхней границей биосферы.

Характерно, что необходимый для создания озона свободный кислород образуется в биосфере только биохимическим путём; он должен исчезнуть из неё при прекращении жизни. Жизньсоздавая в земной коре свободный кислород, тем самым создаёт озон и предохраняет биосферу от губительных коротких излучений небесных светил. 

Ясно, что новейшее проявление жизни – культурный человек – может предохранить себя иначе и проникнуть безнаказанно за озонный экран.

§ 116. Озонный экран определяет только верхнюю границу возможной жизни.

. В действительности она прекращается в атмосфере гораздо ниже. Зелёные автотрофные растения не подымаются над зелёным древесным и травяным покровом суши. Нет зелёных клеток, развивающихся в воздушной среде. Случайно и невысоко, в брызгах океана, подымаются зелёные клетки планктона.

Выше древесной растительности организмы могут попадать или механически или благодаря выработанным приспособлениям летания. Чрезвычайно редко этим путём могут далеко и надолго проникать в атмосферу зелёные организмы.

Мельчайшие споры, например хвойных или тайнобрачных, лишены хлорофиллла или бедны им, а это, вероятно, величайшие массы зелёных организмов, разносимые ветром и поднимающиеся иногда, ненадолго на довольно значительную высоту.

Главная масса живого вещества, проникающего в атмосферу, состоит из живой материи второго порядка. К ней принадлежат все летающие организмы. Зелёный слой нашей планеты, где начинается превращение солнечных радиаций в земную химическую энергию, расположен на поверхности суши и в верхнем слое океана; он не подымается далеко в атмосферу.

В геологическое время, однако, он расширил в ней область своего нахождения. Ибо в стремлении уловить наибольшее количество солнечной энергии зелёный растительный организм проник далеко в нижние слои тропосферы; он поднялся на десятки, более – сотни метров от её поверхности в форме высоких деревьев и их скоплениях в лесных массивах. Эти формы жизни выработаны организмами, по-видимому, в палеозое.

§117. Жизнь проникает в атмосферу и долго в ней держится главным образом в виде мельчайших бактерий и спор, в летаюших формах животных.

Относительные её концентрации, главным образом в виде латентных форм (спор микроскопических организмов), могут наблюдаться только в «пылевой атмосфере», т. е. в тех частях воздушного покрова, куда проникает пыль с земной поверхности. Пылевая атмосфера связана главным образом с сушей. Эта пылевая атмосфера, по А. Клоссовско-му (1910), достигает 5 км, а по О. Менгелю (Mengel, 1922), значительные скопления пыли не подымаются выше 2,8 км. Главная часть пыли, однако, косная материя.

На горных вершинах воздух очень беден организмами, все же они там существуют. По определению Л. Пастера, в среднем здесь находится не больше 4–5 микробов, патогенных, открываемых питательными жидкостями, в 1 м3. М. Флемминг в воздухе на высоте в 4 км обнаружил в среднем не более одного патогенного микроба на 3 л. По-видимому, в верхних слоях микрофлора воздуха обедняется бактериями и обогащается плесневыми и дрожжевыми грибками (В. Л. Омелянский).

Не может быть сомнения, что эта микрофлора проникает за средние пределы пылевой атмосферы (5 км), но число точных наблюдений здесь, к сожалению, ничтожно. Она может достигать пределов тропосферы (9–13 км), так как сюда достигают наблюдаемые нами на поверхности Земли движения газов – ветры и токи воздуха.

Едва ли эти высокие поднятия над поверхностью Земли имеют какое-нибудь значение в её истории, так как огромное большинство этих организмов находится в латентном состоянии и они едва заметны в массе, хотя и разреженной, косного газа, среди которого они рассеяны.

§ 118. Неясно, заходят ли за пределы тропосферы животные. Правда, они подымаются иногда на большие расстояния, выше высочайших горных вершин (всегда лежащих ещё в пределах тропосферы), т. е. доходят до её верхней границы.

Так, по наблюдениям А. Гумбольдта, кондор в своём полёте подымается до 7 км от земной поверхности; он наблюдал мух на вершине Чимборасо (5882 м).

Эти наблюдения А. Гумбольдта и некоторых старых натуралистов отрицались современными орнитологами, изучавшими на проходных станциях перелёты птиц, но новейшие наблюдения Уолластона (1923), натуралиста английской экспедиции на Эверест, не оставляют сомнения, что некоторые горные хищники подымаются или парят около вершин высочайших гор, выше 7 км (7540 м).

По-видимому, это немногие, отдельные виды птиц. Вдали от горных вершин и даже в горных областях птицы едва ли долетают до 5 км. Наблюдения лётчиков указывают поднятия до 3 км (для орла).

Бабочки наблюдались на высоте 6,4 км, пауки – до 6,7 км, тли – до 8,2 км, из растений Arenaria muscosa и Delphiniumglaciale – на высоте 6,2–6,3 км (М. Hingston, 1925).

§ 119. Дальше всего проникает в стратосферу человек, и он несёт с собою вполне бессознательно и неизбежно следующие за ним, в нём и на нём самом или в его изделиях формы жизни.

Область проникновения человека все расширяется с развитием воздухоплавания, и пределы её выходят уже из области жизни, определяемой озоновым покровом.

Выше всего подымаются шары-зонды, всегда заключающие в своём материале представителей жизни. 17 декабря 1913 г. такой шар-зонд, пущенный в Павии, достиг высоты 37,7 км.

Сам человек в своих аппаратах подымается выше высочайших гор. Уже в воздушных шарах Г. Тиссандье (1875) и Ж. Глэшер (1868) почти достигли этого предела, первый достиг до 8,6 км, второй – 8,83 км.

С развитием аэропланов высота поднятия достигла пределов стратосферы. Француз М. Калл изо и американец М. Мак-Реди (1925) достигли 12–12,1 км, и очевидно, эта высота быстро будет превзойдена. Постоянные поселения человека, его деревни встречаются на высоте 5,1–5,2 км (Перу, Тибет), его железные дороги – на высоте 4,77 км (Перу), его возделанные поля – на высоте 4,65 км.

§ 120. Подводя итоги, можно утверждать, что жизнь, проявляюшаяся в биосфере, достигает своего земного предела – озонового экрана – только для редких отдельных своих неделимых. В главной своей массе не только стратосфера, но и верхние слои тропосферы безжизненны.

Нет ни одного организма, который всегда бы жил в воздушной среде. И лишь тонкий слой атмосферы, исчисляемый десятками метров, обычно много меньше ста метров, может считаться переполненным жизнью.

Едва ли можно сомневаться, что и это завоевание воздушной среды есть новое явление в геологической истории планеты: оно стало возможным только с развитием сухопутных организмов, сперва растений (в докембрии?), затем насекомых, летающих позвоночных (в палеозое?), с мезозоя – птиц. С самых древних периодов есть указания на механические переносы микрофлоры и спор. Но лишь с появлением культурного человечества живое вещество сделало крупный шаг к завоеванию всей атмосферы.

Атмосфера не является самостоятельной областью жизни. Её тонкие нижние слои составляют, с биологической точки зрения, части прилегающих к ним слоёв гидросферы и литосферы, причём только в этой последней они входят в сгущения – плёнки – жизни (§ 150).

Огромное влияние живого вещества на историю атмосферы связано не с непосредственным его нахождением в газовой среде, но с газовым его обменом – с созданием им новых газов, выделяемых в атмосферу, и с их поглощением из атмосферы (ср. § 42 и 65).

Живое вещество влияет на химию атмосферы, меняя тонкий прилегающий к земле слой газа или газы, растворенные в природных водах.

Конечный грандиозный результат – охват всей газовой оболочки планеты энергией жизни, повсеместное проникновение газообразных продуктов жизни (прежде всего свободного кислорода) – является по существу следствием свойств газообразного вещества, а не свойств живого вещества.

§ 121. Теоретически не менее резкой и ясной, чем верхняя, определяемая озоновым экраном, должна быть и нижняя граница жизни на Земле.

Она должна соответствовать той высокой температуре, при которой организм ни в каком случае не может существовать и развиваться, в зависимости от свойств соединений, из которых он составлен.

Температура в 100° уже, несомненно, представляет такую преграду. Это температура, которая достигается на глубине 3–3,5 км от земной поверхности, может быть местами даже меньшей, около 2,5 км. В среднем можно считать, что глубже 3 км от земной поверхности живые существа в их современном виде существовать не могут. 

Ниже уровня моря слой в 100° опускается, так как средняя глубина океана достигает 3,8 км, причём температура дна близка к 0°. Очевидно, в этих точках земной коры предельная для жизни температура не будет встречена в среднем раньше 6,5–7 км, если земной градиент будет одинаков. В действительности повышение температуры идёт здесь быстрее, и едва ли возможный для жизни слой превысит 6 км, считая с уровня океана.

Несомненно, предел в 100° есть чисто условная граница. На земной поверхности нам известны организмы, размножающиеся при температурах выше 70–80°, но и здесь организмы, приспособившиеся к длительной жизни при 100°, не встречены.

Таким образом, нижняя граница биосферы в самом крайнем пределе в среднем едва ли превысит 2,5–2,7 км на суше и 5–5,5 км в области океанов.

По-видимому, эта граница должна определяться температурой, а не химическим составом, так как отсутствие свободного кислорода не может служить препятствием для жизни. Свободный кислород на суше кончается много раньше, едва ли в среднем идёт на несколько сот метров от земной поверхности: здесь глубже 500 м в среднем не могут жить иные организмы, кроме анаэробных бактерий.

§ 122. Но высокая температура глубоких слоёв составляет лишь теоретический предел биосферы, так как другие факторы в своей совокупности влияют гораздо более могущественно на распространение жизни.

К тому же, как указывалось (§ 101), области планеты, лишённые света, захватываются геологически более молодыми организмами, и этот захват далеко не достиг своего предела.

Мы наблюдаем здесь такое же явление, какое указано было и для верхней границы: жизнь медленно приближается к своим глубинным пределам в течение геологического времени, но их ещё далеко не достигает. Она достигает геоизотермы в 100° ещё менее, чем озонового экрана.

Очевидно, зелёные организмы, требующие света для своего развития, не могут идти за пределы освешенной Солнцем поверхности планеты. Ниже всего могут идти только гетеротрофные организмы и автотрофные бактерии.

Жизнь разно идёт вглубь на суше и в океанах. Животная жизнь в океанах глубже всего проникает в своём рассеянии; это проникновение зависит от рельефа дна. По-видимому, все же в заметных своих представителях она не идёт глубже 7 км. Ещё на глубине 6035 м был найден Hyphalaster paffaiti –морской ёж.

Вероятно, плавающие глубоководные формы могут заходить в самые большие океанические глубины6, но находки со дна глубже 6,5 км пока неизвестны.

Бактерии в рассеянном состоянии проникают всю водную толщу (найдены глубже 5 */2 км), концентрируясь в морской грязи. Их присутствие в морской грязи наибольших глубин не доказано, но чрезвычайно вероятно.

§ 123. Несравненно менее глубоко проникает жизнь суши, прежде всего потому, что нигде здесь не проникает так глубоко в земную кору свободный кислород.

В океане свободный кислород в водном газовом растворе, в котором его процентное содержание по отношению к азоту всегда выше, чем то же отношение этих газов в атмосфере, находится в неразрывной связи с наружной атмосферой. Кислород достигает самых больших глубин океана – до 10 км, и всякое уменьшение его содержания непрерывно, правда с опозданием, пополняется новым его приходом из атмосферы путём растворения и диффузии.

На суше свободный кислород быстро исчезает с глубиной, поглощается организмами или сильно окисляющимися соединениями, главным образом органическими. Исследование вод, приходящих с глубин, близких к 1 – 2 км, обычно уже не даёт в их газах свободного кислорода. Между вадозной водой, содержащей свободный кислород воздуха, и водой фреатической, его лишённой, существует резкий перерыв, до сих пор в точности не выясненный7.

Свободный кислород проникает обычно всю почву и часть подпочвы. Верхняя граница свободного кислорода в болотистых почвах и болотах ближе к поверхности.

По М. Гассельману, болотистые почвы наших широт уже на глубине 30 см не должны содержать свободного кислорода. В подпочвах свободный кислород идёт на глубину нескольких метров, иногда до 10 м и даже больше, если он не встречает на своём пути препятствий в виде твёрдых пород, которые поглощают свободный кислород. Следы его могут проникнуть в верхние части этих пород, которые всегда соприкасаются с водой из окружающей их среды.

Свободные пустоты и трещины, доступные проникновению воздуха, в исключительных случаях достигают по вертикальному направлению глубины в несколько сот метров. Глубже всего сейчас идут шахты и буровые скважины – создания человеческой культуры, превышающие 2 км по вертикальному направлению, но их значение в масштабе биосферы ничтожно.

К тому же сведённые к уровню океана такие образования в подавляющем большинстве случаев лежат выше этого уровня. Самые большие низины суши по отношению к этому уровню – дно Байкала (богатое жизнью), настоящего пресного моря, превышает километр (более 1050 м).

Очевидно, даже если принять во внимание анаэробную жизнь, нигде на суше живое не достигает тех глубин планеты, которые ему доступны в гидросфере. А между тем даже те глубины лежат далеко от тепловых пределов теоретического поля жизни.

По-видимому, жизнь в глубоких слоях континентов никогда не достигает средней глубины гидросферы (3,8 км). Правда, новые исследования происхождения нефтей и сероводорода очень понижают нижнюю гранииу анаэробной жизни. Генезис этих фреатических минералов, по-видимому, является биогенным и происходит при температуре, которая заметно выше, чем на земной поверхности. Но даже если бы встреченные здесь организмы (бактерии) были термофильными организмами, они все же жили бы при температуре, близкой к 70°; это ещё очень далеко от геоизотермы в 100°.

§ 124. Мы видим, таким образом, что количество живого преобладает в гидросфере не только благодаря тому, что она по размерам своей поверхности является господствующей частью области жизни, но и потому, что жизнь в ней констатирована на всём её протяжении, в мощном слое до 10 км в пределе, в среднем в слое в 3,8 км. Между тем на суше, площадь которой составляет всего 21 % поверхности планеты, область жизни в предельных проявлениях не достигает и 1,5 км ниже земной поверхности, а в среднем образует слой в немного сотен метров. И в этом тонком слое суши, в котором встречаются живые организмы, жизнь лишь в единичных случаях спускается ниже уровня моря.

В планетном масштабе жизнь на суше оканчивается на уровне океана, в гидросфере она охватывает слой на 3,8 км ниже. 

Жизнь в гидросфере 

§ 125. Явления жизни в гидросфере, несмотря на их кажущуюся хаотичность, в действительности представляют неизменные черты, которые выдерживаются в течение всей геологической истории, начиная с археозоя. Мы должны их рассматривать как постоянные, всегда существующие и, в сущности, неизменные черты механизма всей земной коры, не только биосферы. Они во все геологические периоды удерживаются на определённых местах гидросферы, несмотря на вечную изменчивость и жизни, и океана.

Можно характеризовать этот механизм гидросферы одинаковым образом в течение всего геологического времени.

В основу его изучения должна быть положена густота жизни – выделение участков, ею обогащённых. В строении океана мы всегда можем выделить такие участки, которые я буду называть плёнками и сгущениями жизни. 

Их можно рассматривать как вторичные подразделения той земной оболочки, которую представляет гидросфера, так как они являются сплошными концентрическими её участками или могут быть таковыми в некоторые периоды её геологической истории. Плёнки и сгущения жизни, очевидно, образуют в океане области наибольшей трансформации солнечной энергии. По отношению к ним и в них должны изучаться все явления жизни океана, если мы хотим их охватить в их проявлении в истории планеты. Только при этом условии можно выяснить геохимический эффект жизни в гидросфере.

Помимо пустоты жизни, важно установить свойства плёнок и сгущений жизни:

1. По отношению к характеру их зелёного живого вещества и его в них распределению. Этим путём выделяются области гидросферы, в которых идёт создание главной части свободного кислорода планеты.

2. По отношению к распределению в них во времени и пространстве создания нового живого вещества гидросферы, т. е. хода в плёнках и сгущениях явлений размножения. Очевидно, это явление может дать количественное представление о закономерном изменении хода в них геохимической энергии, её интенсивности.

3. По отношению к геохимическим процессам в плёнках и сгущениях в связи с историей отдельных химических элементов в земной коре. Этим путём вырисовывается отражение живого вещества океана в геохимии планеты. Мы увидим, что химические функции разных плёнок и сгущений неизменны, определённы и различны.

§ 126. Как уже указано (§ 55), вся поверхность океана сплошь охвачена зелёной жизнью (планктоном). В этой области идёт выработка свободного кислорода, которым благодаря диффузии и конвекции охвачена вся масса воды океана до самых больших глубин, до самого дна.

Взятые в целом, зелёные автотрофные организмы океана сосредоточены в главной своей массе в верхней его части, не глубже 100 м. Глубже 400 м находятся в обшем только гетеротрофные животные и бактерии.

С одной стороны, вся поверхность океана является областью растительного, хлорофилллового танктона, с другой – местами выступают на первое место большие растительные организмы: морские водоросли и травы. Они наблюдаются в виде двух резко различных, хотя часто не разделяемых, типов нахождения. Мощное развитие выявляют водоросли и травы в прибрежных и мелких, вообще в морских, областях океана (прибрежные сгущения). Но местами водоросли образуют плавучие массы в открытом океане, одним из наибольших примеров которых является так называемое Саргассово море в Атлантическом океане, площадь которого превышает 100 тыс. км2 (саргассовые сгущения). 

Главная масса зелёной жизни выражена в форме микроскопических одноклеточных организмов, сосредоточенных в наибольшей своей части на поверхности океана, в планктоне.

Это должно являться следствием их большой быстроты размножения. Наблюдаемое размножение планктона отвечает величине 5, равной 250–275 см/с (эта величина может достигать тысяч сантиметров в секунду), между тем как для прибрежных водорослей эта величина достигает всего 1,5–2,5 см/с (может достигать нескольких десятков сантиметров). Если бы захват поверхности океана, – захват, отвечающий её лучистой энергии, зависел бы только от скорости 5, то планктон должен был бы занимать поверхность моря, раз в сто большую, чем большие водоросли. К порядку этой величины действительно приближается наблюдаемое распределение этих разных аппаратов образования свободного кислорода. Прибрежные водоросли могут встречаться только в более мелких участках океана8 – в областях морей. Площадь «морей»9, по Ю. Шокальскому (1917), не превышает 8% поверхности океана, но лишь очень небольшая их часть занята покровом больших водорослей и трав. Очевидно, что 8 % представляют максимальный недосягаемый предел для прибрежных водорослей. Плавающие саргассовые выделения водорослей играют ещё меньшую роль. Самое большое их скопление, Саргассово море, отвечает 0,02 % поверхности океана.

§127. Зелёная жизнь, редко видная в океане, далеко не охватывает всего проявления жизни в гидросфере. Для гидросферы чрезвычайно характерно мошное развитие гетеротрофной жизни, совершенно необычное для нас на суше. Едва ли будет ошибочным обшее впечатление, которое получается при созерцании жизни океана: по массе захваченной жизнью материи животные, а не растения занимают господствующее положение и кладут печать на все проявления сосредоточенной в нём живой природы.

Но вся эта животная жизнь может существовать только при наличии растительной жизни. Она в своём распределении теснейшим образом связана с распределением зелёной растительной жизни и с последствиями нахождения этой последней.

Тесная связь по условиям питания и дыхания разных представителей жизни как раз и вызывает образование в океане скоплений организмов, характеризующих его плёнок и сгущений жизни.

§ 128. Живое вещество составляет в обшей массе океана небольшую процентную её часть. Можно сказать, что обычно морская вода безжизненна. Даже бактерии – как автотрофные (§ 94), так и гетеротрофные, в ней всюду рассеянные, – составляют ничтожные дроби её веса.

Большие количества живых организмов наблюдаются только в плёнках и сгущениях; здесь, и то местами, они могут составлять несколько процентов веса морской воды. Обычно в «живых» плёнках и сгущениях весовой процент их содержания больше одного, может быть равен нескольким единицам.

Такие скопления жизни являются областями мощной химической активности.

Жизнь находится в вечном движении, однако в результате бесчисленных её изменений образуются в гидросфере неподвижные или почти неподвижные места скоплений, статические равновесия. Они так же постоянны и так же характерны для океана, как характерны для него морские течения.

Останавливаясь только на самых общих крупных чертах распределения жизни в океане, можно в нём выделить всего четыре статических скопления жизни: две плёнки – планктон и донную – и два сгущения – прибрежное (морское) и саргассовое.

§ 129. Основной, наиболее характерной формой концентрации жизни является верхняя тонкая живая плёнка планктона, богатого зелёной жизнью. В общем она может быть рассматриваема как покрывающая всю поверхность океана.

В планктоне преобладает временами зелёный растительный мир, но роль гетеротрофных животных организмов, обусловленных в своём бытии зелёным планктоном, является по своему конечному проявлению в химии планеты, может быть, не меньшей. Фитопланктон всегда одноклеточный, но в зоопланктоне огромную роль играют Metazoa. Metazoa господствует иногда в такой степени, в какой мы нигде этого не видим на суше.

Так, в планктоне океана временами в преобладающем количестве над другими живыми веществами наблюдаются яйца и молоки рыб, ракообразные, черви, морские звезды и т. п. В общем для микроскопического зелёного фитопланктона в среднем, по М. Йорту (Hjort), количество неделимых в кубическом сантиметре колеблется от 3 до 15; это число для всего микропланктона (в предельных числах) подымается до сотен микроскопических неделимых (А. Аллен, 1919). Число клеток фитопланктона обычно меньше числа неделимых животных (гетеротрофных) организмов. В эти числа не входят ни бактерии, ни наннопланктон. В конце концов, таким образом, надо признать, что в планктонной плёнке количество микроскопических неделимых – независимых центров передачи геохимической энергии (§ 48) – должно исчисляться сотнями, может быть тысячами, в 1 см3. По весу это рассеянное живое вещество составляет не меньше 10-4–10-3 % всей массы океанической воды (вероятно, ещё значительно больше).

Мощность этого слоя, большею частью находящегося на глубине 20–50 м, не превышает немногих десятков метров. Временами планктон поднимается к водной поверхности или опускается вниз. От этой тонкой плёнки планктона количество неделимых и вверх, и особенно вниз быстро уменьшается. Глубже 400 м обычно неделимые планктона являются чрезвычайно рассеянными.

Таким образом, в обшей массе воды океана, средняя мощность которой равна 3,8 км, а наибольшая глубина доходит до 10 км, живые организмы образуют тончайшую плёнку, в среднем составляющую п • 10-2 часть всей мощности гидросферы. В химизме океана эта его часть может рассматриваться как активная, а остальная масса воды – как биохимически слабо деятельная. 

Ясно, что планктонная плёнка является важной частью механизма биосферы, несмотря на свою тонину, подобно тому как важной частью является озоновый экран с ничтожным процентом озона.

Её площадь равняется сотням миллионов квадратных километров, а вес должен выражаться числами порядка 1015-1016 т.

§ 130. Другое сгущение – донная живая плёнка – наблюдается в морской грязи и донном слое воды, её проникающем и к ней прилежащем.

Этот тонкий слой по размерам и объёму подобен планктонной плёнке, по весу же должен быть значительно больше её.

Донная плёнка резко распадается на две части. Из них одна – верхняя – пелоген10 – находится в области свободного кислорода, на ней развивается богатая животная жизнь, в которой большую роль играют Metazoa; здесь мы наблюдаем сложнейшие соотношения между организмами биоценоза, количественная сторона которых только что ещё начинает изучаться.

Местами эта фауна достигает огромного развития. Как уже указывалось, этим путём получаются скопления на гектаре живого вещества для Metazoa бентоса одного порядка со скоплениями сухопутных растительных Metaphyta при наилучших их урожаях (§ 58).

Эти богатые жизнью грязи и связанный с ними бентос, несомненно, представляют яркие сгущения живого вещества до глубин, равных 5 км и, может быть, глубже. Только для самых больших глубин есть указания на исчезновение в них животных бентоса глубже 7 км и на значительное уменьшение числа особей с 4-6 км.

Ниже бентоса дна лежит слой грязи дна, составляющий нижнюю часть донной плёнки. В нём в огромном количестве преобладают протисты, господствующую роль играют бактерии с их огромной геохимической энергией. Только тонкая, в несколько сантиметров мощностью, верхняя часть её содержит свободный кислород; ниже лежит мощный слой грязи, переполненный анаэробными бактериями, прорываемый бесчисленными и разнообразными роюшими животными.

Здесь все химические реакции идут в резко восстановительной среде. В химии биосферы значение этого тонкого слоя огромно (§ 141). Мощность донной плёнки, считая и слои грязи, едва ли превышает 100 м; может быть, однако, она более мощна, например, в тех глубинных частях океана, где развиваются такие организмы, как морские лилии, значение которых в химических процессах Земли, по-видимому, очень велико. К сожалению, можно сейчас только условно определить толщу данной концентрации жизни в 10–60 м в среднем.

§ 131. Планктон и донная плёнка охватывают всю гидросферу. Если поверхность планктона, может быть, в общем близка к поверхности океана, т. е. равна 3,6 • 108 км2, то поверхность донной плёнки должна значительно превышать её, так как она следует всей сложности и всем неправильностям рельефа океанического дна.

К этим двум объемлющим гидросферу плёнкам присоединяются местами два других сгущения, тесно связанных в своём существовании с богатой свободным кислородом поверхностью планеты, переполненные зелёною жизнью, неотделимые от планктона сгущения жизни – прибрежные исаргассовые. 

Прибрежные сгущения иногда охватывают всю толщу воды, вплоть до донной плёнки, так как они приноровлены к более мелким участкам гидросферы.

Площадь их в обшем ни в коем случае не превышает значительно десятой части площади океана. Мощность их достигает сотен метров, в среднем, вероятно, местами доходит до 500 м, может быть, доходит до километра. Кое-где они соединяются в одну толщу с планктонной и донной плёнками.

Прибрежные усиления жизни всегда связаны с более мелкими частями океана, с морями и прибрежными его областями. Они связаны с проникновением световых и тепловых излучений Солнца, с разрушением континентов и приносом с них реками богатых органическими остатками водных растворов и взмученной пыли суши. Обшее количество этой жизни неизбежно должно быть меньше той, которая связана с планктонной или донной плёнками, так как глубины ниже 1 км немного превышают (если превышают) десятую часть океанической площади.

Частью это леса водорослей и морских трав, частью – скопления моллюсков, постройки кораллов, известковых водорослей, мшанок.

§ 132. Особое место, по-видимому, занимают саргассовые сгущения жизни, мало обращающие на себя внимания и разно объясняемые.

Они отличаются от планктонных сгущений характером фауны и флоры, а от прибрежных – тем, что независимы в своём существовании от разрушения континентов и приносимых реками созданий жизни суши. В отличие от прибрежных сгущений саргассовые являются океаническими сгущениями и наблюдаются на поверхности глубоких частей океана, вне всякой связи с бентосом и донной плёнкой.

Долгое время их рассматривали как вторичные образования, приносы ветрами и морскими течениями оторвавшихся частей прибрежных сгущений жизни. Постоянные, неизменные места их нахождения в океане казались следствием распределения ветров и течений, местами – затишья, затонов.

Эти взгляды ещё часто встречаются в научной литературе, но они резко противоречат фактам, по крайней мере для наиболее изученного и для наибольшего по размерам Саргассового моря Атлантического океана.

Мы встречаем в нём свою особую фауну и флору, указывающую на происхождение некоторых её представителей из бентоса прибрежных областей. Очень возможно, что прав Jl. Жермен (1924), связывающий её происхождение с медленным приспособлением этой фауны и флоры к новым условиям, с эволюцией прибрежного живого вещества в связи с медленным опусканием в течение хода геологического времени бывшего на месте Саргассова моря исчезнувшего континента или сети островов.

Можно ли или нельзя применить это объяснение ко всем другим многочисленным сгущениям жизни этого рода, покажет будущее. Но факт остаётся: нахождение типа сгущений жизни, богатых крупными растительными организмами, переполненных особыми животными формами, отличных от плёнок, планктонной и донной, и от прибрежных сгущений. Их точный учёт не сделан, но, по-видимому, площадь океана, ими обнимаемая, невелика, несравненно меньше площади прибрежных сгущений.

§ 133. Из этого ясно, что едва ли 2 % общей массы океана заняты сгущениями жизни. Вся остальная его масса содержит жизнь рассеянную.

Несомненно, влияние этих сгущений и плёнок жизни сильно сказывается во всей толще океана, сказывается, в частности, и в её химическом составе, и в её химических процессах, и в её газовом режиме, но находящиеся в этой толще в промежуточных слоях организмы не вносят существенных изменений даже в количественный учёт явления.

Поэтому во всём нашем дальнейшем учёте значения жизни в биосфере мы можем оставить в стороне главную массу воды океана и принимать во внимание только четыре области сгущений: планктонную и донную плёнки, прибрежные и саргассовые сгущения.

§ 134. Во всех этих биоценозах размножение идёт с перерывами во времени, с определённым ритмом. Ритм размножения отвечает ритму геохимической работы живого вещества. Ритм размножения плёнок и сгущений определяет изменения его геохимической работы для всей планеты.

Как уже указывалось, характернейшей формой обеих океанических плёнок живого вещества является преобладание в их массе протистов, организмов наиболее мелких, с максимальной быстротой размножения; едва ли когда скорость передачи жизни – величина 5 – в благоприятных нормальных условиях их существования может быть для них меньше 1000 см/с. В связи с этим это тела с наибольшей интенсивностью газового обмена, всегда пропорционального их поверхности, и проявляющие на гектаре максимальную кинетическую геохимическую энергию (§41), т. е. способные в данный срок времени дать наибольшее скопление живого вещества на гектаре и достигающие наиболее быстро предела плодородия.

По-видимому, эти быстро размножающиеся протисты различны в планктонной и донной плёнках. В донной преобладают бактерии, переполняющие огромные массы скопляющихся там неразложенных остатков более крупных организмов. В планктонной плёнке по массе охваченного ими вещества они отходят на второе место, и на первое место выступают зелёные протисты и Protozoa. 

§ 135. Protozoa планктона не являются главной составной частью животной жизни планктона; среди животных преобладают Metazoa– ракообразные, первые стадии – яйца, мальки рыб и т. п.

Темп размножения Metazoa всегда медленнее размножения Protozoa. В иных случаях скорость передачи жизни для них исчисляется в долях сантиметра в секунду. Для океанических рыб и ракообразных планктона величина 5 не падает, по-видимому, ниже немногих десятков см/с.

Огромное количество Metazoa, нередко в виде больших форм, является характерной чертой строения донной плёнки. Их размножение идёт временами ещё более медленным темпом, чем мелких организмов планктона.

Возможно, что здесь наблюдаются организмы с очень малой скоростью размножения.

Metazoa и Metaphyta характеризуют саргассовые и прибрежные сгущения; здесь протисты всякого рода в конце концов явно занимают второе место, и не они определяют темп геохимических процессов этих биоценозов.

В этих областях, особенно в прибрежных сгущениях, по мере углубления Metazoa начинают преобладать и, в конце концов, являются основными прояааениями жизни. То значение, какое они могут иметь, ясно видно на примере зарослей кораллов, гидроидов, криноидей или мшанок.

§ 136. Ход размножения – правильности его ритма – далеко не охвачен нашей научной мыслью.

Мы знаем только, что размножение не идёт беспрерывно и что в окружающем нас мире есть очень определённое, повторяющееся в тесной зависимости от астрономических явлений чередование этих явлений. Оно зависит от солнечного освешения, солнечного нагревания, от количества жизни, характера среды.

Увеличение размножения определённых организмов связано с увеличением движения тех атомов, которые необходимы для их жизни в тем большей степени, чем в большем количестве данные атомы входят в состав организма. Уменьшение размножения вызывает обратный процесс.

Сейчас наиболее ясна нам картина этого явления для планктонной плёнки.

§ 137. Для неё изменения размножения всегда ритмические. Они отвечают из года в год повторяющимся колебаниям среды жизни. Они находятся в теснейшей зависимости от ритмических движений океана. Эти движения океана – движения приливов и отливов, температуры, солёности, интенсивности испарения, освешения – все космического происхождения.

В связи с этими явлениями в известный момент весенних месяцев по всему морю разносится волна создания органического вещества в виде новых неделимых. Волна эта замирает в летние месяцы. Эта волна выявляется в ежегодном приплоде почти всех высших животных и отражается на составе планктона. «С совершенно той же неизбежностью, с какой приближается весеннее равноденствие и повышается температура, с такой же точностью масса планктонных животных и растений, обитающих в единице объёма морской воды, достигает своего годового максимума и затем вновь понижается» (Д. Джонстон, 1911). Картина, нарисованная Джонстоном, касается наших широт, но она по существу правильна для всего океана и меняется лишь в формах своего выражения.

Планктон – это биоценоз. Все организмы, из которых он состоит, тесно связаны в своём существовании одни с другими. Первенство часто наблюдается за ракообразными (Copepoda), которые питаются диатомеями, иногда и за диатомеями, как, например, в северной части Атлантического океана.

Правильный ритм наблюдается из года в год в северо-восточных морях Европы, которые хорошо изучены. В период с февраля до июня (для большинства рыб в марте – апреле) планктон переполнен рыбьей икрой. Весной, после марта, в нём кишат кремнистые диатомовые – Biddulphia, Coscinodiscus, и позднее – некоторые виды динофлагеллат. К лету количество диатомовых и пиридиней уменьшается, и на смену им приходят Copepoda и другие представители зоопланктона.

Осенью, в сентябре–октябре, наблюдается новый расцвет фитопланктона – диатомовых и пиридиней, но менее интенсивный.

Декабрь и особенно январь характерны обеднением жизни, замедлением размножения.

В наших широтах в феврале – июне, для большинства рыб – в марте – апреле планктон переполняется яйцами рыб. Весной в Северном море в нём кишат кремнистые диатомовые – Biddulphia, Coscinodiscus, летом – Rhizosolenia, осенью – другие диатомовые и пиридинеи. Первые два месяца года, январь и февраль, характерны обеднением жизни – замедлением размножения.

Смена темпа размножения – характерная и постоянная, различная для каждого организма – повторяется для каждого года с неизменной точностью, как повторяются все явления, связанные с космическими причинами.

Геохимические циклы сгущений жизни и живых плёнок гидросферы 

§ 138. Геохимически ход размножения выражается в ритмичности земных химических процессов. Каждая живая плёнка и каждое сгущение жизни есть область создания определённых химических продуктов.

Несомненно, чрезвычайно характерно для всего живого то, что химические элементы, раз попавшие в его циклы, почти из них не выходят, в них остаются вечно. Все же небольшая часть их всегда при этом выделяется в виде новых вадозных минералов, и именно она представляется нам в виде созданий химии моря. Темп размножения отражается на их выделении.

Живая планктонная плёнка есть главная область выделения самородного кислорода, создаваемого жизнью зелёных организмов; в ней сосредоточиваются соединения азота, значение которых огромно в земной химии этого элемента; она является центром создания органических соединений океанической воды. Несколько раз в течение года здесь собирается кальций в виде карбонатов и кремний в виде опалов, и в конце концов они, падая на дно, накопляются в донной плёнке. Мы видим результаты этой работы, геологически накопленной в мощных отложениях осадочных пород, в части материала меловых пород (водоросли наннопланктона, корненожки) и кремнистых отложений (диатомовые и радиолярии).

§ 139. Близки к живой планктонной плёнке по своим химическим продуктам саргасовые и частью прибрежные сгущения. Они также характерны для создания свободного кислорода, кислородных соединений азота, кислородных и азотных соединений углерода, соединений кальция. 

По-видимому, в этих местах нередко наблюдается концентрация магния, входящего в меньшей, чем кальций, но все же в яркой и заметной степени в состав твёрдых частей организмов и непосредственно переходящего этим путём в состав вадозных минералов.

Гораздо менее, чем планктонная плёнка, важны эти скопления жизни в истории кремния, хотя и здесь его круговорот через живое вещество очень интенсивен.

§ 140. В истории всех химических элементов в областях скоплений жизни имеет значение двоякого рода процесс: во-первых, прохождение данных химических элементов через живое вещество и, во-вторых, выделение их – уход из живого вещества – в форме вадозных соединений.

В общем выделение этих тел в течение короткого, например годового, цикла жизни не заметно, так как количество выходящих из жизненного круговорота в этот промежуток времени элементов ничтожно. Оно становится заметным лишь в долгие промежутки времени, даже не исторические, но геологические. Этим путём создаются в земной коре массы косного твёрдого вещества, во множество раз превышающие вес живого вещества, в данную минуту существующего на планете.

В этом отношении наблюдается большое различие между живой планктонной плёнкой и прибрежными сгущениями жизни1. В этих последних выходят из цикла жизни значительно большие количества химических элементов, чем в планктонной плёнке, и благодаря этому они оставляют больший след в строении земной коры.

Эти явления наблюдаются особенно интенсивно в нижних слоях прибрежных сгущений, около донной живой плёнки, и в их частях, прилегающих к суше или внедряющихся в неё, В этом последнем случае характерно выделение твёрдых органических соединений ужерода и азота и испарение газообразного сероводорода, связанное с уходом серы из данного участка земной коры. Этим биохимическим путём исчезают сульфаты из образующихся по краям морских бассейнов соляных озёр и заливов.

§ 141. Для прибрежных сгущений нет той резкой границы между химическими реакциями дна и поверхности моря, которая так ярка в открытом океане, где обе эти живые, химически активные плёнки отделены друг от друга огромной толщей, в несколько километров мощностью, химически инертной воды.

В прибрежных сгущениях границы между плёнками гидросферы вообще сближаются, а в мелких морях и вблизи берегов исчезают.

В этом последнем случае сливается действие всех скоплений жизни и наблюдаются области особенно интенсивной биохимической работы разного типа.

Донная плёнка есть всегда область интенсивного проявления химической работы жизни. На первое место выступают концентрации организмов, обладающих наибольшей геохимической энергией, – бактерий. Здесь вместе с тем резко меняются химические условия обычной среды, так как благодаря нахождению больших количеств жадно поглощающих свободный кислород соединений, большею частью продуктов жизни, и медленной замене свободного кислорода, идущего в поверхности океана, в донной плёнке господствует (в морской грязи) восстановительная среда. Здесь царство анаэробных бактерий. Только тонкий слой её, в несколько миллиметров мощностью, пелоген, представляет область интенсивных биохимических окислительных процессов, даюших начало нитратам и сульфатам. Он отделяет верхнее население донных сгущений жизни, подобное по химическим своим проявлениям прибрежным сгущениям, от неизвестной в других местах в биосфере восстановительной среды донной грязи.

В действительности здесь благодаря непрерывному перемешиванию грязи роющими животными постоянно нарушается равновесие между окислительной и восстановительной средой: биохимические и химические реакции идут в обе стороны, усиливая создание нестойких, богатых свободной химической энергией тел.

Вместе с тем характерной особенностью донных сгущений является постоянное отложение в них гниющих остатков погибших организмов, падающих неустанно на дно с планктонной, саргассовой, прибрежных плёнок, с промежуточных слоёв морей и океана.

Эти остатки организмов переполнены бактериями, главным образом анаэробными, и ещё более увеличивают восстановительный химический характер среды этих концентраций жизни.

§ 142. Донные концентрации жизни в связи с характером их живой материи играют совершенно особую роль в биосфере и имеют огромное значение в создании её косной материи. Ибо главные продукты их биохимических процессов, здесь образующиеся, являются в анаэробных условиях твёрдыми телами или телами коллоидальными, с ходом времени в значительной мере переходящими в твёрдые. В этих областях существуют все условия для их сохранения, так как здесь организмы по отмирании и их остатки очень быстро выходят из обычных биохимических условий тления и гниения, из условий того процесса, который в среде, содержащей кислород, в конце концов переводит значительную часть их вещества в газообразные продукты; они не окисляются (не «сгорают»).

Уже на небольшой глубине в морской грязи прекращается не только аэробная, но и анаэробная жизнь. По мере падения сверху остатков жизни и взмученных частей костной материи нижние слои морской грязи становятся безжизненными, и образованные жизнью химические тела не успевают перейти в газообразные продукты или войти в новые живые вещества. Живой слой грязи никогда не превышает немногих метров, между тем как он непрерывно растёт с поверхности. Снизу он неустанно замирает.

«Исчезание» остатков организмов, переход их в пазы, есть всегда процесс биохимический. В слоях, лишённых жизни, остатки организмов медленно меняются, переходят в течение геологического времени в вадозные твёрдые и коллоидные минералы. Продукты такого происхождения окружают нас всюду и, изменённые химическими процессами с ходом времени, в форме осадочных пород составляют поверхность планеты в несколько километров средней мощности. Они постепенно переходят в метаморфические породы, ещё больше изменяются и, попадая в области высокой температуры в магматическую оболочку Земли, входят в состав массивных, гипабиссальных пород – фреатических и ювенильных тел, вновь вступающих в биосферу с ходом времени под влиянием энергии, проявлением которой является высокая температура этих слоёв (§ 77, 78). Они вносят в эти области планеты свободную, превращённую жизнью в химическую энергию, которую зелёный организм получил некогда в биосфере в форме космических излучений, солнечных лучей.

§ 143. Поэтому живые донные плёнки в связи с прилегающими к ним прибрежными скоплениями жизни заслуживают особого внимания при учёте химической работы живого вещества на нашей планете.

Они образуют мощные, химически активные участки земной коры, действующие медленно, но в общем одинаково в течение всего геологического времени.

Распределение моря и суши на земной поверхности даёт понятие об их перемешении на ней во времени и месте.

Геохимическое значение донных, живых плёнок велико как для их окислительной верхней части (главным образом бентоса), так и для их нижних восстановительных слоёв. Оно ещё более увеличивается в тех частях, где эти плёнки сливаются с прибрежными сгущениями жизни и где к обычным для них продуктам прибавляются (выше 400 м, § 55) свободный кислород и биохимические продукты, связанные с ним и работой зелёной жизни.

В равной своей части окислительная среда донной плёнки резко сказывается в истории многих химических элементов, не только кислорода, азота илиуглерода. 

Прежде всего она совершенно меняет историю кальция на земле. Очень характерно, что кальций из всех металлов является господствующим в живом веществе. В валовом составе живого вещества он превышает 1 % по весу, а в очень многих организмах, главным образом морских, его количество превышает 10 %, и даже 20 %. Этим путём, деятельностью живого вещества, кальций в биосфере отделяется от натрия, магния, калия, железа, с которыми он связан в косной материи земной коры в общих молекулах и с которыми он сравним по своей распространённости. Кальций жизненными процессами организмов переводится в карбонаты, сложные фосфаты, значительно реже– в кальциевые оксалаты. Кальций уже в организмах приводится в форму карбонатов и сложных фосфатов, в виде несколько изменённых форм он сохраняется и в вадозных минералах биохимического происхождения.

Океан, главным образом его области донных и прибрежных сгущений жизни, является тем механизмом, который создаёт кальциевые покровы планеты, отсутствующие в ювенильных силикатных массах её коры и глубоких фреатических областях.

Ежегодно в океане откладывается не меньше 6 • 1014 г кальция в виде карбонатов. Не меньше 1018–1019г кальция находится в непрерывном круговороте в живом веществе; это составляет уже заметную часть всего кальция земной коры (около 7 • 1023 г) и очень значительную часть кальция биосферы. Кальций не только концентрируется организмами бентоса, обладающими значительной скоростью передачи жизни: моллюсками, криноидеями, морскими звёздами, водорослями, кораллами, гидроидами и другими, но и собирается протистами морской грязи, ещё больше – планктона, в том числе наннопланктона, и бактериями, обладающими максимальной для живого вещества кинетической геохимической энергией.

Путём выделения соединений кальция, образующих целые горы, участки в миллионы кубических километров объёмом, солнечная энергия жизнедеятельностью организмов определяет химию земной коры не меньше, чем разложением углекислоты и воды и созданием этим путём органических соединений и свободного кислорода.

Кальций выделяется главным образом в виде карбонатов, частью в виде фосфатов. Он приносится в океан реками с суши, где главная его часть тоже прошла (в другой форме) через наземную жизнь (§ 156).

§ 144, Помимо кальция, эти области скоплений жизни аналогичным образом влияют на историю других распространённых в земной коре элементов, несомненно: кремнияалюминия, железа, марганца, магния, фосфора. 

Многое ещё нам неясно в этих сложных природных явлениях, но общий результат – огромное значение этой живой плёнки в геохимической истории указанных элементов – является несомненным.

В истории кремния влияние донной плёнки сказывается в образовании отложений остатков кремневых организмов, частью планктонных, частью донных: радиолярий, диатомовых, морских губок. В результате образуются самые большие нам известные скопления свободного кремнезёма, в сотни тысяч кубических километров объёмом. Этот свободный кремнезём, инертный и малоизменчивый в биосфере, в метаморфической и магматической оболочках Земли благодаря своему химическому характеру свободного кислотного ангидрида является интенсивным химическим фактором, носителем свободной химической энергии.

Едва ли можно сомневаться и в другой биохимической реакции, здесь идущей, общее значение которой мы сейчас ещё не можем уяснить. Это разложение диатомовыми и, может быть, бактериями алюмосиликатов каолинового строения, ведущее, с одной стороны, к образованию указанных выше отложений свободного кремнезёма, а с другой – к выделению гидратов окиси алюминия. Этот процесс идёт, по-видимому, не только в грязи, но, судя по опытам Ж. Мёррея и Ф, Нрвина, и во взмученной глинистой мути морской воды, которая сама является результатом биохимических процессов выветривания косной материи суши.

§ 145. Вероятно, не меньше значение этих областей и связанных с ними биохимических реакций в истории железа и марганца. Несомненен результат этих реакций: образование в земной коре самых больших скоплений этих элементов, нам в земной коре известных. Таковы молодые третичные железные руды Керчи, мезозойские – Эльзас-Лотарингии. Это доказано новыми работами русских учёных (Б. В. Перфильева, В. С, Буткевича, Б. Л. Исаченко, 1926– 1927). Эти бурые железняки и богатые железом хлориты, по-видимому, несомненно, выделились в теснейшей связи с остатками организмов, но механизм процесса нам не ясен. Вероятно, мы имеем здесь дело с бактериальным процессом, по крайней мере отчасти.

На всём протяжении геологической истории, начиная с архейской эры, наблюдается повторение тех же процессов. Так образовались, например, величайшие древнейшие скопления железа в железных рудах Миннесоты.

Тот же характер имеют многочисленные руды марганца и его величайшие скопления в Закавказье, в Кутаисской губернии. Есть переходы между железными и марганцовыми рудами, и идут и сейчас на значительных протяжениях морского дна аналогичные их выделения, биохимическое, бактериальное происхождение которых чрезвычайно вероятно, если не может считаться доказанным.

§ 146. Тот же самый характер носят выделения соединений фосфора, выпадающие и ныне на морском дне при условиях, для нас не вполне ясных.

Связь их с явлениями жизни, с биохимическими процессами, несомненна, но механизм процесса точно не известен.

Несомненно, фосфор таких фосфоритовых залежей, главным образом конкреционных образований, известных на всём протяжении геологической истории, по крайней мере с кембрия,– органического происхождения. Несомненно, везде он здесь связан с морскими донными сгущениями жизни. В них же в несравненно меньших размерах фосфоритные конкреции образуются и сейчас кое-где (у Южной Африки, например) на морском дне. Несомненно, часть этого фосфора уже была концентрирована в виде фосфатов организмами при их жизни в богатых им частях тела.

Обычно, однако, фосфор организмов, столь необходимый для живого, не выходит из жизненного круговорота. Условия его выхода из цикла жизни нам не ясны, причём все указывает на то, что наряду с фосфором скелетов (твёрдых соединений кальция) в конкреции переходит и фосфор коллоидальных органических соединений, и фосфаты растворов организма.

Этот выход совершается при особых условиях гибели богатых фосфорсодержащими скелетами организмов, делающих невозможными обычные процессы изменения их тел и создающих благоприятную среду для жизнедеятельности особых бактерий.

Несомненен, во всяком случае, факт биогенного происхождения этих образований, их постоянной теснейшей связи с живой донной плёнкой и постоянного повторения аналогичных явлений в течение всего геологического времени.

Этим путём собираются самые большие концентрации фосфора, нам известные, вроде тех, какие проявляют нам третичные фосфориты Северной Африки или юго-восточных штатов Северной Америки.

§ 147. Несомненно, наши знания о химической работе живого вещества этой плёнки все ещё неполны. Ясно, что её роль значительна в истории магния, в истории бария и, должно быть, других химических элементов, как, например, ванадия, стронция или урана. Здесь мы находимся перед большой, ещё мало затронутой точным знанием областью явлений.

Ещё больше неясностей и загадок представляет другая область донной плёнки – лишённая кислорода нижняя её часть. Это область анаэробной бактериальной жизни и физико-химических явлений, связанных с проникающими её органическими соединениями. Эти соединения были созданы в другой химической среде особыми, чуждыми в обычной жизненной среде, богатой кислородом, живыми организмами.

Хотя процессы, здесь происходящие, в значительной степени остаются для нас тёмными и по отношению к целому ряду вопросов, с ними связанных, мы вынуждены делать гипотезы, мы не можем оставлять их без внимания и должны их учитывать при оценке роли живого в механизме земной коры.

Ибо два эмпирических обобщения несомненны: 1) значение этих грязевых отложении, богатых остатками организмов, в истории серы, железа, меди, свинца, серебра, никеля, ванадия, по-видимому кобальта, может быть других, более редких металлов и 2) повторяемость этого явления в разные геологические эпохи, указывающая на связь его с определёнными физико-географическими условиями замирания морских бассейнов и их биологическим характером.

§ 148. Для серы несомненно непосредственное участие в её выделении особых живых организмов – бактерий, выделяющих сероводород, разлагающих сульфаты или сложные, содержащие серу органические соединения. Выделяемый при этом сероводород вступает в многочисленные химические реакции и даёт сернистые металлы. Это биохимическое выделение сероводорода – характерное явление данной области и наблюдается непрерывно всюду в морской грязи, причём в наружных частях её он быстро биохимически окисляется вновь в сульфаты.

Биохимический характер выделения соединений других металлов неясен. Многое указывает, что железо, медь, ванадий, а может быть, и другие находящиеся здесь и соединяющиеся с серой металлы получаются разрушением организмов, ими богатых. С другой стороны, очень вероятно, что органические вещества морской грязи обладают способностью задерживать металлы, осаждать их из слабых растворов, причём сами металлы могут не иметь никакого прямого отношения к живому веществу.

Но и в том и в другом случае этого выделения металлов не было бы, если бы не было остатков жизни, т. е. если бы морская грязь не являлась в своей органической составной части продуктом живого вещества.

Мы наблюдаем сейчас такие процессы в большом масштабе в Чёрном море (выпадение сернистого железа), в малом – во множестве мест. Их широкое развитие в другие геологические периоды может быть прослежено во множестве случаев. В пермский и триасовый периоды в области Евразии были выделены этим путём из растворов или из живого вещества огромные количества меди.

§ 149. Из всего вышеизложенного ясно, что во все геологические периоды существовало то же самое распределение жизни в гидросфере и сказывалось то же самое неизменное её проявление в химии планеты. Те же самые живые плёнки, планктонная и донная, и те же морские сгущения жизни (по крайней мере прибрежное) существовали во все геологические периоды, являлись частью одного и того же непрерывно существовавшего все эти сотни миллионов лет биохимического аппарата.

Все время происходившие перемешения суши и моря вызывали смешения на поверхности планеты одних и тех же химически активных областей, образованных живым веществом, – живых плёнок и сгущений гидросферы. Они этим путём переходили, как пятна лика планеты, с одного места на другое.

Нигде мы не видим при изучении древних геологических отложений указаний на изменение такого строения гидросферы или его химических проявлений.

А между тем морфологически за этот ход времени живой мир изменился до неузнаваемости. Очевидно, это его изменение заметно не отражалось ни на количестве живого вещества, ни на его среднем валовом составе: морфологическое изменение шло в известных рамках, не нарушавших проявления жизни в химической картине планеты.

И это несмотря на то, что морфологические изменения, несомненно, были связаны с большими – в масштабе организма – нарушениями химического характера как по отношению к индивидууму, так и по отношению к виду. Создавались новые химические соединения, исчезали старые (с вымиранием видов), но это не отражалось заметно на геохимическом эффекте жизни при её изучении как планетного явления. В этом масштабе незаметно даже такое, несомненно огромное, химическое изменение в истории кальция, фосфора, может быть магния, как создание скелета Metazoa.

Очень вероятно, что в допалеозойское время организмы были лишены этого скелета; эта гипотеза, которая многими считается установленным эмпирическим обобщением, действительно, многое объясняет в палеонтологической истории органического мира.

Для того чтобы это явление не отразилось на геохимической истории фосфора, кальция, магния, необходимо допустить, что до создания скелетных Metazoa выделение схожих соединений этих элементов шло в том же масштабе жизнедеятельностью протистов, между прочим бактерий; такое выделение длится и до сих пор, но раньше оно должно было играть ещё большую и исключительную роль.

Если эти два явления, которые с точки зрения геологического времени различны, вызывают биогенную миграцию одних и тех же атомов, то морфологические изменения, хотя бы и очень значительные, могут не оказать нового влияния на геохимическую историю этих элементов. Все указывает на то, что, действительно, такое положение вешей имело место в геологической истории Земли.

Живое вещество суши 

§ 150. Совершенно иную картину, чем гидросфера, представляет суша. По существу, мы имеем здесь одну живую плёнку, которую представляют почва и населяющая её фауна и флора.

Однако среди этой единой, переполненной жизнью плёнки необходимо выделить на земной поверхности ещё водные сгущения живого вещества –водные вместилища, которые и с биохимической, и даже с чисто биологической точки зрения резко отличны от суши; геологический же их эффект явно совершенно иной.

Жизнь покрывает сушу почти сплошной плёнкой; мы находим её проявление и на сплошных ледниках и снегах, в пустынях, на высотах гор. Едва ли можно говорить о безжизненности на поверхности суши, можно говорить только о временной безжизненности, о разрежении жизни. В той или иной форме жизнь проявляется всюду. Разрежения жизни, пространства суши, ею бедные, пустыни, ледники и снежные поля, снежные горы в общей сложности едва ли составляют 10% её поверхности. Вся остальная поверхность суши является жизненной плёнкой.

§ 151. Мощность этой плёнки очень незначительна; она для сплошных лесных пространств не подымается выше нескольких десятков метров над земной поверхностью; в полях и степях она подымается на несколько метров.

Леса в экваториальных областях, где деревья достигают наибольшей высоты, образуют плёнку жизни, мощность которой 40–50 м. Самые высокие деревья, в 100 м и больше, теряются в общем облике растительности и не могут приниматься во внимание отдельно от общего её уровня.

Жизнь проникает в глубину почвы и подпочвы только на несколько метров.

Аэробная жизнь прекращается на глубине 1–5 м, анаэробная идёт в общем на несколько десятков метров.

Вглубь она нигде не идёт глубже 1-5 м, глубже слоя почвы и верхней подпочвы.

В общем на поверхности суши чередуются участки живой плёнки в десятки метров (области лесов) и в немногие метры мощностью (травяной покров).

Деятельность культурного человечества внесла в структуру этой плёнки такие изменения, каких нигде не наблюдается в гидросфере.

Эти изменения – новое явление в геологической истории планеты, ещё не учтённое в своём геохимическом эффекте. Одним из главных его проявлений является чрезвычайное уменьшение лесных пространств, т. е. более мощных частей плёнки.

§ 152. Мы сами входим в состав этой плёнки, и нам чрезвычайно ясно её изменение – в её составе и в её проявлении – в течение годового солнечного цикла.

Здесь преобладают по количеству захваченного жизнью вещества зелёные растения, и среди них травы и деревья, в животном населении – насекомые, клещи, может быть пауки. В общем при поразительном многообразии жизни океана живое вещество второго рода – звери, гетеротрофные организмы – играет подчинённую роль. Значительные части суши, тропические леса, как гилея Африки, или северная тайга, являются почти пустынями в отношении млекопитающих, птиц и других позвоночных. Членистоногие, которые для нас менее заметны, составляют очень рассеянное животное население этих мощных растительных сообществ. То, что медленно выяснилось в планктоне,–сезонные усиления и ослабления размножения – здесь общеизвестно. Жизнь замирает в наших широтах зимою, возбуждается и развивается весною. Тот же процесс идёт всюду в разных формах, в большей или меньшей яркости от полюсов и до тропиков.

Это не только явление, резко выраженное для поверхностной зелёной растительности и связанного с нею животного мира, для которого столь же характерны периодически сезонные периоды размножения. То же самое наблюдается и для почв. К сожалению, здесь вопрос мало изучен, а между тем, как мы увидим, значение почв в истории планеты гораздо большее, чем это обычно кажется.

В общем, для всех плёнок – и гидросферы, и суши – существуют регулируемые Солнцем усиления и ослабления размножения – хода геохимической энергии живого вещества, «вихрей» химических элементов, им захватываемых. Геохимические процессы пульсируют, закономерно замирают и усиливаются. 

Числовые законности, здесь явно существующие, нам совершенно не известны.

§ 153. Геохимические явления, связанные с живой плёнкой суши, чрезвычайно характерны и резко отличают её от морских плёнок.

В живой плёнке суши никогда процессы выхода химических элементов из жизненного цикла не приводят к таким скоплениям вадозных минералов, какие мы наблюдаем в морских отложениях, где ежегодно отлагаются миллионы тонн карбонатов кальция и магния (известняки и доломитизованные известняки), кремнезёма (опалы и т. п.), гидратов окиси железа (бурые железняки), водных окислов марганца (пиролюзиты и псиломеланы), сложных фосфатов кальция (фосфориты) и т. п. (§ 143). Все эти образования в огромном большинстве морского происхождения, во всяком случае водного. В живом веществе суши химические элементы не выходят в ещё более подавляющей своей части (§ 144) из жизненного цикла, чем в гидросфере. После умирания организма или отмирания его частей вещество или немедленно, без перерыва, захватывается новыми организмами, или же уходит в атмосферу в виде газообразных продуктов. Эти биогенные газы – O2, СO2, Н2O, N2, NH3... – вновь сейчас же захватываются в живое вещество его газовым обменом.

Мы имеем здесь очень совершенное динамическое равновесие, которое приводит к тому, что огромная геохимическая работа живого вещества суши оставляет после десятков миллионов лет своего существования ничтожные следы в твёрдых телах, строящих земную кору. Химические элементы живого вещества суши находятся в непрерывном движении в форме газов и живых организмов.

§ 154. Из этого динамического равновесия постоянно выходит ничтожная по весовому процентному содержанию, но выражающаяся, надо думать, ежегодно во многих миллионах тонн масса твёрдых остатков жизненного цикла суши в виде мельчайшей пыли «органического вещества» – соединений, главным образом углерода, кислорода, водорода, азота, в меньшей степени фосфора, серы, железа, кремния и т. п., которые проникают всю биосферу и в некоторой, не определимой пока части уходят из жизненного цикла, иногда надолго, на миллионы лет.

Эти органические остатки проникают всю материю биосферы, живую и косную, собираются во всех вадозных минералах, во всех поверхностных водах и реками, и атмосферными осадками сносятся в море. Их влияние в ходе химических реакций биосферы огромно и аналогично тому влиянию органических растворенных веществ природных вод, о котором упоминалось выше (§ 93). Органические остатки жизни полны – в термодинамическом поле биосферы – свободной химической энергией; по своим малым размерам они легко дают водные дисперсные системы – коллоидальные растворы.

§ 155. На суше органические остатки концентрируются в почвах, которые, однако, никак нельзя рассматривать как косную материю. В почвах живое вещество достигает нескольких десятков весовых процентов; это область наивысшей геохимической энергии живого вещества, важнейшая по своим геохимическим последствиям лаборатория идущих в ней химических и биохимических процессов.

Почва по своему значению аналогична грязевой части донной плёнки (§ 141), но в отличие от неё в почве преобладает окислительная среда. Вместо нескольких миллиметров её толщины в донной грязи мощность её здесь может превышать метр. Роющие животные и здесь являются могучим фактором её уравнивания.

Почва является областью энергичного выветривания в среде, богатой кислородом и углекислотой, которые отчасти создаются живым веществом, в ней находящимся.

Но в отличие от наземного биохимизма суши химические создания почвы не входят целиком в новые жизненные вихри элементов, выражающие, по образному выражению Ж. Кювье, сущность живого, не уходят в газовые формы вещества. Они выходят на некоторое время из цикла жизни и отражаются в другом огромном явлении планеты – в составе природной воды, в солёной воде океана.

Почва жива, пока она влажная. Её процессы идут в водной среде – в растворах или дисперсных системах.

И этим обусловливается иной характер проявления живого вещества почвы в химии планеты по сравнению с живыми организмами, на ней находящимися. В их проявлении решающую роль играет механизм воды на суше.

§ 156. Вода на суше находится в постоянном круговороте. Этот круговорот совершается энергией Солнца, его тепловыми лучами. Этим путём проявляется космическая энергия на нашей планете в не меньшей степени, чем она выявляется в геохимической работе жизни. Деятельность воды в механизме всей земной коры совершенно решающая; особенно ярка она в биосфере. Она не только составляет в среднем много более двух третей по весу живой материи (§ 109), её присутствие является необходимым условием размножения живых организмов, проявления их геохимической энергии, условием их выявления в механизме планеты.

В биосфере не только вода неотделима от жизни, но и жизнь неотделима от воды. Трудно учесть, где кончается влияние одного тела – воды – и начинается влияние другого – разнородного живого вещества.

Почва непосредственно захватывается круговоротом воды, она ею обтекается благодаря осадкам. Всюду идёт непрерывный процесс её выщелачивания, стекания по ней поверхностных вод. Они непрерывно растворяют и уносят во взмученном состоянии богатые органическими остатками её части. Состав пресной воды, таким путём связанной с почвой, непосредственно определяется химизмом почвы, является проявлением её биохимизма. Почва резко определяет таким путём в самой основной его части состав речной воды, куда в конце концов собираются все эти поверхностные воды.

Реки несут свои воды в море, и состав морской воды в его солевой части в конце концов и главным образом обусловлен ими, т. е. обусловлен химической работой почвы – её столь ещё мало нам известным биоценозом. 

На нём отражается окислительный характер среды почвы; он выражается в конечных растворимых продуктах её живого вещества. В водах рек преобладают сульфаты и карбонаты, натрий соединён с хлором. В тесной связи с биохимизмом этих элементов в почве характер их нахождений в речной воде резко отличается от твёрдых их выделений в лишённых жизни земных оболочках.

§ 157. В связи с циркуляцией воды на суше наблюдаются и другие закономерные химические проявления населяющего её живого вещества.

Жизнь, населяющая водные пространства, резко отличается по своим эффектам от жизни наземной.

Здесь мы наблюдаем во многом явления, аналогичные плёнкам и сгущениям гидросферы, здесь в меньшем масштабе можно отличить и планктонную, и донную плёнку, и сгущения, отвечающие прибрежным. Здесь, помимо окислительной среды, имеют место и химические реакции в средевосстановительной. Здесь, наконец, увеличивается выход химических элементов из жизненного круговорота и образование твёрдых продуктов, входящих позже в состав осадочных пород земной коры. И здесь, по-видимому, этот процесс выделения твёрдых продуктов связан с явлениями восстановительной среды, быстрого исчезновения кислорода, а затем и прекращения не только аэробной, но и анаэробной жизни простейших.

При таком общем сходстве геохимический эффект этого явления суши существенно отличен от наблюдаемого в гидросфере.

§ 158. Это связано с резким отличием от гидросферы водных вместилищ суши. Химическим основным различием является пресный характер главной массы воды, физическим – мелкость водовместилищ. Главная масса воды суши в области биосферы сосредоточена в лужах, озёрах и болотах, а не в реках. Благодаря мелкости бассейнов они представляют одно пресноводное сгущение жизни.

Только в пресных морях, как, например, Байкальском, мы наблюдаем раздельными живые плёнки, подобно гидросфере. Но эти глубокие озёра являются исключением.

В связи с таким характером озёр их биогеохимическая роль резко отлична от водных вместилищ океана, и прежде всего это выражается в том, что продукты выделения в пресных водных бассейнах иные. На первое место выступают соединения углерода. Хотя и кремнезём, и карбонаты кальция, и бурые окислы железа образуются в донных плёнках и связанных с ними сгущениях водоёмов суши, все же они отходят на второй план по сравнению с выделением углеродистых тел. Здесь – и только здесь – идёт в заметной степени выделение стойких вадозных углеродо-водородо-азотистых тел, бедных кислородом: всех углей и битумов. Это стойкие формы вадозных минералов, в которые переходят, выходя из биосферы, органические соединения углерода. В конечном их изменении в метаморфических областях углерод выделяется в свободной форме графита.

Причина образования стойких углеродо-азотистых тел только в пресных водовместилищах нам не ясна, но она выдерживается неизменно в течение всего геологического времени. В солёной воде моря мы сколько-нибудь их значительных скоплений не знаем. Является ли это следствием химического характера среды или строения живой природы, сказать нельзя, но и в том и в другом случае явление это связано с характером жизни.

Скопления этих органических веществ являются очагами огромной потенциальной энергии, «погребёнными лучами Солнца», по образному выражению Р. Майера, значение которых так велико в истории человека, но далеко не безразлично и в природе. Понятие о масштабе проявлений этого процесса можем получить, учтя количество известного нам каменного угля.

Возможно, что такие каменноугольные бассейны образовывались в соседстве с морями.

Мне кажется почти несомненным, что в этих же пресноводных сгущениях суши надо искать и главные места выделения жидких углеводородов – нефти, зависимость которых от скоплений жизни биосферы может считаться вполне точно установленной для главных типов нефтяных месторождений.

Связь живых плёнок гидросферы и суши 

§ 159Из предыдущего ясно, что все живое представляет неразрывное целое, закономерно связанное не только между собою, но и с окружающей косной средой биосферы.

Но наши современные знания недостаточны для получения яркой единой картины. Это дело будущего, которое объяснит и лежащие в её основе числовые соотношения.

Мы же только улавливаем самые общие контуры явления. Главнейший факт – это существование биосферы в течение всех геологических периодов, с самых древних их проявлений, с архейской эры. 

Эта биосфера в основных своих чертах представляла один и тот же химический аппарат. 

Мы видим, что неизменно в течение всего геологического времени под влиянием неуклонного тока лучистой солнечной энергии в биосфере действовал этот химический аппарат, созданный и поддерживаемый в своей деятельности живым веществом.

Этот аппарат состоит из определённых концентраций жизни, которые занимают, вечно меняясь, одни и те же места в земных оболочках, отвечающих биосфере. Эти концентрации жизни – живые плёнки и сгущения жизни – являются как бы более частными делениями земных оболочек. В общем, их концентрический характер выдерживается, хотя они никогда не дают сплошного, непрерывного покрова поверхности планеты.

Они являются областями планеты химически активными; здесь сосредоточены разнообразнейшие статические – установившиеся – системы динамических равновесии земных химических элементов. Это области, где обтекающая весь земной шар лучистая энергия Солнца принимает форму земной свободной химической энергии, причём она превращается в земную энергию в различной мере для разных химических элементов.

Существование этих областей планеты связано, с одной стороны, с той энергией, какую она получает от Солнца, а с другой – со свойствами того живого вещества, которое является аккумулятором и трансформатором этой энергии в земную химическую. Свойства и расположение химических элементов играют при этом большую роль.

§ 160. Все эти сгущения жизни теснейшим образом между собою связаны. Одно не может существовать без другого. Эта связь между разными живыми плёнками и сгущениями и неизменный их характер есть извечная черта механизма земной коры, проявлявшаяся в ней в течение всего геологического времени.

Как не было ни одного геологического периода, когда бы не было суши, так не было и такого, когда бы она одна существовала. Только в отвлечённой фантазии учёных наша планета являлась в виде сфероида, покрытого океаном, в форме «Панталассы» Э. Зюсса или в форме сухой, уравненной, мёртвой пенеплены, как её рисовал давно И. Кант и, относительно недавно, П. Лоуэлль.

Суша и океан существовали совместно, начиная с отдалённейших геологических эпох. Их существование связано с геохимической историей биосферы и является важной частью её механизма.

С этой точки зрения попытки объяснить происхождение наземных организмов из морских несостоятельны и фантастичны. Воздушная жизнь в рамках геологического времени так же стара, как и морская; её формы развиваются и изменяются, но это изменение происходит всегда на земной поверхности, а не в океанических водах.

Если бы это не было так, то был бы период революционный, период внезапного изменения механизма биосферы, который должен был бы быть обнаружен геохимическими процессами. Между тем этого нет.

С архейского периода механизм планеты и биосферы в общих чертах неизменен.

Жизнь остаётся в главных своих чертах в течение геологического времени постоянной, меняется только её форма. 

В действительности всегда на ней существовали все живые плёнки – планктонная, донная, почвенная – и все живые сгущения – прибрежные, саргассовые 1 и пресноводные.

Менялись с ходом времени – колебались – их взаимные отношения, количества связанного в них вещества. Едва ли, однако, эти изменения могли быть очень значительны, так как при неизменном или почти неизменном в течение геологического времени притоке энергии, солнечного лучеиспускания, распределение этой энергии в плёнках и сгущениях должно было быть обусловлено живым веществом, которое в нём является основной и единственной изменчивой частью в термодинамическом поле биосферы.

Но само живое вещество не является случайным созданием. Оно в себе самом также отражает солнечную энергию, как отражают её его земные концентрации.

Можно идти дальше в нашем анализе, углубиться в тот сложный механизм, который представляют собой живые плёнки и сгушения, и в те химические взаимоотношения, какие должны для них при этом выявляться. Я надеюсь в следующих очерках остановиться на этих двух проблемах – однородных живых веществах и структуре живой природы в биосфере.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. НООСФЕРА 

О НАУЧНОМ МИРОВОЗЗРЕНИИ 

§ 1. Охватить в одном общем историческом очерке развитие разнообразных наук о природе едва ли в настоящее время посильно одному человеку. Для этого не сделана ещё самая необходимая элементарная подготовительная работа; для этого требуются такие специальные знания, которые в 20 в. не могут быть уделом отдельного исследователя. Методы и традиции работы, разнообразный, нередко запутанный язык символов, неуклонно разрастающееся поле фактов, разнообразная и трудная предварительная подготовка, наконец, в некоторых областях сноровка и правильный взгляд, достигаемый только долголетней привычкой, – исключают возможность одновременно овладеть всеми этими науками, одинаково легко и полно разобраться во всех их конкретных явлениях и понять все их течения. А без этого, очевидно, нельзя дать историю развития этих областей знания, которая может быть написана только лицом, самостоятельно работавшим и мыслившим в кругу их явлений, может быть написана только специалистом.

И я, конечно, не мог иметь даже в мысли дать вам в этих лекциях связную и полную картину развития и роста физико-химических и геологических наук,– наук, которые в настоящее время составляют наиболее глубоко и стройно развитую часть учения о природе. Но в области этих наук есть некоторые более основные проблемы, есть учения и явления, есть коренные методологические вопросы, есть, наконец, характерные точки зрения или представления о Космосе, которые неизбежно и одинаковым образом затрагивают всех специалистов, в какой бы области этих наук они ни работали. Каждый из них подходит к этим основным и обшим явлениям с разных сторон, иногда касается их довольно бессознательно. Но по отношению к ним он неизбежно должен высказывать определённое суждение, должен иметь о них точное представление: иначе он не может быть самостоятельным работником даже в узкой области своей специальности.

Задачей моего курса и является дать картину исторического развития этих общих вопросов, если можно так выразиться, основных проблем современного точного описания природы. Такая задача на первый взгляд кажется неуловимой и чрезмерно широкой. Что считать за такие общие проблемы? На чём остановиться из того безграничного поля явлений, частностей и законностей, которые ежечасно и ежеминутно добываются и выковываются из материала природы тысячами научных работников, рассеянных на всём земном шаре? Неуклонно, несколько сот лет, растёт и распространяется рабочая армия науки, и с каждым годом увеличивается количество явлений, ею фиксированных, открываются все новые и новые пути в бесконечное! Мелкий факт и частное явление в исторической перспективе получают совершенно неожиданное освешение: наблюдения над ничтожными притяжениями лёгких тел нагретым или поцарапанным (натёртым) янтарём привели к открытию явлений электричества, свойства магнитного железняка дали начало учению о магнетизме, изучение мелких геометрических фигур, наблюдавшихся в природе и получавшихся в технике, вылилось в стройные законы кристаллографии и открыло перед нашим научным взором оригинальную область векториальной структуры вещества... Эти и подобные им тысячи фактов давно подавляющим образом отразились на мировоззрении исследователей природы, вылились в разные формы: из них сложились идеи и сознание единства природы, чувство неуловимой, но прочной и глубокой связи, охватывающей все её явления – идея ВселеннойКосмоса. Они нашли себе место в афоризмах натурфилософии: «Природа не делает скачков», «В Природе нет ни великого, ни малого», «В Природе нет ни начала, ни конца», «Мелкие и ничтожные причины производят в ней крупнейшие следствия»... Несомненно, среди ныне открываемых явлений и фактов или среди наблюдений, сложенных в вековом научном архиве, есть зародыши, которые в будущем разовьются в новые важные отделы знания, подобно тому как в доступной нашему взору фазе научного развития учения электричества, магнетизма, кристаллографии вытекли из изучения свойств янтаря, магнитного железняка или кристаллов. Но не дело историка их отыскивать. Историк науки, как всякий историк, имеет дело с конкретным происходившим процессом, совершавшимся во времени, и имеет задачей изучение только тех фактов и явлений, влияние которых уже проявилось. Он имеет дело с совершившимся процессом, а не с текущим явлением, в котором ни последствия, ни причины не вылились в уловимые для нашего взгляда формы. Конечно, будущий историк науки увидит эти открытые для нас зародыши или тёмные для нас нити процессов. Тогда он нарисует новую картину даже той эпохи, которая теперь как будто имеет определённое и более или менее законченное выражение.

Поясню эту мысль на недавно пережитом нами прошлом: с 60-х годов 19 столетия в области биологических наук совершился перелом благодаря проникновению в них учения об эволюции. Ещё живы лица, сознательно пережившие этот великий переворот в научном миросозерцании. Один из основателей эволюционного учения – Чарлз Дарвин1 – тогда же указал некоторых своих предшественников. До него историческая роль этих – нередко одиноких и скромных – работников была совершенно темна и не видна; с тех пор приобрели значение и осветились многие давно указанные факты и открытия, совершенно незаметные и мелкие с точки зрения господствовавших раньше воззрений. История биологических наук в области основных проблем, общих вопросов и методологических приёмов получила для нас совершенно иной облик, чем для историков науки первой половины 19 ст[олетия] – для Кювье, Бленвиля или Уэвелла. Только со второй половины прошлого века оказалось возможным проследить значение эволюционных идей в истории научной мысли, увидеть, если можно так выразиться, осязать их закономерный и своеобразный рост непрерывно в течение столетий. Но это явилось простым следствием того, что на наших глазах закончился здесь один из периодов развития научной мысли, завершился определённый, шедший во времени процесс, и историк науки, исходя из него, получил возможность проследить уходящие далеко в глубь веков его корни, восстановить постепенную картину раскрытия перед человеческим умом идей эволюции2. К прежде выведенным и историческим процессам, шедшим в биологических науках, прибавился новый: изменилось обшее его впечатление о переходной эпохе.

Историк науки должен всегда иметь, таким образом, в виду, что картина, им даваемая, неполна и ограничена: среди известного в изучаемую им эпоху скрыты зародыши будущих широких обобщений и глубоких явлений, – зародыши, которые не могут быть им поняты. В оставляемом им в стороне материале идут, может быть, самые важные нити великих идей, которые для него неизбежно остаются закрытыми и невидными. Это и понятно, так как он имеет дело с неоконченным и, может быть, с бесконечным процессом развития или раскрытия человеческого разума.

Но мало этого – историк не может выдвинуть вперёд изучение фактов или идей, по существу более важных, широких или глубоких даже в тех случаях, когда он может уловить их значение, если только эти факты не оказали ещё соответствующего влияния на развитие научной мысли. Он должен являться строгим наблюдателем происходивших процессов, он должен останавливаться только на тех явлениях, которые уже отразились определённым, явно выразившимся образом, влияние которых может быть прослежено во времени.

Так, несомненно, по существу безотносительно к историческому процессу, строение звёздного мира или миров является более глубоким и более основным вопросом, чем законы нашей планетной системы. Но в истории человеческой мысли развитие идеи о внутреннем устройстве планетной системы сыграло крупнейшую роль, оказало могущественное влияние на ход работ во всех без исключения областях знания, тогда как идеи о внутренней структуре звёздных систем до сих пор не получили точного выражения, их история кажется нам бессвязным собранием бесплодных усилий и смелых фантазий. Конечно, идеи о бесконечности мира, о безначальности звёздных миров, о подчинении их тем же законам, какие господствуют в ближайшей к нам группе небесных тел, мысли о тождественности их состава с нашей Землёй – глубоко проникли в сознание исследователей. Но внутреннее их строение, те, очевидно новые, явления, какие рисуются нам и чувствуются нами в этих наиболее широких проявлениях Космоса, ещё находятся в стадии научного зарождения, ещё ждут определённого выражения. Изучение двойных звёзд, Млечного Пути или удивительно пустых –пространств около созвездия Креста в Южном полушарии, весьма вероятно, откроет перед человеком совершенно неожиданные горизонты природы; тогда все многочисленные, веками идущие стремления, наблюдения и фантазии, связанные с этими тёмными для нас вопросами, получат новое выражение и обнаружат все своё значение. Только тогда откроется смысл процесса, несомненно происходящего в научном сознании нашего времени, но для нас тёмного и непонятного, ибо его конечный результат неизвестен нашему поколению. Когда он раскроется, то, подобно тому как некогда под влиянием эволюционных идей, изменится представление будущего историка о совершавшемся в наше время процессе научной мысли. Но в изучаемый период времени эти явления не проявили себя осязательным образом; процесс мысли, идущий в этой области, не раскрылся и не подлежит историческому изучению3.

§ 2. Возвратимся к поставленной задаче, к вопросу о том, на каких же идеях, методах или стремлениях наук можно и должно останавливаться при изучении развития не отдельной науки, а всей науки, естествознания, взятою в целом или в крупных частях. На этот вопрос, кажется мне, можно ответить точно. Область, доступная такому исследованию, определяется строго и ясно. Ибо ему подлежат только такого рода проблемы и явления, которые влияли на постепенный рост и на выяснение научного мировоззрения. Все же явления, обобщения или проблемы, которые не отразились на процессе выработки научного миросозерцания, могут быть оставлены в стороне. Они имеют значение только в истории развития отдельных научных дисциплин, отдельных наук.

Что такое «научное мировоззрение»? Есть ли это нечто точное, ясное и неизменное или медленно или быстро меняющееся в течение долгого, векового развития человеческого сознания? Какие явления и какие процессы научной мысли оно охватывает?

Несомненно, далеко не все научные проблемы и вопросы могут иметь значение для понимания законов его образования. Из множества процессов сложения научной мысли должны быть выбраны некоторые. Так, например, открытие Америки, объезд Африки, открытие Австралии имели огромное значение для научного мировоззрения, но стремление к Северному или к Южному полюсам, исследование внутренности Австралии, несмотря на крупный интерес, какой имели и имеют эти много веков идущие работы для истории развития географии, – все эти проблемы не оказали большого влияния на рост научного мировоззрения. Мы знаем, что наше мировоззрение в настоящее время не изменится – какой бы вид ни приняли в будущем карты близполярных мест,- конечно, если при этом не откроются какие-нибудь новые неожиданные явления и техника не придаст нового и крупного значения холодным и пустынным местам около полюсов. История открытий внутренности австралийского континента представляет удивительную картину человеческой энергии и научной силы, резкое и глубоко поучительное проявление научного сознания; эти открытия дали нам картину своеобразных и новых форм земной поверхности; они оставили заметный след в экономической истории человеческих обществ, благодаря нахождению исключительно богатых месторождений золота, но они не оказали уловимого влияния на наше общее научное мировоззрение. Они служат лишь лишним проявлением – среди множества других – неодолимого стремления научной мысли ввести в область своего ведения все ей доступное. Они являются одними из последних эпигонов того великого движения, которое в сознательной форме планомерно началось в Португалии, благодаря трудам принца Генриха в первой половине 15 столетия, и привело в конце концов к мировым географическим открытиям 16 в. Ещё последние кругосветные путешествия великих мореплавателей 18 столетия, исследование Азии с её древней и своеобразной культурой, отчасти картография густонаселённой Африки – более или менее сильно и могущественно отразились на нашем научном мировоззрении; но тот исторический процесс, который привёл к исследованию внутренности австралийского континента, шёл вне явлений, подлежащих нашему изучению.

То же самое можно более или менее ясно проследить и в области других наук: исторический процесс некоторых решённых в настоящее время научных вопросов может быть оставлен совсем в стороне при изучении научного мировоззрения, тогда как другие, может быть, на первый взгляд менее важные явления должны быть приняты во внимание. Это резко видно, например, на истории химических соединений. Так, открытие свойств и характера угольной кислоты – сперва в форме «лесного газа» (gas silverstre) Ван-Гельмонтом в начале 17 столетия, затем позже Блэком в середине 18 в, – получило совершенно исключительное значение в развитии нашего мировоззрения4; на ней впервые было выяснено понятие о газах. Изучение её свойств и её соединений послужило началом крушения теории флогистона и развития современной теории горения, наконец – исследование этого тела явилось исходным пунктом точной научной аналогии между животным и растительным организмами. Очевидно, процесс развития идей в связи с этим химическим соединением выступает вперёд в истории научного мировоззрения; и в то же время история огромного – почти безграничного – количества других химических тел может быть свободно оставлена в стороне, в том числе развитие наших знаний о таких важных природных группах, каковыми являются силикаты или белки.

Таким образом, далеко не все процессы развития научных идей должны подлежать изучению для выяснения развития научного мировоззрения. Но само научное мировоззрение не есть что-нибудь законченное, ясное, готовое; оно достигалось человеком постепенно, долгим и трудным путём. В разные исторические эпохи оно было различно. Изучая прошлое человечества, мы всюду видим начала или отдельные части нашего современного мировоззрения в чуждой нам обстановке и в чуждой нашему сознанию связи, в концепциях и построениях давно прошедших времён. В течение хода веков можно проследить, как чуждое нам мировоззрение прошлых поколений постепенно менялось и приобретало современный вид. Но в течение всей этой вековой, долгой эволюции мировоззрение оставалось научным.

§ 3. Весьма часто приходится слышать, что то, что научно, то верно, правильно, то служит выражением чистой и неизменной истины. В действительности, однако, это не так. Неизменная научная истина составляет тот далёкий идеал, к которому стремится наука и над которым постоянно работают её рабочие. Только некоторые, все ещё очень небольшие, части научного мировоззрения неопровержимо доказаны или вполне соответствуют в данное время формальной действительности и являются научными истинами5. Отдельные его части, комплексы фактов, точно и строго наблюдаемые, могут вполне соответствовать действительности, быть несомненными, но их объяснение, их связь с другими явлениями природы, их значение рисуются и представляются нам различно в разные эпохи. Несомненно, всегда, во всякую эпоху, истинное и верное тесно перемешано и связано со схемами и построениями нашего разума. Научное мировоззрение не даёт нам картины мира в действительном его состоянии. Оно не выражается только в непреложных «законах Природы», оно не заключается целиком в точно определённых фактах или констатированных явлениях. Научное мировоззрение не есть картина Космоса, которая раскрывается в своих вечных и незыблемых чертах перед изучающим её, независимым от Космоса, человеческим разумом. Так рисовалась картина бытия и научной работы философа-рационалиста 17 и 18 вв. и их научным последователям. Но давно уже исторический ход развития науки заставил отойти от такого резко дуалистического6, хотя иногда и бессознательного взгляда на природу. Сознательно или бессознательно современные научные работники исходят в своих исследованиях от совершенно иных представлений о характере и задачах научного мировоззрения.

Научное мировоззрение есть создание и выражение человеческого духа; наравне с ним проявлением той же работы служат религиозное мировоззрение, искусство, общественная и личная этика, социальная жизнь, философская мысль или созерцание. Подобно этим крупным отражениям человеческой личности, и научное мировоззрение меняется в разные эпохи у разных народов, имеет свои законы изменения и определённые ясные формы проявления.

В прошлые эпохи историческом жизни научное мировоззрение занимало разное место в сознании человека: временно отходило на далёкий план, иногда вновь занимало господствующее положение. В последние 5–6 столетии наблюдается неуклонно идущее все усиливающееся его значение в сознании и в жизни культурной и образованной части человечества, быстрый и живой прогресс в его построениях и обобщениях. В отдельных крупных явлениях уже достигнута научная истина, в других мы ясно к ней приближаемся, видим зарю её зарождения.

Пол влиянием таких успехов, идущих непрерывно в течение многих поколений, начинает все более укореняться убеждение в тождественности научного мировоззрения с научной истиной. Эта уверенность быстро разбивается изучением его истории.

Так мы теперь знаем, что Земля обращается вокруг Солнна вместе с другими планетами. Этот факт и бесконечное множество его следствий мы можем проверять различным образом и везде находить полное совпадение с действительностью. Это научно установленное явление кладётся в основу нашего мировоззрения и отвечает научной истине. А между тем до начала 17 столетия и даже до начала 18, до работ Коперника. Кеплера, Ньютона, могли держаться другие представления, которые входили в состав научного мировоззрения. Они были также научны, но не отвечали формальной действительности; они могли существовать только постольку, только до тех пор, пока логически выведенные из них следствия точно совпадали с известной тогда областью явлений или выводы из других научных теорий не вполне ей отвечали или ей противоречили. Долгое время после Кеплера держались картезианские воззрения, и одновременно с Ньютоном развивал свои взгляды Гюйгенс. Последние признания коперниковой системы в её новейших развитиях произошли в цивилизованном мире уже в конце 18 и даже в начале 19 столетия, когда пади последние церковные препятствия православной церкви в России* и католической в Риме7 ). Оставляя в стороне ли препятствия, вышедшие из посторонних науке соображений, мы совершенно иначе должны относиться к тем теориям, с которыми боролись Коперник, Кеплер, Ныотон и их последователи. Эти теории, так же как сама птолемеева система, из которой они так или иначе исходили, представляли строго научную дисциплину: они входили как части в научное мировоззрение. Коперник, приняв, что Земля вращается вокруг Солнца, в то же время сохранил часть эпициклов и вспомогательных кругов для объяснения движения других планет – ибо иначе он не мог объяснять факты*2). Найдя формальную истину для Земли, он в то же время мог вполне разорвать со старой теорией, противоречившей его основным положениям. Поэтому его учёные противники – Тихо Браге*3) или Клавиус*4) – имели полное право не принимать его основного положения, а, сохраняя единство понимания, пытались улучшить старинную теорию эпициклов, стараясь объяснить при этом все те точные факты, которые были выставлены, благодаря новым открытиям, Коперником и его сторонниками в защиту новой теории. Точно так же после открытия законов движения планет Кеплером, лишь в грубых чертах в то время проверенных на опыте, законы Кеплера из вполне научных соображений оставлялись в стороне великими учёными и философами 17 столетия. Их не принимали представители механического мировоззрения – Галилей8, с одной стороны, Декарт и картезианцы в широком смысле – с другой, ибо Кеплер для объяснения открытых им правильностей мог выдвинуть только духов небесных светил, целесообразно двигающих светила в небесном пространстве9. Должен был явиться Ньютон, чтобы окончательно решить с формальной точки зрения этот вопрос и сделать в науке невозможными все изменения и приспособления птолемеевой системы. И она исчезла до конца. Но было бы крупной ошибкой считать борьбу копернико-ньютоновой системы с птолемеевой борьбой двух мировоззрений, научного и чуждого науке; это внутренняя борьба между представителями одного научного мировоззрения. Для тех и для других лиц окончательным критерием, поводом к изменению взглядов служат точно констатированные факты; те и другие к объяснению природы идут путём .наблюдения и опыта, путём точного исчисления и измерения. На взгляды лучших представителей обеих теорий сознательно одинаково мало влияли соображения, чуждые науке, исходившие ли из философских, религиозных или социальных обстоятельств. До тех пор, пока научно не была доказана невозможность основных посылок птолемеевой системы, она могла быть частью научного мировоззрения. Труды лиц, самостоятельно работавших в области птолемеевой системы, поражают нас научной строгостью работы. Мы не должны забывать, что именно их трудами целиком выработаны точные методы измерительных наук. На этой теории развились тригонометрия и графические приёмы работы; приспособляясь к ней, зародилась сферическая тригонометрия; на почве той же теории выросли измерительные приборы астрономии и математики, послужившие необходимым исходным пунктом для всех других точных наук. Над этими приборами работали как раз противники коперникова мировоззрения. Не говоря уже о выдающихся трудах Тихо Браге и Бюрги10, но и менее крупные наблюдатели: Беневии (Апиан)11, Нонеус12, Клавиус и т.д. – оставили ясный след в этой области человеческого мышления. Когда теперь в музеях попадаются, к сожалению, немногие сохранившиеся приборы, связанные с системой эпициклов, с удивлением останавливаешься перед отчётливостью отделки этих измерительных аппаратов. Благодаря сознательному стремлению соединить сложность с точностью, здесь впервые выросли своеобразная современная техника научных приборов, это могущественнейшее ныне орудие всего точного знания. Наконец, научное качество работ учёных, последователей теории Птолемея, видно и в том, что на их наблюдениях в значительной степени развилось противоположное им мировоззрение: труды и методы Региомонтана13были в числе важных опорных пунктов Коперника, а Кеплер вывел свои законы, пользуясь драгоценными многолетними наблюдениями Браге и его учеников14.

Таким образом, «научное мировоззрение» не является синонимом истины точно так, как не являются ею религиозные или философские системы. Все они представляют лишь подходы к ней, различные проявления человеческого духа. Признаки научного мировоззрения совсем другие. И эти признаки таковы, что птолемеево представление о Вселенной входило, по справедливости, в состав научного мировоззрения известной эпохи и что в настоящее время в нашем научном мировоззрении есть части, столь же мало отвечающие действительности, как мало ей отвечала царившая долгие века система эпициклов. И эти, по существу, неверные звенья нашего научного мировоззрения входили в него до тех пор, пока не была доказана их невозможность, невозможность какого бы то ни было развития птолемеевой системы, как доказывал Ньютон в 1686 г. своими великими «Philosophiae Natural is Prindpia». Однако – и после того – ещё десятки лет в научной среде держались старые воззрения. Десятки лет ньютоновы идеи не могли проникнуть в общественное сознание. В английских университетах картезианство держалось 30–40 лет после издания «Principia», ещё позже проникли во Францию и Германию идеи Ньютона15.

§4. Именем научного мировоззрения мы называем представление о явлениях, доступных научному изучению, которое даётся наукой: под этим именем мы подразумеваем определённое отношение к окружающему нас миру явлений, при котором каждое явление входит в рамки научного изучения и находит объяснение, не противоречащее основным принципам научного искания. Отдельные частные явления соединяются вместе как части одного целого, и в конце концов получается одна картина Вселенной, Космоса, в которую входят и движения небесных светил, и строения мельчайших организмов, превращения человеческих обществ, исторические явления, логические законы мышления или бесконечные законы формы и числа, даваемые математикой. Из бесчисленного множества относящихся сюда фактов и явлений научное мировоззрение обусловливается только немногими основными чертами Космоса. В него входят также теории и явления, вызванные борьбой или воздействием других мировоззрений, одновременно живых в человечестве. Наконец, безусловно, всегда оно проникнуто сознательным волевым стремлением человеческой личности расширить пределы знания, охватить мыслью все окружающее.

В обшем, основные черты такого мировоззрения будут неизменны, какую бы область наук мы ни взяли за исходную – будут ли то науки исторические, естественноисторические или социальные или науки абстрактные, опытные, наблюдательные или описательные. Все они приведут к одному научному мировоззрению, подчёркивая и развивая некоторые его части. В основе этого мировоззрения лежит метод научной работы, известное определённое отношение Человека к подлежащему научному изучению явления. Совершенно так же, как искусство немыслимо без какой-нибудь определённой формы выражения, будь то звуковые элементы гармонии, или законы, связанные с красками, или метрическая форма стиха; как религия не существует без общего в теории многим людям и поколениям культа и без той или иной формы выражения мистического настроения; как нет общественной жизни без групп людей, связанных между собой в повседневной жизни в строго отграниченные от других таких же групп формы, рассчитанные на поколения: как нет философии без рационалистического самоуглубления в человеческую природу или в мышление, без логически обоснованного языка и без положительного или отрицательного введения в миросозерцание мистического элемента, так нет науки без научного метода, этот научный метод не есть всегда орудие, которым строится научное мировоззрение, но это есть всегда то орудие, которым оно проверяется. Этот метод есть только иногда средство достижения научной истины или научного мировоззрения, но им всегда проверяется правильность включения данного факта, явления или обобщения в науку, в научное мышление.

Некоторые части даже современного научного мировоззрения были достигнуты не путём научного искания или научной мысли – они вошли в науку извне: из религиозных идей, из философии, из общественной жизни, из искусства. Но они удержались в ней только потому, что выдержали пробу научного метода.

Таково происхождение даже основных, наиболее характерных черт точного знания, тех, которые временами считаются наиболее ярким его условием. Так, столь общее и древнее стремление научного миросозерцания выразить все в числах, искание кругом простых числовых отношений проникло в науку из самого древнего искусства – из музыки, исходя из неё, числовые искания проникли путём религиозного вдохновения в самые древние научные системы. В китайской науке, например в медицине16, играют определённую роль числовые соотношения, очевидно находящиеся в связи с чуждой нам формой китайской музыкальной шкалы тонов. Первые следы влияния нашей музыкальной гармонии мы видим уже в некоторых гимнах Ригведы, в которых числовые соотношения мирового устройства находятся в известной аналогии с музыкой, с песнью17. Известно, как далеко в глубь веков идёт обладание прекрасно настроенными музыкальными инструментами; вероятно, ещё раньше зарождается песня, музыкальная закономерная обработка человеческого голоса. Тесно связанная с религиозным культом, влияя на него и сама изменяясь и углубляясь под его впечатлением, быстро развивалась и укоренялась музыкальная гармония. Очень скоро и ясно были уловлены простые численные в ней соотношения. Через Пифагора и пифагорейцев концепции музыки проникли в науку и надолго охватили ее18. С тех пор искание гармонии (в широком смысле), искание числовых соотношений является основным элементом научной работы. Найдя числовые соотношения, наш ум успокаивается, так как нам кажется, что вопрос, который нас мучил, – решён. В концепциях учёных нашего века число и числовое соотношение играют такую же мистическую роль, какую они играли в древних общинах, связанных религиозным культом, в созерцании служителей храмов, откуда они проникли и охватили научное мировоззрение. Здесь ещё теперь видны и живы ясные следы древней связи науки с религией. От религии же, как и все другие духовные проявления человеческой личности, произошла наука.

Каждому известны выражения – Вселенная, Космос, Мировая гармония. В настоящее время мы соединяем с этими представлениями идею о закономерности всех процессов, подлежащих нашему изучению. Прежде понимали их совсем иначе. Наблюдая правильные – простые числовые – соотношения между гармоническими тонами музыки и производящими их предметами, полагали, что зависимость между ними сохраняется всегда: думали, что каждому двигающемуся предмету, каждому явлению, находящемуся в простых численных соотношениях с другими или образующему с ними правильную геометрическую фигуру (отдельные линии которой, как уже нашли пифагорейцы, находятся в простых численных соотношениях), соответствует свой тон, неслышный нашему грубому уху, но проникаемый нашим внутренним созерцанием. Тогда считали, что путём самоуглубления, погружения в тайники души можно слышать гармонию небесных светил, небесных сфер, всего окружающего. Известно, как глубоко такое искание и убеждение охватывало душу Кеплера, когда оно привело его к открытию его вечных законов. В глубоких и широких религиозных построениях Отцов Церкви и учёных теологов средних веков та же идея получила другое выражение: все существующие и гармонически расположенные светила поют славу Творцу, и тоны этой мировой гармонии, неслышные нам, слышны Ему наверху, а нам выражаются в закономерности и правильности окружающего нас мира. Телеологическая идея религиозного мировоззрения нашла здесь своё поэтическое и глубоко настроенное выражение. В научной области и до сих пор живо то же сознание: очень ярко его выразил типичный представитель формально дуалистического научного мировоззрения 18 столетия Лаплас, который считал возможным выразить все совершающееся в мировом порядке одной широкой, всеобъемлющей математической формулой. В «Космосе» Гумбольдта – создании той же эпохи, но более проникнутом религиозным чувством и натурфилософским созерцанием –видим мы ясное выражение того же настроения.

Оно же сказывается в существовании в науке таких числовых соотношений, по существу приблизительных, которым не находится никакого рационального объяснения, например в так называемом законе Тициуса19 о расстояниях между планетами Солнечной системы, относящихся между собой как числа довольно простой геометрической прогрессии. Между Юпитером и Марсом, вопреки этому «закону», было пустое пространство; под влиянием этих идей сюда направились искания ожидаемой там новой планеты, искания, действительно приведшие в начале 19 столетия к открытию астероидов20. Обобщения, аналогичные «закону» Тициуса, проникают во всю историю естествознания: в виде эмпирических числовых законов они господствуют в областях, связанных с молекулярными явлениями вещества. Они служат могущественным орудием работы, хотя и отбрасываются дальнейшим ходом науки: они являются простым выражением стремления к нахождению мировой гармонии. Живые и глубокие проявления этого древнего чувства видим мы во всех течениях современного научного мировоззрения.

Весьма часто приходится слышать убеждение, не соответствующее ходу научного развития, будто точное знание достигается лишь при получении математической формулы, лишь тогда, когда к объяснению явления и к его точному описанию могут быть приложены символы и построения математики. Это стремление сослужило и служит огромную службу в развитии научного мировоззрения, но привнесено ему оно извне, не вытекает из хода научной мысли. Оно привело к созданию новых отделов знания, которые едва ли бы иначе возникли, например математической логики или социальной физики. Но нет никаких оснований думать, что при дальнейшем развитии науки все явления, доступные научному объяснению, подведутся под математические формулы или под так или иначе выраженные числовые правильные соотношения: нельзя думать, что в этом заключается конечная цель научной работы.

И все же никто не может отрицать значения такого искания, такой веры, так как только они позволяют раздвигать рамки научного знания: благодаря им схватится все, что может быть выражено в математических формулах, и раздвинется научное познание. Все же явления, к которым не приложимы схемы математического языка, не изменяются от такого стремления. Об них, как волна о скалу, разобьются математические оболочки – идеальное создание нашего разума.

В одном из самых интересных и глубоких научных споров, которые происходят в наше время в области так называемых неорганических наук, – в спорах между сторонниками энергетического и механического мировоззрений, мы видим на каждом шагу чувства числовой мировой гармонии21...

§ 5. И, однако, такое проникшее извне воззрение, или убеждение, не могло бы существовать в науке, не могло бы влиять и складывать научное мировоззрение, если бы оно не поддавалось научному методу исследования. Это испытанное наукой орудие искания подвергает пробе все, что так или иначе вступает в область научного мировоззрения. Каждый вывод взвешивается, факт проверяется, и все, что оказывается противоречащим научным методам, беспошадно отбрасывается.

Понятно, что выражение явления в числе или в геометрической фигуре вполне соответствует этим основным условиям научного искания. Понятно, почему такое стремление к числу, к числовой или к математической гармонии, войдя в область научной мысли, укоренилось и развилось в ней, проникло её всю, нашло настоящее поле своего приложения.

Наиболее характерной стороной научной работы и научного искания является отношение человека к вопросу, подлежащему изучению. В этом не может быть различия между научными работниками, и все, что попадает в научное мировоззрение, так или иначе проходит через горнило научного отношения к предмету; оно удерживается в нём только до тех пор, пока оно его выдерживает.

Мы говорим в науке о строгой логике фактов, о точности научного знания, о проверке всякого научного положения опытным или наблюдательным путём, о научном констатировании факта или явления, об определении ошибки, т. е. возможных колебаний в данном утверждении. И действительно, эти черты отношения человека к предмету исследования являются наиболее характерными. Наука и научное мировоззрение являются результатом такой, ни перед чем не останавливающейся и все проникающей, работы человеческого мышления. Этим путём создалось огромное количество точно исследованных фактов и явлений. Применяя к ним логические приёмы работы как путём дедукции, так и индукции, наука постепенно уясняет, расширяет и строит своё мировоззрение.

Но это не значит, чтобы наука и научное мировоззрение развивались и двигались исключительно путём логического исследования таких фактов и явлений. Чрезвычайно характерную черту научного движения составляет то, что оно расширяется и распространяется не только путём таких логических ясных приёмов мышления.

Существуют споры и течения в научном мировоззрении, которые стремились выдвинуть тот или иной метод научной работы. Значение индуктивного метода как исключительного, единственно научного, выдвинулось как отражение философских течений в области описательного естествознания. До сих пор распространено воззрение, что только таким индуктивным путём, движением от частного к общему развивалось и росло научное мировоззрение. Крайние сторонники этого течения смотрели на применение в научной области дедукции, дедуктивного метода мышления, как на незаконное вторжение чуждых её духу элементов. Но в конце концов и этот метод в свою очередь наложил печать на некоторые вопросы и отрасли знания. Появилось деление наук на индуктивные и на дедуктивные, – деление, которое строго могло быть проведено только в немногих отдельных случаях.

В действительности спор о большем или меньшем научном значении дедуктивного или индуктивного методов имеет исключительно философский интерес. Его значение для выяснения некоторых частных вопросов теории познания не может быть отрицаемо. Но в науке концепции её движений путём индукции или дедукции не отвечают фактам, разлетаются перед исследованием хода действительно совершающегося процесса её развития.

Эти отвлечённые построения предполагаемых путей научного развития слишком схематичны и фантастичны но сравнению со сложностью действительного выяснения научных истин.

При изучении истории науки легко убедиться, что источники наиболее важных сторон научного мировоззрения возникли вне области научного мышления, проникли в него извне, как вошло в науку извне всеохватывающее её представление о мировой гармонии, стремление к числу. Так, столь обычные и более частные, конкретные черты нашего научного мышления, как атомы, влияние отдельных явлений, материя, наследственность, энергия, эфир, элементы, инерция, бесконечность мира и т. п., вошли в мировоззрение из других областей человеческого духа; они зародились и развивались под влиянием идей и представлений, чуждых научной мысли22.

§ 6. Остановлюсь вкратце на одном из них: на силе, как на причине, вызывающей движение. Не придавая понятию «сила» ничего сверхъестественного, а называя этим словом только ту энергию, которая сообщается телу и вызывает его определённое движение, мы имеем в ней дело с новым понятием, окончательно вошедшим в науку только в 18 столетии. Мы можем проследить его зарождение. Долгое время в науке господствовало убеждение, что источником движения какого-нибудь тела является окружающая его среда: она в газообразном и отчасти жидком состоянии способна по своей формепридавать телу движение – это её свойство. 

Легко понять возможность зарождения этого столь чуждого современному слуху воззрения: оно является абстрактным выражением полёта лёгких предметов по воздуху, вечно текучего (в этом представлении слышен отголосок древних воззрений) состояния воды или воздуха; они должны быть остановлены искусственно, насильственно удержаны в неподвижных рамках. Это есть результат наблюдения. В то же время некоторые формы предметов и по аналогии некоторые формы путей, описываемых предметами, считались, по существу, способными производить бесконечное движение. В самом деле, представим себе форму идеально правильного шара, положим этот шар на плоскость: теоретически он не может удержаться неподвижно и все время будет в движении. Это считалось следствием идеально круглой формы шара. Ибо чем ближе форма фигуры к шаровой, тем точнее будет выражение, что такой материальный шар любых размеров будет держаться на идеальной зеркальной плоскости на одном атоме, т. е. будет больше способен к движению, менее устойчив. Идеально круглая форма, полагали тогда – и так думали ещё Казанус (Кребс) или Коперник, – по своей сущности способна бесконечно поддерживать раз сообщённое движение. Этим путём объяснялось чрезвычайно быстрое вращение небесных сфер, эпициклов. Эти движения были единожды сообщены им Божеством и затем продолжались века как свойство идеально шаровой формы. Как далеки эти научные воззрения от современных, а между тем, по существу, это строго индуктивные построения, основанные на научном наблюдении23. И даже в настоящее время в среде учёных исследователей видим попытки возрождения по существу аналогичных воззрений24.

Понятие о силе как о причине движения, о более быстром движении при применении большего усилия, о сообщении чего-то самому двигающемуся предмету, постепенно его тратящему, – эти идеи, проникающие в современную науку, возникли в среде, ей чуждой. Они проникли в неё из жизни, из мастерских, от техников, от людей, привыкших к стрельбе и к механической работе. Абстрактные представления о движении как следствии и свойстве некоторой среды или формы не могли никогда найти там приложении.

Но они возникли одновременно и в кругу иных людей, придававших и более близкую к научным построениям форму, – в среде религиозных сект, главным обратом магических и еретических, и в среде мистических философских учений, которые издревле привыкли допускать эманации, инфлюэниии, всякого рола бестелесные влияния в окружающем нас мире. Когда в 16-17 столетиях впервые отсюда стала проникать идея силы в научную мысль, она сразу нашла себе почву применения и быстро оттеснила чужтые течения. Знаменитый спорщик и полигистор25 16 столетия Скалигер в 1557 г., излагая эти новые в науке идеи гениального учёного мистика Кардано, прекрасно выразил один источник, откуда они пришли в науку: «Ещё мальчиками, ничего не зная о писаниях философов, мы видели ответ, сила натянутой тетивы остаётся в стреле»26.

§7. Таким образом, хотя научный метод проникает всю науку и является наиболее характерным её проявлением. определяет все научное мировоззрение, но не им исключительно оно достигается и развивается. В него входят не только данные, добываемые применением к окружающему нас миру научных методов искания, но и другие положения, которые добыты человеком иным путём и имеют свою особую историю.

Научное мировоззрение развивается в тесном общении и широком взаимодействии с другими сторонами духовной жизни человечества. Отделение научного мировоззрения и науки от одновременно или ранее происходившей деятельности человека в области религии, философии, общественной жизни или искусства невозможно. Все эти проявления человеческой жизни тесно сплетены между собою – и могут быть разделены только в воображении.

Если мы хотим понять рост и развитие науки, мы неизбежно должны принять во внимание и все эти другие проявления духовной жизни человечества. Уничтожение или прекращение одной какой-либо деятельности человеческого сознания сказывается угнетающим образом на другой. Прекращение деятельности человека в области ли искусства, религии, философии или общественной жизни не может не отразиться болезненным, может быть, подавляющим образом на науке. В общем мы не знаем науки, а следовательно, и научного миросознания вне одновременного существования других сфер человеческой деятельности; и, поскольку мы можем судить из наблюдения над развитием и ростом науки, все эти стороны человеческой души необходимыдля её развития, являются той питательной средой, откуда она черпает жизненные силы, той атмосферой, в которой идёт научная деятельность.

В настоящее время, в эпоху исключительного расцвета научного мышления, эта тесная и глубокая связь науки с другими течениями духовной жизни человечества нередко забывается; приходится слышать о противоречии между научным и религиозным, между научным и философским и даже между научным и эстетическим мировоззрениями. Среди течений научного мировоззрения существуют направления, которые предполагают, что научное мировоззрение может заменить собою мировоззрение религиозное или философское; иногда приходится слышать, что роль философского мировоззрения и даже созидательная и живительная роль философии для человечества кончена и в будущем должна быть заменена наукой.

Но такое мнение само представляет не что иное, как отголосок одной из философских схем и едва ли может выдержать пробу научной проверки. Никогда не наблюдали мы до сих пор в истории человечества науки без философии и, изучая историю научного мышления, мы видим, что философские концепции и философские идеи входят как необходимый, всепроникающий науку элемент во все время её существования. Только в абстракции и в воображении, не отвечающем действительности, наука и научное мировоззрение могут довлеть сами по себе, развиваться помимо участия идей и понятий, разлитых в духовной среде, созданной иным путём. Говорить о необходимости исчезновения одной из сторон человеческой личности, о замене философии наукой или обратно, можно только в ненаучной абстракции.

В истории науки и философии уже пережит один период подобных утверждений. В течение многих веков различные формы христианских церквей выставили в культурной жизни европейских народов учение об едином религиозном мировоззрении, заменяющем вполне и исключительно все формы мировоззрений научного и философского. В результате получилась только многовековая упорная борьба людей науки с притязаниями христианских, отчасти мусульманских теологов, – борьба, в которой окончательно определилась область, подлежащая научному ведению, и в результате которой религия, несомненно, очистилась от приставших к ней исторических нарастаний, по существу ничего с ней общего не имеющих.

В самом деле, католичество в своей вековой истории не раз ставило вопрос о своём существовании в связь с тем или иным мнением об известных частях научного мировоззрения. Оно ставило в связь с религиозными догматами форму Земли, характер её движения, способ и время происхождения человека, положение его в ряду других органических существ и т.д. Проходили века, вопросы эти решались в духе, противоречащем предполагаемому conditio sine qua поп [непременному условию. – Ред.] католических догматов, и, несмотря на это, католичество не только не погибло, но стало в 19 столетии много сильнее, чем в большинстве других эпох своей вековой истории. Некоторые из этих положений, как движение и форма Земли, даже вполне уживаются со всеми учениями этой церкви и вполне ею признаны. А между тем католическая церковь – одно из наименее сговорчивых, наиболее цепких проявлений религиозного мировоззрения.

Если же мы всмотримся во всю историю христианства в связи с вековым его спором с наукой, мы увидим, что под влиянием этой последней понимание христианства начинает принимать новые формы и религия поднимается на такие высоты и спускается в такие глубины души, куда наука не может за ней следовать.

Вероятно, к тому же приведут и те настроения, какие наблюдаются в настоящее время в науке, когда наука начинает становиться по отношению к религиям в положение, какое долгое время по отношению к ней занимало христианство. Как христианство не одолело науки в её области, но в этой борьбе глубже определило свою сущность, так и наука в чуждой ей области не сможет сломить христианскую или иную религию, но ближе определит и уяснит формы своего ведения.

§8. По существу, как увидим, могущественно взаимно влияя друг на друга, все эти стороны духовной жизни человечества совершенно различны по занимаемой ими области. Такое различие не вызывает сомнений для этики, искусства или общественной жизни – по крайней мере постольку, поскольку они касаются науки. Несколько иначе обстоит дело с религией и философией. В течение вековой истории эти проявления человеческого духа давали ответы на одни и те же конкретные вопросы человеческой личности, выражали их одинаковым образом в форме логических выводов и построений.

Взаимные отношения между наукой и философией усложнились ещё более под влиянием постоянного и неизбежного расширения области, подлежащей ведению науки.

Это расширение границ научного миросозерцания является одним из наиболее характерных и наиболее важных симптомов научного прогресса. Наука неуклонно, постоянно захватывает области, которые долгие века служили уделом только философии или религии; она встречается там с готовыми и укоренившимися построениями и обобщениями, не выдерживающими критики и проверки научными методами искания. Такое проникновение науки в новые, чуждые ей раньше области человеческого сознания вызывает споры, играющие важную роль в науке, и своеобразным образом окрашивает все научное миросозерцание. Под влиянием интересов борьбы выдвигаются научные вопросы и теории, которые с точки зрения строгой логики и разумности научных построений не должны были бы иметь места в науке. Такое значение, например, имел в 17–19 столетиях в истории научного миросозерцания вопрос о дилювии, о всемирном потопе, следы которого искались в различных местах земного шара; с ним приходилось долго считаться научному мышлению. Переживания этих идей ещё не вымерли27. Трудно представить себе, чтобы этот вопрос – в той или иной форме – мог возникнуть и играть какую бы то ни было роль в науке, если бы научная мысль развивалась строго индуктивным или дедуктивным путём, вообще как-нибудь закономерно логически. Он мог только возникнуть на почве чуждого, религиозного миросозерцания. А между тем необходимость дать своим концепциям место в истории Земли заставила науку определённым образом отозваться и на сказание о всемирном потопе, существовавшее в человечестве много ранее, придала ей своеобразный отпечаток. Сперва приняв это сказание, геология подвергла его долгой критике, и, в конце концов, в научное мировоззрение вошло отрицательное отношение к этому верованию. Это отрицание держалось в науке до тех пор, пока количество накопившихся фактов и безусловное отсутствие следов всемирного потопа в земных слоях не заставили выбросить даже упоминание об этом представлении при научном изложении геологической истории земного шара. Учение это, однако, оказало глубочайшее влияние на развитие всех геологических воззрений, а споры и колебания научной мысли в области этих представлений являются одной из любопытных страниц в истории человеческого мышления.

Другой, теперь уже забытый, но чрезвычайно интересный пример того же самого явления представляет идея о единообразии вещества во всём мире. До известной степени эта идея вошла уже целиком в наше мировоззрение, и не трудно понять, как долго должна была наука бороться с ложной мыслью о различии земной и небесной материи. Исходя из религиозных воззрений, предполагали в средневековой космологии, что мир распадался на две половины – на небесную, полную совершенства, и на земную, полную несовершенства. С этой идеей, ничего не имеющей общего с наукой, должен был бороться ещё Галилей, впервые ясно и точно проведший идею о тождественности законов и вещества во всей Вселенной28.

В настоящем и прошлом научного миросозерцания мы всюду встречаем такие элементы, вошедшие в него извне, из чуждой ему среды; очень часто на чисто научной почве, научными средствами идёт в науке борьба между защитниками и противниками этих вошедших в науку извне идей. Борьба эта под влиянием интересов эпохи и благодаря тесной связи её с жизнью общества нередко получает глубокое и серьёзное значение. Такое соприкосновение с жизнью придаёт научному мировоззрению каждой исторической эпохи чрезвычайно своеобразный оттенок; на решении абстрактных и отвлечённых вопросов резко и своеобразно отражается дух времени.

Но, больше того, бывают эпохи, когда такой – по существу второстепенный – элемент приобретает подавляющее значение в научном мировоззрении. Тогда научное мировоззрение почти целиком приобретает боевой характер. Такова была борьба со схоластической теологией в раннюю эпоху Возрождения или позже в 18 в., когда в разных местах Европы шла борьба за свободу мысли против католичества и протестантских церквей, связанных с формами государственной и общественной жизни.

§ 9. На таком характере научного мировоззрения в значительной степени основано и выросло то довольно распространённое, сознательное и бессознательное убеждение, что научное миросозерцание так или иначе в будущем, хотя бы и очень отдалённом, должно заменить собой мировоззрение религиозное и философское. Это убеждение принимает иногда даже форму научного утверждения в виде многократно повторявшихся в истории мысли различных представлений и схем о закономерно сменяющих друг друга фазах и состояниях человеческого сознания, сменах различных мировоззрений. Ненаписанная история этих схем тесно связана с религиозными и философскими брожениями средневековья, с мистическими и апокалипсическими учениями о смене царств и периодов в истории человечества.

Подрывая в средние века веру в окончательное откровение истины в христианстве, в новое время – под влиянием успехов философии и науки – эти схемы получили иное содержание и вылились в 17 и 18 вв. в учения и верования о замене старых периодов религиозного сознания новым мировоззрением. В 18 в. таким новым откровением являлась философия просвешения.

В 19 столетии эго убеждение приняло форму знаменитой схемы позитивизма, – схемы, сыгравшей видную роль в истории общественных наук и не оставшейся без влияния и на научное мировоззрение. Но научное изучение точных исторических фактов показывает, что мы имеем здесь дело только с простой схемой, не отвечающей действительности, с одним из конструктивных проявлений философского сознания, очень характерных для последнего, но мало или даже совсем ничего не имеющих общего со строгим научным отношением к действительности. Аналогичные конструктивные идеи философской мысли, как понятие об эволюции и её частном проявлении – прогрессе, могли даже проникнуть из философии в научное мировоззрение и, выдержавши критику научного отношения к вопросу, оказать, сами изменившись в своём содержании и понимании, могущественное влияние на современное научное миросозерцание.

Едва ли, однако, такая судьба может ожидать и представление о смене в истории человечества различных фаз человеческого сознания. Оно слишком резко противоречит наблюдению действительного хода вешей, данным истории науки.

Не говоря уже о неизбежном и постоянно наблюдаемом питании науки идеями и понятиями, возникшими как в области религии, так и в области философии, – питании, требующем одновременной работы в этих различных областях сознания, необходимо обратить внимание ещё на обратныйпроцесс, проходящий через всю духовную историю человечества. Рост науки неизбежно вызывает в свою очередь необычайное расширение границ философского и религиозного сознания человеческого духа: религия и философия, восприняв достигнутые научным мировоззрением данные, все дальше и дальше расширяют глубокие тайники человеческого сознания.

Трудно сказать в настоящее время, большее ли поле занято наукой в тех областях человеческого мышления, в которых прежде всего царили религия или философия, или большее поле приобретено религией и философией, благодаря росту и разиитию научного миросознания. Как будто происходит один-единственный процесс, который только нами – чисто абстрактно, логически – разлагается на нераздельные по существу части. Новые завоевания и новые ступени, достигнутые в научной области, неизбежно передаются дальше тесно связанным с ней другим сторонам человеческого сознания и раздвигают их пределы. Эта мысль давно целиком вошла в научное мировоззрение нового времени, в вопросах жизненного творчества человечества как общественно-государственного, так и технического. Здесь в общее сознание давно вошло убеждение, что развитие науки раздвигает рамки жизни и составляет могущественный элемент прогресса. Те изменения, которые в самые последние века созданы как в формах общественной жизни, так и в технике, благодаря открытию паровой машины, введению электричества и т. п., служат для этого столь убедительными примерами, что сама мысль не требует дальнейшего развития.

Но то же самое наблюдаем мы и в истории философии и религии. Обе эти области человеческого сознания, как все в человечестве, не представляют чего-нибудь неподвижного, они вечно растут, изменяются.

Впрочем, надо оговориться. Создания философской мысли и религиозного созерцания не теряют при этом того своеобразного характера, который свойствен почти всем созданиям человеческого духа. На них лежит, если можно так выразиться, печать бесконечности.

§ 10. Я остановлюсь, кратко и слегка, на философии, так как область её ведения ближе к научному миросозерцанию, взаимное их влияние теснее и история философии в этом отношении изучена лучше, чем история религий. Великие создания философского мышления никогда не теряют своего значения. Рост философской мысли, исходя из положений старых систем и развивая их, в то же время как бы раскрывает в них новые и глубокие стороны, новые проявления бесконечного. Со времён Декарта создалась новая философия: она развивалась и углубляла человеческую мысль в течение последних трёх столетий необыкновенно быстро и разнообразно. И все же старые философские системы – системы Платона, Аристотеля или Плотина, с которыми нас знакомят сохранившиеся крупные произведения их авторов, – системы, не имеющие прямых сторонников и которые в силу многих своих точек зрения – научных, религиозных или философских, – являются явно ошибочными, неверными, младенческими, в конце концов открывают человечеству при дальнейшем изучении их все новые и новые явления и идеи. Они так же бесконечны и их понимание так же безгранично, как бесконечно все, к чему прикасается человеческий дух. И теперь можно вдумываться в эти системы и читать произведения древних философов, находя в них новые черты, находя в них такие отпечатки истины, такие отражения бесконечного бытия, которые нигде, кроме них, не могут быть найдены. Никогда они не могут раствориться целиком и без остатка передаться новым, на их почве народившимся созданиям человеческого мышления. Они глубоко индивидуальны и вследствие этого непроницаемы до конца; они дают постоянно новое отражение на вновь зародившиеся – хотя бы под их влиянием – запросы. Толпа индивидуальностей не уничтожит и не заменит целиком жизни, проявления и отношения к окружающему отдельной личности; потомство индивидуальностей, на них взросшее, не уничтожит и не заменит вечных и своеобразных черт своих предков.

В одной области мы давно свыклись с этим явлением – в мире искусства. В Шекспире и Данте, в великих произведениях греческой поэзии каждое поколение находит новые и новые черты; их не заменят ни приспособленные к новейшим временам подражания, ни до известной степени на них воспитанные новые создания человеческого гения. То же самое видим мы и в других областях искусства. Та новая эпоха скульптуры, зарождение которой мы, вероятно, теперь переживаем, никогда не уничтожит впечатления и влияния, какое оказывает и будет оказывать вечно юная древняя греческая пластика; точно так же новые произведения великих мастеров живописи 19 столетия не заставляют предавать забвению произведения художников 16 и 17 столетий. То же самое видно всюду в искусстве: в музыке и архитектуре, романе и драме.

И все же мы можем отрицать, что здесь происходит глубокий прогресс, идёт рост и углубление искусства; произведения новых авторов, не заменяя и не уничтожая индивидуальности древних, открывают перед нами совершенно новые области, недоступные пониманию прошлых веков и которые являются уделом новых творцов. Так постоянно создаются новые формы искусства. Поскольку можно проследить его историю, нет конца возможному расширению его области, как нет конца научно познаваемому.

История философии необыкновенно ярко выражает нам то же самое явление и потому имеет большое значение для понимания научного миросозерцания. Можно точно и определённо проследить, как границы её постоянно расширяются под влиянием роста науки, изъемлюшей из ведения философии вопрос за вопросом и в то же время позволяющей ей открывать перед человеческим сознанием все новые горизонты, новые широкие перспективы. И процесс роста метафизической мысли так же не может закончиться и получить неподвижное и застывшее выражение, как мало может закончиться область научно познаваемого. Можно исторически проследить, как расцвет новой философии в первой половине 17 в. начался лишь после того, как сложился и окончательно обозначился основной остов современного научного миросозерцания, чуждый и неизвестный всей древней философии. Новое научное мировоззрение, возникшее в 15–16 вв., требовало новой философской переработки, должно было дать начало новым построениям, ибо философские стремления являются неизбежными сторонами человеческой природы, её настроения, понимания ею мира. И оно дало их.

И в настоящее время философия, по-видимому, переживает новую переработку своих проблем под влиянием роста научного мышления в 19 в., отвоевавшего у неё области, ранее принадлежавшие ей всецело.

§ 11. Такое влияние науки неизбежно. Оно вызывается самим характером научных истин, во многом резко отличающихся от великих построений философии, произведений искусства, идеалов и концепций религии.

Признавая вечную красоту художественного произведения, мы ясно понимаем и неизбежно признаем, что отношение к ней человеческих индивидуумов может сильно колебаться. Могут существовать целые классы людей, у которых те или иные произведения искусства должны вызывать совершенно своеобразные, необычные впечатления.

Разительный пример этого представляет история музыки. У разных народов или в разные эпохи жизни одного и того же народа проявлялись в его музыке совершенно разные основные шкалы тонов. Например, в истории высоко развитой, чуждой нам музыки китайцев или японцев отсутствуют два из семи основных тонов нашей музыкальной шкалы. В этом отношении чрезвычайно поучительно то впечатление, которое производит на европейски образованных японцев наша музыка. Но и более близкая нам музыка – сложные музыкальные построения индусов – кажется нам чуждой. В истории народов резко менялись самые основные представления, как это мы видим в истории греческой музыки, где основная шкала несколько раз менялась. Найденные древние гимны кажутся нам странными и немузыкальными.

Идеал красоты в произведениях греческой пластики в значительной степени создался под влиянием строения тела арийской или семитической расы. Эти произведения не могуг вызывать то же чувство, как у нас, у чуждых по строению тела, высоко художественно развитых людей монгольской расы, тех же японцев.

Совершенно то же самое мы можем и постоянно будем наблюдать и по отношению к системам и построениям, идеалам и концепциям – религиозным и философским. Личность может отвергать некоторые из них или все. Общие, для всех равно неизбежные, основания не могут быть в них указаны. Тут до известной степени заключается объяснение необычайной силы и своеобразия в развитии этих проявлений человеческого духа, их удивительной живучести. Несомненно, между различными верованиями и между различными философскими течениями личность может делать самый широкий, неподчинённый ничьему указанию выбор, как она это делает в безграничном океане форм искусства. Долгой, многовековой, кровавой и полной страдания историей выработалось это убеждение человечества.

Последователь какого-нибудь религиозного или философского учения не может требовать, чтобы то, что считается им несомненным и неопровержимым, признавалось бы таким же и всяким другим человеком, искренно и сознательно относящимся к этим вопросам. Это implicite (завуалировано. – Ред.)признавалось даже людьми, не стоявшими на почве широкой веротерпимости и философской свободы мнений – этих великих созданий 18 столетия. Уже старинные схоластики, развивая философскую мысль путём споров-диспутов, всегда признавали, что диспут может вестись только между людьми, согласными в основных, исходных положениях. Спорить об этих основных положениях считалось бесполезным. Те разнообразные религиозные диспуты, которые играли и играют такую видную роль в истории Церкви, могут с успехом вестись только на почве согласия в основных, исходных пунктах. А это согласие не может быть достигнуто убеждением, оно требует веры.

Такой характер индивидуальной свободы в оценке этих явлений далеко не исключает их закономерного изменения во времени. Здесь на отношение человека к религиозным и философским проблемам влияет не только логическая работа его разума, но и неуловимые, трудно поддающиеся учёту другие состояния человеческой души. В долгой истории религии и философии мы видим, как верования в философские системы постепенно сменяются и исчезают, перестают находить себе последователей, как на их место выступают другие. Здесь наблюдается любопытное и глубоко поучительное углубление их, уменьшение в них антропоморфических черт. Свобода личного выбора между разными системами философии и построениями религии в значительной степени обусловливается тем, что в создании религиозных и философских концепций и построений участвует не один только человеческий разум со своими логическими законами.

В философском творчестве всегда выступает вперёд углубление человека в самого себя, всегда идёт перенос индивидуальных настроений наружу, выражение их в форме мысли. При необычайном разнообразии индивидуальностей и бесконечности окружающего мира каждое такое самоуглубление неизбежно даёт известные новые оттенки, развивает и углубляет различным образом разные стороны бесконечного. Во всякой философской системе, безусловно, отражается настроение души её создателя. Философские системы как бы соответствуют идеализированным типам человеческих индивидуальностей, выраженным в формах мышления. Особенно резко и глубоко сказывается такое их значение в даваемой ими конкретной жизненной программе, в текущем их мировоззрении. Пессимистические, оптимистические, скептические, безразличные и т. п. системы одновременно развиваются в человеческой мысли и являются результатом одного итого же устремления понять бесконечное. Такой индивидуальный оттенок философских систем ещё более усиливается благодаря мистическому настроению их созидателей, благодаря созданию концепции и исходных путей мысли под влиянием экстаза, под влиянием величайшего возбуждения всей человеческой личности. В этом заключается проявление творчества человеческой души. В истории развития человечества значение мистического настроения – вдохновения – никогда не может быть оценено слишком высоко. В той или иной форме оно проникает всю душевную жизнь человека, является основным элементом жизни. Коли бы мы когда-нибудь смогли логически разобрать художественные вдохновения гения, или конструктивное созерцание и мистические экстазы религиозных и философских строителей, или творческую интуицию учёного, мы, вероятно, смогли бы – как хотел Лаплас29 – выразить весь мир в одной математической формуле. Но эти области никогда не могли поддаться логическому выражению, войти целиком в рамки научного исследования, как никогда человек целиком не мог быть заменён простым автоматом.

Все это в ещё большей степени верно по отношению к религии. Здесь, подобно тому, как в жизни, на первое место выступают не явления мышления, а идеальные выражения глубокого чувства, принимающего более или менее общечеловеческий оттенок. Так или иначе всегда одним из основных элементов религиозного сознания являются мистическое созерцание и высокий подъём идеализированного чувства. Мы, очевидно, здесь имеем дело с чуждыми науке явлениями, которые не могут подчиниться однообразной для всех людей мерке. Благодаря этому религиозно настроенные люди постоянно выбирали все новые и новые формы выражения своего религиозного настроения. Вся история религий переполнена непрерывно возникающими и изменяющимися сектами, ересями, новыми общинами и братствами. В конце концов это стремление выразилось, наконец, в воззрении религиозных агностиков, которые допускают полнейшую индивидуализацию, полнейшее растворение религиозных верований в личности, т. е. бесконечное множество разнообразных религиозных концепций.

Как бы там ни было, никогда логический вывод из религиозных, философских или художественных созданий или их рационалистическая оценка не могут быть обязательны для человека, с ними ознакомливающегося. Искусство, религия и философия в их логическом развитии никогда не могут быть сведены к единству.

§ 12Обязательность вывода для всех без исключения людей мы встречаем только в некоторых частях мировоззрения – в областях, доступных его методам, образующих формальную действительность, хотя бы они раньше и были охвачены религиозными или философскими концепциями. И это давно уже вошло в жизненное сознание человечества. Всякому ясно, что дважды два – всегда четыре, что положения математики неизбежны для всякого логически мыслящего существа. Но то же мы видим и в более конкретных проявлениях научного мировоззрения.

Все научные положения, формально совпадающие с действительностью, являются безусловно необходимыми для всякого философского или религиозного учения, для всякого проявления человеческого сознания в тех случаях, когда оно должно считаться с ними как с реальными явлениями. Поясню эту мысль на примере и остановлюсь опять на гелиоцентрическом движении Земли. Можно считать это положение формально истинным, т. е. таким, которое отвечает научно изученному процессу.

Конечно, оно противоречит первым грубым представлениям и впечатлениям органов чувств. Мы видим движение Солнца вокруг Земли, а не Земли вокруг Солнца, мы наблюдаем плоскую поверхность нашей планеты, а не сферическую фигуру геоида. Путём медленной и тяжёлой работы человек отошёл от этого грубого представления и пришёл к мысли о сфероидальной форме Земли и о геоцентрической системе движения. Но дальнейший научный анализ даёт в наше время новую, иную картину происходящего процесса, не отвечающую обычному пониманию гелиоцентрической системы. Ныне господствующие в науке атомистические воззрения разлагают материю на кучу мельчайших частиц или правильно расположенных центров сил, находящихся в вечных разнообразных движениях. Точно так же и проникающий материю эфир постоянно возбуждается и волнообразно колеблется. Все эти движения материи и эфира нашей планеты находятся в теснейшей и непрерывной связи с бесконечным для нас мировом пространством. Такое представление, недоступное нашему конкретному воображению, вытекает из данных физики. Но все же комплекс этих движений, взятый как целое и столь отличный от нашего обычного представления о Земле, будет обращаться вокруг «Солнца» – центра других, может быть, ещё более сложных движений мельчайших частиц и точек материи. Во всех случаях, где мы имеем дело с явлениями, так или иначе входящими в область ведения наших органов чувств – прямо или косвенно, мы всегда должны считать, что то, что мы называем Землёю, вращается вокруг Солнца; будет ли «Земля» непосредственное представление или впечатление органов чувств или абстрактное построение геолога, ещё более отвлечённое создание физика или химика и т.д. – всё равно во всех случаях равным образом неизбежно допустить движение Земли вокруг Солнца, Это предложение одинаково обязательно для всех людей, и в нём нет места для согласия или несогласия. Оно обязательно для всех религиозных и философских систем, которые не могут делать в области ведения органов чувств утверждений, ему противоречащих. Даже мистические и магические течения должны считаться с этим положением, хотя они могут, придав иной смысл понятию времени, совершенно уничтожить значение этого факта в общем миросозерцании. Но для данного момента и пока вопрос касается явлений, воспринимаемых органами чувств, даже эти наиболее далёкие от точного знания области философии и религии должны считаться с научно доказанным фактом, как они должны считаться с тем, что дважды два – четыре в той области, которая подлежит ведению чувств и разума. Не касаясь, следовательно, вопроса о Ding an sich (вещь в себе – Ред.), сущности вешей и других аналогичных философских концепций, необходимо допустить, что научные факты и представления, согласные с формальной стороны с действительностью, являются так же обязательными для человеческого мышления (пока оно находится в области явлений, улавливаемых органами чувств), как обязательны для него абстрактные положения математики. Эту часть научного мировоззрения можно считать научно истинной, и такие факты являются научными истинами. 

§ 13. Подобный характер научных истин вызывает два в высшей степени важных следствия. С одной стороны, благодаря ему наука неизбежно влияет на религию и философию; в тех случаях, когда установившиеся положения религии или философии столкнутся с противоречащими им научными истинами, они не могут существовать. Религиозные и философские мыслители должны взять назад свои утверждения. Иногда это достигается углублением религиозного или философского воззрения, причём прежние слова и утверждения приобретают новый смысл. Иногда такие столкновения приводят к выработке новой философской системы или новой религиозной схемы, из которых выбрасывается противоречащее научной истине следствие. В истории человечества постоянно наблюдались оба эти течения.

Другим следствием является боевой характер научного мировоззрения, нередко отрицательная форма его утверждений; так, например, Коперник учил, что Солнце не движется, Кеплер и Галилей вводили в научное мировоззрение отрицание небесных сфер. Ещё в недавно пережитое время отрицательное учение об изменчивости естественного вида животных и растений лежало в основе зоологии и ботаники и находилось в тесной связи с борьбой идей, исходящих из философских построений и религиозных верований.

Таким образом, характер научного мировоззрения – сложный; с одной стороны, в него входят общие положения, связанные с научным представлением о Космосе, с другой – отрицания, вызванные необходимостью очистить мировоззрение от положений, достигнутых человеком иным путём и противоречащих научным данным. Но и эти отрицательные положения далеко не всегда касаются реально существующих явлений, как в только что указанных примерах движения Солнца или происхождения видов, иногда они представляют настоящие фикции, простые «предрассудки», которые исчезают через некоторое время целиком из научного мировоззрения, продержавшись в них прочно более или менее долго. Неизбежность существования в научном мире этих фикций придаёт ему ещё более меняющийся со временем отпечаток, придаёт характер, ещё более далёкий от логически ясного, хрустально простого выражения истинного представления о Космосе. Ибо несомненно, что вопросы о таких фикциях и предрассудках, их обсуждение и их оценка играют в научном мировоззрении крупнейшую роль. Дело в том, что эти фикции нередко получают форму задач и вопросов, тесно связанных с духом времени. Человеческий ум неуклонно стремится получить на них определённый и ясный ответ. Искание ответа на такие вопросы, нередко возникающие на далёкой от науки почве религиозного созерцания, философского мышления, художественного вдохновения или общественной жизни, иногда служит живительным источником научной работы для целых поколений учёных. Эти вопросы служат «лесами» научного здания, необходимыми и неизбежными при его постройке, но потом бесследно исчезающими.

При ближайшем изучении истории математики до середины 18 столетия легко убедиться в плодотворном значении вопроса о квадратуре круга для достижения научных истин. К решению этой задачи горячо стремились тысячи учёных и мыслителей, попутно сделавших при этом ряд величайших открытий; в этом стремлении они в конце концов пришли к созданию новых отделов математики, и затем – уже в 19 столетии – их работы привели к доказательству непостижимости той задачи, к которой неуклонно стремились в течение столетий30. В истории механики аналогичную роль сыграл perpetuum mobile, в химии – стремление к философскому камню, в астрономии – наблюдение над гороскопами, в физиологии – искание жизненного эликсира. Такие крупные и основные задачи, тщетность и неосновательность которых могла быть выяснена только путём долгого векового опыта, привходят в науку отчасти извне, отчасти изнутри. Они составляют крупную часть всякого научного мировоззрения и, несомненно, в значительном количестве находятся в нашем современном мировоззрении. В последнее время поднялся вопрос о том, что к числу таких великих заблуждений относятся некоторые основные черты нашего современного научного миросозерцания. Так, частью благодаря философской разработке научных данных Махом и другими теоретиками новейшей эмпирико-критической философии, частью благодаря развитию физической химии, выдвинулись в последние годы возражения против одной из основных задач современного точного знания: «все явления сводятся к движению». Ещё недавно сведение явления к движению всеми считалось основной, конечной иелью научного знания. Это стремление проникло в науку извне, из широких идей итальянской натурфилософии 16 столетия, а окончательно овладело ею в конце 18 и главным образом в первой половине 19 столетия. В настоящее время все глубже и сильнее подымаются возражения против самой этой задачи и весьма возможно, что это стремление, проникающее современное научное мировоззрение, является такой же фикцией, научно важной и полезной, как искажение perpetuum mobile или квадратура круга в прежнее время. Но пока вопрос не решён. Я остановился на нём только для того, чтобы указать на возможность существования и в нашем научном мировоззрении таких же фикций, какие бессознательно для крупнейших научных работников проникали прежние научные мировоззрения. Кеплер и Браге являлись последователями астрологии и составляли гороскопы. Бойль и Ван-Гельмонт искали философский камень, вопрос о жизненном эликсире волновал точных наблюдателей природы – иатрохимиков 17 столетия, perpetuum mobile и квадратура круга занимали многие века умы великих мыслителей и учёных, и ещё холодный мыслитель, яркий представитель механического и атеистического мировоззрения, философ

Гоббс в конце 17 столетия пытался решить вопрос о квадратуре круга31.

§ 14. Чем дальше, следовательно, мы вдумываемся в научное мировоззрение, чем глубже мы его анализируем, тем более сложным, тем более разнообразным по своему значению и составу оно нам представляется!

Тем необходимее выяснить, какие же его части отвечают формальной действительности, являются научными истинами, обязательными для всякого человека, не зависящими от хода времён, смены народов и поколений. Решение этого вопроса нередко представляет величайшие трудности, достигается годами усиленной работы и споров. Борьба научного мировоззрения с чуждыми ему понятиями, выдвинутыми философией или религией, становится поэтому ещё более трудной, упорной и страстной. Мы очень часто даже не можем считать вопрос окончательно решённым и тогда, когда научному мировоззрению удаётся окончательно изгнать противоположное мнение, когда ему удаётся временно заковать научные представления в ясные формы. История науки показывает нам, что при этом человеческая мысль весьма часто приходит к ложным выводам, которые господствуют десятилетиями. В конце 17, в самом начале 18 столетия в оптике шёл великий спор о природе света. Было выдвинуто два воззрения: одно, представителем которого в конце концов явился Ньютон, рассматривало свет как истечение из светящего тела вещества, более тонкого, чем газ, другое, главным носителем которого был Гюйгенс, считало свет проявлением колебательного движения эфира. Победило в науке учение Ньютона.

В университетах, научных руководствах и трактатах, работах и в научном мировоззрении царила всецело теория истечения, доказывалась ложность волнообразной теории32. Мы можем перечесть по пальцам тех отдельных учёных, которые придерживались противоположного мнения. Главные из них – Эйлер и Ломоносов33 1) – принадлежали к Петербургской Академии наук, но они были одиноки. Даже ученики Эйлера, как Румовский*2) и Фусс*3), не приняли странных мнений своего учителя и обходили их – при случае – молчанием. Но господствующие системы философского мировоззрения никогда не признавали теории истечения: картезианцы и последователи философии Мальбранша*4) или Лейбница*5) в этом отношении были единодушны.

Прошло сто лет, и в начале 19 столетия новые научные открытия и труды Юнга и Френеля доставили полное торжество идее волнообразного движения эфира. В этом вопросе представители философских идей были более правы, чем их противники. Победа научного мировоззрения над тогдашним философским была кажущейся. Научная истина находилась в трудах философов.

Примеры подобных ошибок постоянно наблюдаются в истории науки и заставляют осторожно и внимательно относиться к господствующему мировоззрению.

Остановлюсь ещё на одном примере, который имеет интерес современности. Знаменитый и совершенно исключительный гений – Майкл Фарадей, умерший в 1865 г., шёл к науке нередко своим особым путём в полном противоречии с господствующим научным мировоззрением. Глубоко религиозный человек, бывший всю свою жизнь последователем и пророком в радениях сандемианцев, одной из крайних пресвитерианских сект, проникнутый идеей телеологической структуры мира и единства всего окружающего, он нередко находил законности и видел взаимные соотношения там, где никто до него их не признавал и не мог их видеть, исходя из обычных научных представлений. Фарадей никогда не был последовательным ньютонианцем; он никогда не сводил все явления на движение, он был сознательным противником атомистов. Исходя из своих идей, он делал опыты и развивал взгляды, резко противоположные господствующему научному мышлению. И в ближайшее к нему время его ученики и поклонники, касаясь этих работ великого учёного, считали их следствием недостаточного математического образования Фарадея, проявлением странностей его характера, умаляющими славу этого точного экспериментатора. Прошли годы, и наши взгляды во многом изменились. Так, мы видим, как одна из этих «странных» идей Фарадея – идея о физических векторах или силовых линиях – получила в руках Максвелла блестящую математическую разработку, оказалась орудием величайшей важности. И больше того, она не сказала ещё своего последнего слова: данные кристаллографии открывают перед нами новое применение аналогичных идей к структуре вещества, – идей, которые должны в конце концов совершенно изменить наши представления о материи.

Последовательное изменение во взглядах на эти аналогичные работы Фарадея, которое мы можем проследить в его оценке у Дюма, Капа, Тиндаля в 1860-х годах, Гельмгольца в 1880-х и Томпсона в 1890-х годах, представляют любопытную схему изменения взгляда историка на недавнее прошлое, вызванное непредвиденным ходом научного развития34.

§ 15. То же видим мы на каждом шагу. Победа какого-нибудь научного взгляда и включение его в мировоззрение не доказывают ещё его истинности. Нередко видно обратное. Сложным и кружным путём развивается научная истина, и далеко не всегда научное мировоззрение служит её выражением.

Благодаря этому создаётся очень своеобразное положение, которое составляет красоту и силу научной работы и придаёт ей то высшее выражение индивидуальности, которое мы в совершенно иной форме встречаем в философии, религии, искусстве и общественной жизни. Я указывал уже на то, что, в отличие от законченных созданий этих сторон творческой деятельности человека, законченные создания науки – научные истины – являются бесспорными, неизбежно обязательными для всех и каждого. Но то научное мировоззрение, в которое входят как эти истины, так и те научные построения, которые более или менее полно представляют науку данного времени, совсем не является бесспорным.

Научное мировоззрение и данные науки должны быть доступны полнейшей критике всякого, – критике, исходящей из принципов научного исследования, опирающейся на научные истины. И здесь открывается широкое поле для проявления научной индивидуальности. До тех пор, пока данные научного мировоззрения не составляют научной истины или истинность этих данных не может быть неопровержимо доказана, они могут и должны подвергаться критике. Вся история науки на каждом шагу показывает, что отдельные личности были более правы в своих утверждениях, чем целые корпорации учёных или сотни и тысячи исследователей, придерживавшихся господствующих взглядов. Многие научные истины, входящие в состав современного научного мировоззрения, или их зародыши проповедовались в прежние века отдельными исследователями, которые находились в конфликте с современным им научным мировоззрением. Излагая историю современного нам научного мировоззрения, мы неизбежно должны касаться мыслей, идей и работ именно этих научных работников, стоявших в стороне.

Научное мировоззрение меняется с течением времени – оно не есть что-нибудь неизменное. Понятно поэтому, что только часть господствующих в данное время идей может и должна перейти в научное мировоззрение будущего. Другая часть будет создана ходом времени, и элементы этой другой части обыкновенно вырабатываются отдельными лицами или группами, стоящими в стороне от господствующего мировоззрения.

Истина нередко в большем объёме открыта этим научным еретикам, чем ортодоксальным представителям научной мысли. Конечно, не все группы и лица, стоящие в стороне от научного мировоззрения, обладают этим великим прозрением будущего человеческой мысли, а лишь некоторые, немногие. Но настоящие люди с максимальным для данного времени истинным научным мировоззрением всегда находятся среди них, среди групп и лиц, стоящих в стороне, среди научных еретиков, а не среди представителей господствующего научного мировоззрения. Отличить их ог заблуждающихся не суждено современникам.

Несомненно, и в наше время наиболее истинное, наиболее правильное и глубокое научное мировоззрение кроется среди каких-нибудь одиноких учёных или небольших групп исследователей, мнения которых не обращают нашего внимания или возбуждают наше неудовольствие или отрицание.

Это объясняется тем, что научная мысль развивается сложным путём и что для того, чтобы доказательство истины было понятно современниками, нужна долгая работа и совпадение нередко совершенно исключительных благоприятных условий. Даже истины математики проникают иногда с трудом, иногда десятками лет ждут признания.

В общем, мы постоянно видим, что много раз совершается одно и то же открытие, что оно подвергается оценке и воспринимается только после того, как несколько раз бывало отвергаемо, как негодное и неправильное.

Аппарат научного мышления груб и несовершенен: он улучшается главным образом путём философской работы человеческого сознания, здесь философия могущественным образом в свою очередь содействует раскрытию, развитию и росту науки. Понятно поэтому, как трудна, упорна и неверна, благодаря возможности ошибок, бывает борьба научного миросозерцания с чуждыми ему концепциями философии или религии даже при явном их противоречии с научно-господствующими представлениями. Ибо философия и религии тесно связаны с теми более глубокими, чем логика, силами человеческой души, влияние которых могущественно сказывается на восприятии логических выводов, на их понимании.

§ 16. Итак, современное научное мировоззрение – и вообще господствующее научное мировоззрение данного времени – не есть maximum раскрытия истины данной эпохи. Отдельные мыслители, иногда группы учёных достигают более точного её познания, но не их мнения определяют ход научной мысли эпохи. Они чужды ему. Господствующее научное мировоззрение ведёт борьбу с их научными взглядами, как ведёт оно её с некоторыми религиозными и философскими идеями. И это борьба суровая, яркая и тяжёлая.

В истории науки мы постоянно видим, с каким трудом и усилием взгляды и мнения отдельных личностей завоёвывают себе место в общем научном мировоззрении. Очень многие исследователи гибнут в этой борьбе. Иногда они только после смерти находят себе правильное понимание и оценку; долго спустя их идеи побеждают чуждые представления.

В относительно недавнее время – в 1830-1840-х голах – идеи о сохранении энергии встретили вначале суровое отношение современников; самый важный научный журнал «Annalen d. Phisik u. Chemie» последовательно не принял возвещавшие им мемуары Море, Р. Майера и Гельмгольца35. Роберт Майер натолкнулся на массу неприятностей и тяжёлых впечатлений, которые не прошли даром для его нервной, впечатлительной натуры.

Мы на каждом шагу видим в научном мировоззрении отражение борьбы, т. е. проявление оценки взглядов и идей, которые хотя и возникают в научной среде, но стоят в стороне от обычного её русла. На каждом шагу видно влияние отдельных личностей и борьбы с ними. На этом зиждятся рост и прогресс научного мышления.

§ 17. Наконец, в господствующем мировоззрении отражаются условия внешней среды, в которой идёт научная деятельность – характер и строй общественного устройства, организация научного преподавания, состояние техники данной местности и данного времени и т.д. Все эти побочные условия привносят с собою новые идеи, расширяют границы нового искания и определённым образом вызывают к себе то или иное отношение научно мыслящих людей.

Организация Церкви и университетов могущественно отразилась на тех вопросах, которые возникали в науке в средние века. Борьба рабочего сословия, рост капиталистических предприятий выдвинули перед экономической наукой новые вопросы и придали некоторым чертам современного научного мировоззрения особенно жизненный отпечаток интересов дня. В науках общественных и экономических постоянно весь кругозор науки расширялся неизбежно в связи с расширением и изменением общества и государства, служащих предметом их изучения. Эти отражения внешней среды должны постоянно быть принимаемы во внимание при изучении научной мысли.

Итак, мы видим, до какой степени сложно то состояние мысли, изучение истории которого мы имеем в виду. Оно представляет нечто изменчивое, колеблющееся, непрочное.

Научное мировоззрение не есть научно истинное представление о Вселенной – его мы не имеем. Оно состоит из отдельных известных нам научных истин, из воззрений, выведенных логическим путём, путём исследования материала, исторически усвоенного научной мыслью, из извне вошедших в науку концепций религии, философии, жизни, искусства, – концепций, обработанных научным методом; с другой стороны, в него входят различные чисто фиктивные создания человеческой мысли – «леса» научного искания. Наконец, его проникает борьба с философскими и религиозными построениями, не выдерживающими научной критики; эта борьба иногда выражается даже в форме мелочных – с широкой точки зрения учёного – проявлений. Научное мировоззрение охвачено борьбой с противоположными новыми научными взглядами, среди которых находятся элементы будущих научных мировоззрений, в нём целиком отражаются интересы той человеческой среды, в которой живёт научная мысль. Научное мировоззрение, как и все в жизни человеческих обществ, приспособляется к формам жизни, господствующим в данном обществе.

Но при всём этом мы должны помнить, что научное мировоззрение могущественно влияет на все формы жизни, мысли и чувства человека и заключает в себе единственные проявления истины, которые для всех времён и для всех людей являются бесспорными. Но определить, какие черты научного миросозерцания истинны, нередко трудно и почти безнадёжно.

При таких условиях нельзя говорить об одном научном миросозерцании; исторический процесс заключается в его постоянном изменении, и это изменение научного миросозерцания в целом или в частностях составляет задачу, которую должна иметь в виду история науки, взятой в целом, история естествознания или крупных его частей.

§ 18. Для изучения этого изменения надо иметь твёрдые опорные пункты. Исходя из современного научного мировоззрения, для его понимания необходимо проследить его зарождение и развития.

Но предварительно необходимо остановиться ещё на одном довольно важном обстоятельстве. Неустойчивость и изменчивость научного мировоззрения чрезвычайны; научное мировоззрение нашего времени мало имеет общего с мировоззрением средних веков. Очень мало научных истин, неизменных и идентичных, которые бы входили в оба эти мировоззрения. А между тем можно проследить, как одно произошло из другого, и в течение всего это процесса, в течение всех долгих веков было нечто общее, оставшееся неизменным и отличавшее научное мировоззрение как средних веков, так и нашей эпохи от каких бы то ни было философских или религиозных мировоззрений.

Это обшее и неизменное есть научный метод искания, есть научное отношение к окружающему. Хотя они также подвергались изменению во времени, но в общих чертах они остались неизменными; основы их не тронуты, изменения коснулись приёмов работы, новых проявлений скрытого целого.

То же видно в искусстве; например, в стихе мы имеем определённые ритмические формы: в течение веков открылись новые внешние формы стиха, появились новые типы поэтических произведений, получились новые сюжеты. Но все же между древней гомеровой поэмой и последними произведениями новейшей поэзии – даже учёными и сухорационалистическими произведениями декадентства – есть нечто общее: стремление к ритму, к поэтической картине, к связи формы и содержания в целом.

Точно так же и в научных мировоззрениях улучшились и создались новые приёмы мышления, углубилось понимание научного отношения, но то и другое от века существовало в науке: оно создало в своеобразных формах проявления как средневекового научного мировоззрения, так и научную мысль нашего времени. Понятно поэтому, что в истории научного мировоззрения история методов искания, научного отношения к предмету, как в смысле техники ума, так и техники приборов или приёмов, занимает видное место по своему значению и должна подлежать самому внимательному изучению.

§ 19. Ограничив, таким образом, нашу задачу изучением развития современного научного мировоззрения, мы невольно сейчас же задаёмся вопросом о способах изучения его истории.

Можно приступить к ней различным образом. Можно пытаться найти общие законы, которые руководят изменением научного мировоззрения, и затем на основании их выяснить себе глубже и яснее это проявление духовной деятельности человека. Эти законы тесно связаны с законообразностью, наблюдаемой в развитии отдельных наук. Они, вероятно, исходят или из характера человеческого разума, или из законов общественной психологии.

Так, например, в истории науки мы нередко видим многократное открытие одного и того же явления, повторение одних и тех же обобщений. В этих открытиях видны одни и те же черты, иногда они до мелочей повторяют друг друга, а между тем в них не может быть и речи о каких бы то ни было заимствованиях1.

Изучение рукописей Леонардо да Винчи, умершего в 1519г., открытых вновь в конце 18 – начале 19 столетия, указало, что в них изложены многие идеи, которые получили своё развитие в 17–19 столетиях при условиях, когда ни о каких заимствованиях из Леонардо не могло быть и речи. Его рисунки турбин, подводных судов, парашютов и т. п. предваряют аппараты, иногда даже в деталях, вновь созданные человеческим гением много столетий спустя. У него мы находим рисунки наклонной плоскости, напоминающие идеи, развитые столетие спустя фламандцем Стевином. Точно так же в его аппаратах и проектах опытов в других областях физических дисциплин удивительным образом намечаются опыты позднейших исследователей: так, предвидятся эксперименты в области трения Кулона, конца ХVIII столетия, и д’Амон-тона, конца 17 столетия. В рукописях Леонардо собраны почти неотделимые от нас его собственные идеи и эксперименты, записи традиций современных ему практиков и выписки из трудов многих забытых учёных и исследователей старого времени или его современников. Исследование их открыло перед нами удивительную картину состояния мысли отдельных исследователей конца 15 – начала 16 столетия. Мы на каждом шагу видим здесь воспроизведёнными и как бы провиденными разнообразные мелкие и крупные открытия и обобщения 17– 19 вв. Мы видим здесь то брожение мысли, которое подготовляет будущее науки2.

Точно то же встречает нас на каждом шагу в истории науки. В древних японских хирургических и особенно гинекологических инструментах мы видим иногда до мелочей повторение того, что было независимо создано в Европе в эпоху, когда ни о каких сношениях европейцев и японцев не могло быть речи3. Древние культурные народы Средней Америки племени майя достигли путём астрологических наблюдений того же летосчисления, как культурные племена Европы и Америки. Их год совпадал точнее с астрономическим, чем календарь уничтоживших их цивилизацию испанцев4. Но и здесь все попытки найти сношения между этими столь разными культурами были напрасны. Одинаковые результаты достигнуты независимо.

В более новое время мы видим, как постоянно одно и то же открытие, одинаковая мысль вновь зарождаются в разных местах земного шара, в разные эпохи, без какой бы то ни было возможности заимствования.

Изучение подобного рода явлений, несомненно, открывает нам общие черты, свойственные научному творчеству, указывает его законы и, таким образом, заставляет нас глубоко проникать в изучение психологии научного искания. Оно открывает нам как бы лабораторию научного мышления. Оказывается, что не случайно делается то или иное открытие, так, а не иначе строится какой-нибудь прибор или машина. Каждый прибор и каждое обобщение являются закономерным созданием человеческого разума; при новом воспроизведении, иногда столетия спустя, в новой среде в них повторяются те же самые черты, они создаются одинаковым образом. В истории науки мы постоянно видим это явление, ибо почти всякая часть нашего научного мировоззрения открывалась и вновь забывалась в течение его векового развития.

§ 20. Та же самая задача может быть изучаема и другим путём. Мы постоянно наблюдаем в истории науки, что та или иная мысль, то или иное явление проходят незамеченными более или менее продолжительное время, но затем при новых внешних условиях вдруг раскрывают перед нами неисчерпаемое влияние на научное миросозерцание. Так было с идеей эволюции до Дарвина; идеи Ламарка не имели в своё время научного значения; они были забыты до 1860-х годов, а между тем мы видим, как они с тех пор неуклонно влияют на научную мысль. В чём заключается причина или причины их долгого непонимания?

Только долго [спустя] после смерти Лобачевского (ум. 1856)5 его создания были поняты и оказали до сих пор чувствуемое влияние на науку и философию. Мэйо в 1668 г. открыл кислород и точно и ясно описал его свойства; только через 120 лет, в конце 18 в., это открытие было правильно понято, хотя работа его никогда не была забыта и не исчезала из обращения6. Стенон в 1669 г. дал основные методические приёмы геологических исследований, но цитируемая и читаемая в течение 16 и 18 столетий работа его была оценена только тогда, когда в конце 18 в. вновь были открыты те же основные положения.7 Можно было бы без конца умножать эти примеры. Имена учёных, труды которых были встречены с пренебрежением при их жизни и оценены много позже, иногда долго спустя после их смерти, очень многочисленны. Достаточно вспомнить Лорана, Жерара, Грассманов. отца и сына, Сте-нона, Гюйгенса, Леблана, Гесселя, Майера и т.д.

Из этих примеров ясно, что недостаточно, чтобы истина была высказана или чтобы явление было доказано. Их понимание, проникновение ими человеческого разума зависит от других причин, одна хрустальная ясность и стройность, строгость доказательств недостаточны. Условия внешней социальной среды, состояния техники, настроения и привычки мыслящих людей науки должны быть при этом принимаемы во внимание. Опять перед нами стоит тот же вывод, опять мы сталкиваемся со сложностью объекта исследования. Научное мировоззрение не есть абстрактное логическое построение. Оно является сложным и своеобразным выражением общественной психологии.

Соответственно с этим в его истории мы наблюдаем и обратные течения. Научная истина или точно доказанный, не противоречащий современному мировоззрению факт или обобщение, войдя уже в научное мировоззрение, иногда через некоторое время из него теряются, заменяются ложным или явно противоречащим более развитому научному мировоззрению фактом или положением. Происходит регресс научного знания, в более или менее ясной форме постоянно наблюдавшийся и наблюдающийся в крупном и мелком в истории научного мышления. Так сменилось представление о шаровой форме Земли представлением о плоском земном острове, многие века царившем в византийской науке и одно время явившемся частью господствующего научного мировоззрения. Гелиоцентрические системы Вселенной, к которым все время склонялись Платон и его последователи, были окончательно вытеснены из научного мировоззрения античного мира и средних веков геоцентрическим представлением. Открытые в 17 столетии и вошедшие в то время в научную мысль основные законы кристаллографии были заменены в 18 в. чуждыми и ложными представлениями о кажущейся правильности геометрических форм кристаллических тел8. Они были усвоены и добыты вновь в конце 18 – начале 19 столетия. Когда в 17 в. величайший гений всех времён и народов Галилей открыл свои бессмертные законы движения и положил начало динамике, его научные противники Беригар (Беригуарди) и Барди указывали, что Галилей повторяет то, что давно известно в школах и сочинениях некоторых схоластических учёных9. Их указания были долго встречаемы с недоверием и не были оценены в истории развития научной мысли. А между тем они были правы. В рукописях и печатных изданиях 16 столетия были открыты труды одного из таких учёных, Иордана Неморария, первой половины 13 столетия, в которых мы находим многие обобщения Галилея10. Они были неправы только потому, что эти обобщения Неморария были при дальнейшем росте научного миросозерцания забыты и заменены ложными схемами чистых аристотеликов; в лучшем случае, они были известны отдельным специалистам, не придававшим им должного значения.

В истории наук на каждом шагу мы видим подобную замену точного и истинного ложным и неправильным. Можно сказать, что научное мировоззрение поддерживается и не гибнет только благодаря сознательному проявлению усилия, воли. Оно замирает и поглощается чуждыми вхождениями, как только ослабляется это его проникающее живительное усилие.

Иногда – только иногда – можно проследить до известной степени причину регрессивного хода научного мышления: в научное мировоззрение вторгаются новые создания религиозной или философской (метафизической) деятельности человеческого сознания, которые не могут быть втиснуты в рамки научно познанного, но в то же время являются для человечества в данный момент дорогими и непреложными. В борьбе с такими чуждыми ей понятиями научная мысль замирала; истинное, но противоречащее догмату религии или тезису метафизики заменялось новым представлением, с ним согласным, но научно неправильным.

Иногда такое движение захватывает всю область научной мысли, и тогда наблюдаются периоды полного упадка науки, например тот, который начался в последние столетия жизни Римской империи и который несколько раз возобновлялся в течение средних веков в Европе; то же самое резко сказывалось в мусульманских государствах, в Индии и Китае. Нельзя искать причин такого упадка в нашествии варварских народов, иногда не имевших места; они кроются глубже.

Они связаны с изменением психологии народа и общества, с изменением духовного интереса личности, с ослаблением того усилия, той воли, которая поддерживает научное мышление и научное искание, как поддерживает она все в жизни человечества!

§ 21. Изучение многочисленных разнообразных фактов, сюда относящихся, крупных и мелких, может дать нам общие черты, можно выяснить причины и условия, при которых происходит регрессивная переработка научного мышления и научного мировоззрения в его целом или в его частях. Этим путём мы можем подходить к выяснению законов развития мирового мышления.

Наконец, к тем же законам нас подвело бы и изучение современного научного мировоззрения сравнительно с научным мировоззрением других эпох жизни человечества. Из этого сравнительного изучения можно было бы вывести закономерность исторического процесса смены и переработки одного мировоззрения в другое. Можно было бы изучить и выделить отдельно влияние на научное мировоззрение – искусства, обшей культуры, философии, религии, общественной жизни – и этим путём опять-таки подойти к тем же основным вопросам о законах развития научного мировоззрения, и в частном случае эволюции научного мировоззрения.

Но я не имею в виду изучать современное научное мировоззрение с этой точки зрения и не буду стараться находить обшие законы его образования. Такая задача – вполне научная и основная – требует для своего решения огромной подготовительной работы, без которой всякие подходы к ней безнадёжны. И эта подготовительная работа лаже в общих чертах не сделана настолько, чтобы можно было теперь дать хотя бы общий набросок законов развития научного мышления. Можно только утверждать, что эти законы далеко не совпадают с законами логики (наука не движется индуктивным или дедуктивным путём), а являются сложным проявлением человеческой личности.

§ 22. Но есть и другой путь изучения истории современного научного мировоззрения. Это научное изложение фактов или явлений в их внешнем виде – исконный путь натуралиста и рационалиста-философа. Очевидно, только после того, как мы знаем само явление, подпежашее нашему изучению, можно стремиться к его объяснению, к нахождению его законов. Прежде чем искать законы и причины движения небесных светил, надо иметь их точное научное описание. Точно так же, прежде чем искать законы исторического сложения научной мысли, необходимо иметь описание её выяснения, иметь картину исторического процесса, приведшего к современному состоянию мысли. Дать в общих чертах картину исторического развития современного научного мировоззрения и составляет задачу будущих лекций. Конечно, мы не должны при этом упускать те общие явления, которые свойственны всякому процессу изменения научного мировоззрения: повторяемость одинаковых открытий и обобщений, условия убедительности того или иного научного положения, регрессивные течения, которые наблюдаются постоянно в научном движении. Точно так же в этом процессе всегда ясно взаимодействие науки с искусством, религией, философией, культурой и общественной жизнью. Но не эти общие явления будут целью нашего изучения; наша задача гораздо более скромная и будет заключаться в изучении картины одного конкретного процесса, сложения одного современного научного мировоззрения. На этомконкретном примере будут, конечно, до известной степени видны общие правильности сложения всякого научного мировоззрения, но для изучения этих законов необходимы подобные работы в области всех других научных мировоззрений. Но такое исследование далеко стоит от моей задачи.

 

НАУЧНАЯ МЫСЛЬ КАК ПЛАНЕТНОЕ ЯВЛЕНИЕ 

ОТДЕЛ ПЕРВЫЙ. НАУЧНАЯ МЫСЛЬ И НАУЧНАЯ РАБОТА КАК ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СИЛА В БИОСФЕРЕ 

Глава I 

Человек и человечество в биосфере как закономерная часть её живого вещества, часть её организованности. Физико-химическая и геометрическая разнородность биосферы: коренное организованное отличие – материально-энергетическое и временное – её живого вещества от её же вещества косного. Эволюция видов и эволюция биосферы. Выявление новой геологической силы в биосфере – научной мысли социального человечестваЕё проявление связано с ледниковым периодомв котором мы живём, с одним из повторяющихся в истории планеты геологических проявлений, выходящих своей причиной за пределы земной коры. 

§ 1. Человек, как и все живое, не является самодовлеющим, независимым от окружающей среды природным объектом. Однако даже учёные-натуралисты в наше время, противопоставляя человека и живой организм вообще среде их жизни, очень нередко этого не учитывают. Но неразрывность живого организма с окружающей средой не может сейчас возбуждать сомнений у современного натуралиста.

Биогеохимик из неё исходит и стремится точно и возможно глубоко понять, выразить и установить эту функциональную зависимость. Философы и современная философия в подавляющей мере не учитывают эту функциональную зависимость человека как природного объекта и человечества как природного явления от среды жизни и мысли.

Философия не может это в достаточной мере учитывать, так как она исходит из законов разума, который для неё является так или иначе окончательным самодовлеющим критериумом (даже в тех случаях, как в философиях религиозных или мистических, в которых пределы разума фактически ограничены).

Современный учёный, исходящий из признания реальности своего окружения, подлежащего его изучению мира – природы, космоса или мировой реальности11, – не может становиться на эту точку зрения как исходную для научной работы. Ибо он сейчас точно знает, что человек не находится на бесструктурной поверхности Земли, не находится в непосредственном соприкосновении с космическими просторами в бесструктурной природе, его закономерно не связывающей. Правда, нередко по рутине и под влиянием философии это забывает даже вглубь проникающий современный натуралист, с этим в своём мышлении не считается и этого не отчеканивает.

Человек и человечество теснейшим образом прежде всего связаны с живым веществом, населяющим нашу планету, от которого они реально никаким физическим процессом не могут быть уединены. Это возможно только в мысли.

§ 2. Понятие о жизни и живом нам ясно в быту и не может возбуждать в реальных проявлениях своих и в отвечающих им объектах природы – в природных телах – научно серьёзных сомнений. Лишь в 20 в. впервые [с открытием] фильтрующихся вирусов в науке появились факты, заставляющие нас серьёзно – не философски, а научно – ставить вопрос: имеем ли мы дело с живым природным телом или с телом природным неживым – косным.

В вирусах сомнение вызвано научным наблюдением, а не философским представлением. В этом огромное научное значение их изучения. Оно находится сейчас на верном и прочном пути. Сомнение будет разрешено и ничего, кроме более точного представления о живом организме, не даст. При таком подходе не может не дать...

Наряду с этим, однако, мы встречаемся в науке с другого рода сомнениями, вызванными философскими и религиозными исканиями. Так, например, в работах Института Бозе в Калькутте12 научно исследуются явления, касающиеся проявлений в материально-энергетической среде, философски общих живым и косным природным телам. Они не характерны, слабо выражены в косных природных телах и ярко проявляются в живых, но общи обоим.

Эта область явлений (если она существует в том виде, как её пытался установить Бозе), общих косным и живым природным телам, не вносит ничего нового в резкое отличие между ними. Оно должно проявиться и в этой области, если только её существование будет доказано.

Надо только и здесь подходить к явлениям не в том аспекте, в каком подходит к ним Бозе, не как к явлениям жизни, а как к явлениям живых природных тел, живого вещества. 

Во избежание всяких недоразумений, я буду во всём дальнейшем изложении избегать понятия «жизнь», «живое», так как, если бы мы исходили из них, мы неизбежно вышли бы за пределы изучаемых в науке явлений жизни в область, или науке чуждую – область философии, или, как это имеет место в Институте Бозе, в новую область новых материально-энергетических проявлений, общих всем естественным телам биосферы, [новую область], лежащую за пределами основного вопроса о живом организме и живом веществе, нас сейчас интересующих.

Я буду поэтому избегать слов и понятий «жизнь» и «живое», ограничивая область, подлежащую нашему изучению, понятиями «живого природного тела»и «живого вещества»13. Каждый живой организм в биосфере – природный объект – есть живое природное тело. Живое вещество биосферы есть совокупность живых организмов, в ней живущих. 

«Живое вещество», так определённое, представляет понятие, вполне точное и всецело охватывающее объекты изучения биологии и биогеохимии. Оно простое, ясное и никаких недоразумений вызывать не может. Мы изучаем в науке только живой организм и его совокупности. Научно они идентичны понятию жизни.

§ 3. Человек, как всякое живое природное (или естественное) тело, неразрывно связан с определённой геологической оболочкой нашей планеты –биосферой, резко отличной от других её оболочек, строение которой определяется её своеобразной организованностью и которая занимает в ней, как обособленная часть целого, закономерно выражаемое место.

Живое вещество, так же как и биосфера, обладает своей особой организованностью и может быть рассматриваемо как закономерно выражаемая функция биосферы. 

Организованность не есть механизм. Организованность резко отличается от механизма тем, что она находится непрерывно в становлении, в движении всех её самых мельчайших материальных и энергетических частиц. В ходе времени – в обобщениях механики и в упрощённой модели – мы можем выразить организованность так, что никогда ни одна из её точек (материальная или энергетическая) не возвращается закономерно, не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше. Она может в неё вернуться лишь в порядке математической случайности, очень малой вероятности.

Земная оболочка, биосфера, обнимающая весь земной шар, имеет резко обособленные размеры; в значительной мере она обусловливается существованием в ней живого вещества – им заселена. Между её косной безжизненной частью, её косными природными телами и живыми веществами, её населяющими, идёт непрерывный материальный и энергетический обмен, материально выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием. Оно проникает всю биосферу, и этотбиогенный ток атомов в значительной степени её создаёт. Так неотделимо и неразрывно биосфера на всём протяжении геологического времени связана с живым заселяющим её веществом.

В этом биогенном токе атомов и в связанной с ним энергии проявляется резко планетное, космическое значение живого вещества. Ибо биосфера является той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно проникают космическая энергия, космические излучения непрерывно и прежде всего лучеиспускание Солнца, поддерживающее динамическое равновесие, организованность: «биосфера ↔ живое вещество».

От уровня геоида биосфера протягивается вверх до границ стратосферы, в неё проникая; она едва ли может дойти до ионосферы – земного электромагнитного вакуума, только что охватываемого научным сознанием. Ниже уровня геоида живое вещество проникает в стратисферу и в верхние области метаморфической и гранитной оболочек. В разрезе планеты оно подымается на 20–25 км выше уровня геоида и опускается в среднем на 4–5 км ниже этого уровня. Границы эти в ходе времени меняются и местами, на небольших, правда, протяжениях, далеко за них заходят. По-видимому, в морских глубинах живое вещество должно местами проникать глубже 11 км, и установлено его нахождение глубже 6 км. В стратосфере мы как раз переживаем проникновение в неё человека, всегда неотделимого от других организмов – насекомых, растений, микробов, и этим путём живое вещество зашло уже за 40 км вверх от уровня геоида и быстро подымается.

В ходе геологического времени наблюдается, по-видимому, процесс непрерывного расширения границ биосферы: заселение её живым веществом.

§4Организованность биосферы – организованность живого вещества – должна рассматриваться как равновесия, подвижные, все время колеблющиеся в историческом и в геологическом времени около точно выражаемого среднего. Смешения или колебания этого среднего непрерывно проявляются не в историческом, а в геологическом времени. В течение геологического времени в круговых процессах, которые характерны для биогеохимической организованности, никогда какая-нибудь точка (например, атом или химический элемент) не возвращается в зоны веков тождественно к прежнему положению.

Очень ярко и образно выразил эту характерную черту биосферы в одном из своих философских рассуждений Лейбниц (1646–1716), кажется, в «Теодицее». В конце 17 в., вспоминает он, он находился в большом светском обществе в большом саду и, говоря о бесконечном разнообразии природы и о бесконечной чёткости ума, указал, что никогда два листа какого-нибудь дерева или растения не являются вполне тождественными. Все попытки большого общества найти такие листья были, конечно, тщетны. Лейбниц здесь рассуждал не как наблюдатель природы, впервые открывший это явление, но как эрудит, взявший его из чтения. Можно проследить, что именно этот пример листа появился в философском фольклоре столетия раньше14.

В обыденной жизни это проявляется для нас в личности, в отсутствии двух тождественных индивидуальностей, не отличимых друг от друга. В биологии проявляется оно тем, что каждый средний индивидуум живого вещества химически отличим как в своих химических соединениях, так, очевидно, и в своих химических элементах и имеет свои особые соединения.

§ 5. Чрезвычайно характерна в строении биосферы её физико-химическая и геометрическая разнородность. Она состоит из живого вещества и вещества косного, которые на протяжении всего геологического времени резко разделены по своему генезису и по своему строению. Живые организмы, т. е. все живое вещество, родятся из живого вещества, образуют в ходе времени поколения, никогда не возникающие прямо, вне такого же живого организма, из какой бы то ни было косной материи планеты. Между косным и живым веществом есть, однако, непрерывная, никогда не прекращающаяся связь, которая может быть выражена как непрерывный биогенный ток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно. Этот биогенный ток атомов вызывается живым веществом. Он выражается в не прекращающихся никогда дыхании, питании, размножении и т. п.

В биосфере эта разнородность её строения, непрерывная в течение всего геологического времени, является основным господствующим фактором, резко отличающим её от всех других оболочек земного шара.

Она идёт глубже обычно изучаемых в естествознании явлений – в свойства пространства-времени, к которым только в наше время, в 20 в., подходит научная мысль.

Живое вещество охватывает всю биосферу, её создаёт и изменяет, но по весу и объёму оно составляет небольшую её часть. Косное, неживое, вещество резко преобладает; по объёму господствуют газы в большом разрежении, по весу твёрдые горные породы и в меньшей степени жидкая морская вода Всемирного Океана. Живое вещество даже в самых больших концентрациях в исключительных случаях и в незначительных массах составляет десятки процентов вещества биосферы и в среднем едва ли составляет одну-две сотых процента по весу. Но геологически оно является самой большой силой в биосфере и определяет, как мы увидим, все идущие в ней процессы и развивает огромную свободную энергию, создавая основную геологически проявляющуюся силу в биосфере, мощность которой сейчас ещё количественно учтена быть не может, но, возможно, превышает все другие геологические проявления в биосфере.

В связи с этим удобно ввести некоторые новые основные понятия, с которыми мы будем иметь дело во всём дальнейшем изложении.

§ 6. Таковы понятия, связанные с понятиями природного тела (природного объекта) и природного явления. Нередко их обозначали как естественные тела или явления.

Живое вещество есть природное тело или явление в биосфере. Понятия природного тела и природного явления, мало логически исследованные, представляют основные понятия естествознания. Для нашей цели здесь нет надобности углубляться в логический их анализ. Это тела или явления, образующиеся природными процессами,– природные объекты. 

Природными телами биосферы являются не только живые организмы, живые вещества, но главную массу вещества биосферы образуют тела или явления неживые, которые я буду называть косными. Таковы, например, газы, атмосфера, горные породы, химический элемент, атом, кварц, серпентин и т.д.

Помимо живых и косных природных тел в биосфере огромную роль играют их закономерные структуры, разнородные природные тела, как, например, почвы, илы, поверхностные воды, сама биосфера и т. п., состоящие из живых и косных природных тел, одновременно сосуществующих, образующих сложные закономерные косноживые структуры. Эти сложные природные тела я буду называть биокосными природными телами. Сама биосфера есть сложное планетное биокосное природное тело.

Различие между живыми и косными природными телами так велико, как мы это увидим в дальнейшем, что переход одних в другие в земных процессах никогда и нигде не наблюдается; нигде и никогда мы с ним в научной работе не встречаемся. Как мы увидим, он глубже нам известных физико-химических явлений.

Связанная с этим разнородность строения биосферы, резкое различие её вещества и её энергетики в форме живых и косных естественных тел есть основное её проявление.

§ 7. Одно из проявлений этой разнородности биосферы заключается в том, что процессы в живом веществе идут резко по-иному, чем в косной материи, если их рассматривать в аспекте времени. В живом веществе они идут в масштабе исторического времени, в косном – в масштабе геологического времени,«секунда» которого много меньше декамириады, т. е. ста тысяч лет исторического времени15.

За пределами биосферы это различие проявляется ещё более резко, и в литосфере мы наблюдаем для подавляющей массы её вещества организованность, при которой большинство атомов, как показывает радиоактивное исследование, неподвижно, заметно для нас не смешается в течение десятков тысяч декамириад – участка времени, сейчас доступного нашему измерению.

Ещё недавно в геологии господствовало представление, что геологи не могут изучать проявление геологических изменений, происшедших в эпоху существования человека. Во времена моей молодости учили и мыслили, что изменение климата, орографии, создания новых видов организмов как общее правило не проявляются при геологических исследованиях, не являются для геолога текущим явлением. Сейчас эта идейная обстановка натуралиста резко изменилась, и мы все больше и ярче видим в действии окружающие нас геологические силы. Это совпало, едва ли случайно, с проникновением в научное сознание убеждения о геологическом значении Homo sapiens, с выявлением нового состояния биосферы – ноосферы – и является одной из форм её выражения. Оно связано, конечно, прежде всего с уточнением естественной научной работы и мысли в пределах биосферы, где живое вещество играет основную роль.

Резко различное проявление в биосфере живого и косного в аспекте времени является, при всей его важности, частным выражением гораздо большего явления, отражающегося в биосфере на каждом шагу.

§ 8. Живое вещество биосферы резко отличается от её косного вещества в двух основных процессах, имеющих огромное геологическое значение и придающих биосфере совершенно другой облик, который не существует ни для какой другой оболочки планеты. Эти два процесса проявляются только на фоне геологического времени. Они иногда останавливаются, но никогда не идут вспять.

Во-первых, в ходе геологического времени растёт мощность выявления живого вещества в биосфере, увеличивается его в ней значение и его воздействие на косное вещество биосферы. Этот процесс до сих пор мало принимается во внимание. В дальнейшем мне все время придётся иметь с ним дело.

Гораздо более обратил на себя внимание и более изучен другой процесс, всем известный и наложивший с середины 19 столетия глубочайший отпечаток на всю научную мысль 19 и 20 столетий. Это процесс эволюции видов в ходе геологического времени – резкое изменение самих живых природных тел.

Только в живом веществе мы наблюдаем резкое изменение самих природных тел с ходом геологического времени. Одни организмы переходят в другие, вымирают, как мы говорим, или коренным образом изменяются.

Живое вещество является пластичным, изменяется, приспособляется к изменениям среды, но, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды. На это, может быть, указывают непрерывный, с остановками рост центральной нервной системы животных в ходе геологического времени в её значении в биосфере и в её глубине отражения живого вещества на окружающее16.

Пластичность живого вещества, очевидно, явление очень сложное, так как существуют организмы, которые заметно для нас не меняются в своей морфологической и физиологической структуре [от] сотни миллионов дет до пятисот миллионов и больше, мириады поколений. Это так называемыеперсистенты – явление, к сожалению в биологии чрезвычайно мало изученное. Все же как общее для живого вещества явление мы в нём наблюдаемпластичный эволюционный процесс, даже признака которого нет для косных естественных тел. Для этих последних мы видим те же минералы, те же процессы их образования, те же горные породы и т. п. сейчас, как это было два миллиарда лет тому назад. 

Эволюционный процесс живых веществ непрерывно в течение всего геологического времени охватывает всю биосферу и различным образом, менее резко, но сказывается на её косных природных телах. Уже по одному этому мы можем и должны говорить об эволюционном процессе самой биосферы в целом.

Благодаря эволюции видов, непрерывно идущей и никогда не прекращающейся, меняется резко отражение живого вещества на окружающей среде. Благодаря этому процесс эволюции – изменения – переносится в природные биокосные и биогенные тела, играющие основную роль в биосфере, в почвы, в наземные и подземные воды (в моря, озёра, реки и т.д.), в угли, битумы, известняки, органогенные руды и т. п. Почвы и реки девона, например, иные, чем почвы третичного времени и нашей эпохи. Это область новых явлений, едва учитываемых научной мыслью. Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы. 

§9. Эволюционный процесс получает при этом особое геологическое значение благодаря тому, что он создал новую геологическую силу – научную мысль социального человечества.

Мы как раз переживаем её яркое вхождение в геологическую историю планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества – цивилизованного человечества – на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние – в ноосферу.

Человечество закономерным движением, длившимся миллиард-другой лет, со все усиливающимся в своём проявлении темпом, охватывает всю планету, выделяется, отходит от других живых организмов как новая небывалая геологическая сила. Со скоростью, сравнимой с размножением, выражаемой геометрической прогрессией в ходе времени, создаётся этим путём в биосфере все растущее множество новых для неё косных природных тел и новых больших природных явлений.

На наших глазах биосфера резко меняется. И едва ли может быть сомнение [в том], что проявляющаяся этим путём её перестройка научной мыслью через организованный человеческий труд не есть случайное явление, зависящее от воли человека, но есть стихийный природный процесс, корни которого лежат глубоко и подготовлялись эволюционным процессом, длительность которого исчисляется сотнями миллионов лет.

Человек должен понять, как только научная, а не философская или религиозная концепция мира его охватит, что он не есть случайное, независимое от окружающего (биосферы или ноосферы), свободно действующее природное явление. Он составляет неизбежное проявление большого природного процесса, закономерно длящегося в течение по крайней мере двух миллиардов лет.

В настоящее время под влиянием окружающих ужасов жизни, наряду с небывалым расцветом научной мысли, приходится слышать о приближении варварства, о крушении цивилизации, о самоистреблении человечества. Мне представляются эти настроения и эти суждения следствием недостаточно глубокого проникновения в окружающее. Не вошла ещё в жизнь научная мысль; мы живём ещё [под] резким влиянием ещё не изжитых философских и религиозных навыков, не отвечающих реальности современного знания.

Научное знание, проявляющееся как геологическая сила, создающая ноосферу, не может приводить к результатам, противоречащим тому геологическому процессу, созданием которого она является. Это не случайное явление – корни его чрезвычайно глубоки.

§ 10. Этот процесс связан с созданием человеческого мозга. В истории науки он был выявлен в форме эмпирического обобщения глубоким американским натуралистом, крупнейшим геологом, зоологом, палеонтологом и минералогом Д. Д. Дана (1813-1895) в Нью-Хейвене. Он опубликовал свой вывод почти 80 лет назад. Странным образом это обобщение не вошло до сих пор в жизнь, почти забыто и не получило до сих пор должного развития. Я вернусь к этому позже. Здесь же отмечу, что своё эмпирическое обобщение Дана изложил языком философии и теологии, и оно, казалось, было связано с научно неприемлемыми сейчас представлениями.

Говоря современным научным языком, Дана заметил, что с ходом геологического времени на нашей планете [у] некоторой части её обитателей проявляется все более и более совершенный, чем тот, который существовал на ней раньше, центральный нервный аппарат – мозг17. Процесс этот, названный им энцефалозом, никогда не идёт вспять, |хотя и] многократно останавливается, иногда на многие миллионы лет. Процесс выражается, следовательно, полярным вектором времени, направление которого не меняется. Мы увидим, что геометрическое состояние пространства, занятого живым веществом, характеризуется как раз полярными векторами, в нём нет места для прямых линий.

Эволюция биосферы связана с усилением эволюционного процесса живого вещества.

Мы знаем теперь, что в истории земной коры выясняются критические периоды, в которые геологическая деятельность в самых разнообразных её проявлениях усиливается в своём темпе. Это усиление, конечно, незаметно в историческом времени и может быть научно отмечено только в масштабе времени геологического.

Можно считать эти периоды критическими в истории планеты, и все указывает, что они вызываются глубокими с точки зрения земной коры процессами, по всей видимости выходящими за её пределы. Одновременно наблюдается усиление вулканических, орогенических, ледниковых явлений, трансгрессий моря и других геологических процессов, охватывающих большую часть биосферы одновременно на всём её протяжении. Эволюционный процесс совпадает в своём усилении, в своих самых больших изменениях с этими периодами. В эти периоды создаются важнейшие и крупные изменения структуры живого вещества, что является ярким выражением глубины геологического значения этого пластического отражения живого вещества на происходящие изменения планеты.

Никакой теории, точного научного объяснения этого основного явления в истории планеты нет. Оно создалось эмпирически и бессознательно – проникло в науку незаметно, и история его не написана. Большую роль играли в нём американские геологи, в частности Д. Д. Дана. Оно охватило научную мысль нашего столетия.

К нему, однако, можно и нужно подойти с мерой и числом. Может быть изменена геологическая [продолжительность]18 их дления, и, таким образом, можно численно охарактеризовать изменение темпа геологических процессов. Это одна из ближайших задач радиогеологии,

§11. Пока это не сделано, мы должны отметить и учитывать, что процесс эволюции биосферы, переход её в ноосферу, явно проявляет ускорение темпа геологических процессов. Тех изменений, которые проявляются сейчас в биосфере в течение {последних} немногих тысяч лет в связи с ростом научной мысли и социальной деятельности человечества, не было в истории биосферы раньше.

Таковы по крайней мере те представления, которые мы можем сейчас вывести из изучения хода эволюции организмов в течение геологического времени. Для геологического времени декамириада много меньше, чем секунда исторического времени. Следовательно, в масштабе [историческом] тысяча лет будет больше 300 млн. лет геологического времени. Это не противоречит тем большим изменениям биосферы, которые, например, произошли в кембрии, когда создались известковые скелетные части макроскопических морских организмов, или [в] плиоцене, когда [возникла]19 фауна млекопитающих. Мы не можем упускать из виду, что время, нами переживаемое, геологически отвечает такому критическому периоду, так как ледниковый период ещё не кончился. Темп изменений так медлен всё-таки, что человек их не замечает.

Человек и человечество, его царство в биосфере всецело лежат в этом периоде и не выходят за его пределы.

Можно дать картину эволюции биосферы с альгонгка, резче с кембрия в течение 500–800 млн. лет. Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние. В ней возникали новые геологические проявления, раньше не бывшие. Это было, например, в кембрии, когда появились крупные организмы с кальциевыми скелетами, или в третичное время (может быть, конец мелового), 15–80 млн. лет назад, когда создались наши леса и степи и развилась жизнь крупных млекопитающих. Это переживаем мы и сейчас, за последние 10–20 тыс. лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создаёт в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывшую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние – в ноосферу, перерабатывается научной мыслью социального человечества.

§ 12. Необратимость эволюционного процесса является проявлением характерного отличия живого вещества в геологической истории планеты от её косных естественных тел и процессов. Можно видеть, что она связана с особыми свойствами пространства, занятого телом живых организмов, с особой его геометрической структурой, как говорил П. Кюри, с особым состоянием пространства. Л. Пастер в 1862 г. впервые понял коренное значение этого явления, которое он назвал неудачно диссимметрией20 . Он изучал это явление в другом аспекте, в неравенстве левых и правых явлений в организме, в существовании для них правизны и левизны21. Геометрически правизна и левизна могут проявляться только в пространстве, в котором векторы полярны и энантиоморфны. По-видимому, с этим геометрическим свойством связаны отсутствие прямых линий и ярко выраженная кривизна форм жизни. Я вернусь к этому вопросу в дальнейшем, но сейчас считаю нужным отметить, что, по-видимому, мы имеем дело внутри организмов с пространством, не отвечающим пространству Евклида, а отвечающим одной из форм пространства Римана.

Мы сейчас имеем право допустить в пространстве, в котором мы живём, проявление геометрических свойств, отвечающих всем трём формам геометрии – Евклида, Лобачевского и Римана. Правильно ли такое заключение, логически вполне неоспоримое, покажет дальнейшее исследование22. К сожалению, огромное количество эмпирических наблюдений, сюда относящихся и научно установленных, не усвоено в своём значении биологами и не вошло в их научное мировоззрение. Между тем, как показал П. Кюри, такое особое состояние пространства не может без особых обстоятельств возникать в обычном пространстве; диссимметрическое явление, говоря его языком, всегда должно вызываться такой же диссимметрической причиной. Этому отвечает основное эмпирическое обобщение, что живое происходит только от живого и что организм родится от организма. Геологически это проявляется в том, что в биосфере мы видим непроходимую грань между живыми и косными естественными телами и процессами, чего не наблюдается ни в одной другой земной оболочке. Есть в ней две резко материально [и] энергетически различные среды, взаимно проникающие и меняющие строящие их атомы, связанные с биогенным током химических элементов. Я вернусь к этому явлению более подробно в дальнейшем.

§ 13. Мы переживаем в настоящее время исключительное проявление живого вещества в биосфере, генетически связанное с выявлением сотни тысяч лет назад Homo sapiens, создание этим путём новой геологической силы, научной мысли, резко увеличивающей влияние живого вещества в эволюции биосферы. Охваченная всецело живым веществом, биосфера увеличивает, по-видимому, в беспредельных размерах его геологическую силу и, перерабатываемая научной мыслью Homo sapiens, переходит в новое своё состояние – в ноосферу. 

Научная мысль как проявление живого вещества, по существу, не может быть обратимым явлением – она может останавливаться в своём движении, но, раз создавшись и проявившись в эволюции биосферы, она несёт в себе возможность неограниченного развития в ходе времени. В этом отношении ход научной мысли, например в создании машин, как давно замечено, совершенно аналогичен ходу размножения организмов.

В косной среде биосферы нет необратимости. Обратимые круговые физико-химические и геохимические процессы в ней резко преобладают. Живое вещество входит в них своими физико-химическими проявлениями диссонансом.

Рост научной мысли, тесно связанный с ростом заселения человеком биосферы, размножением его и его культурой живого вещества в биосфере, – должен ограничиваться чуждой живому веществу средой и оказывать на неё давление. Ибо этот рост связан с количеством прямо и косвенно участвующего в научной работе быстро увеличивающегося живого вещества.

Этот рост и связанное с ним давление все увеличиваются благодаря тому, что в этой работе резко проявляется действие массы создаваемых машин, увеличение которых в ноосфере подчиняется тем же законам, как размножение самого живого вещества, т. е. выражается в геометрических прогрессиях.

Как размножение организмов проявляется в давлении живого вещества в биосфере, так и ход геологического проявления научной мысли давит создаваемыми им орудиями на косную сдерживающую его среду биосферы, создавая ноосферу, царство разума.

История научной мысли, научного знания, его исторического хода проявляется с новой стороны, которая до сих пор не была достаточно осознана. Её нельзя рассматривать только как историю одной из гуманитарных наук. Эта история есть одновременно история создания в биосфере новой геологической силы – научной мысли, раньше в биосфере отсутствовавшей. Это история проявления нового геологического фактора, нового выражения организованности биосферы, сложившегося стихийно, как природное явление, в последние несколько десятков тысяч лет. Она не случайна, как всякое природное явление, она закономерна, как закономерен в ходе времени палеонтологический процесс, создавший мозг Homo sapiens и ту социальную среду, в которой как её следствие, как связанный с ней природный процесс создаётся научная мысль, новая геологическая сознательно направляемая сила.

Но история научного знания, даже как история одной из гуманитарных наук, ещё не осознана и не написана. Нет ни одной попытки это сделать. Только в последние годы она едва начинает выходить для нас за пределы «библейского» времени, начинает выясняться существование единого центра её зарождения где-то в пределах будущей средиземноморской культуры, восемь-десять тысяч лет назад. Мы только с большими пробелами начинаем выявлять по культурным остаткам и устанавливать неожиданные для нас, прочно забытые научные факты, человечеством пережитые, и пытаться охватить их новыми эмпирическими обобщениями23.

Глава II 

Проявление переживаемого исторического момента как геологического процесса. Эволюция видов живого вещества и эволюция биосферы в ноосферу. Эта эволюция не может быть остановлена ходом всемирной истории человечества. Научная мысль и быт человечества как её проявление. 

§ 14. Мы мысленно не сознаем ещё вполне, жизненно не делаем ещё всех следствий из того удивительного, небывалого времени, в которое человечество вступило в 20 в. Мы живём на переломе, в исключительно важную, по существу, новую эпоху жизни человечества, его истории на нашей планете.

Впервые человек охватил своей жизнью, своей культурой всю верхнюю оболочку планеты – в общем всю биосферу, всю связанную с жизнью область планеты.

Мы присутствуем и жизненно участвуем в создании в биосфере нового геологического фактора, небывалого ещё в ней по мощности и по общности. Он научно установлен на протяжении последних 20-30 тыс. лет, но ясно проявляется со все ускоряющимся темпом в последнее тысячелетие.

Закончен после многих сотен тысяч лет неуклонных стихийных стремлений охват всей поверхности биосферы единым социальным видом животного царства – человеком. Нет на Земле уголка, для него недоступного. Нет пределов возможному его размножению. Научной мыслью и государственно организованной, ею направляемой техникой, своей жизнью человек создаёт в биосфере новую биогенную силу, направляющую его размножение и создающую благоприятные условия для заселения им частей биосферы, куда раньше не проникала его жизнь и местами даже какая бы то ни было жизнь.

Теоретически мы не видим предела его возможностям, если будем учитывать работу поколений; всякий геологический фактор проявляется в биосфере во всей своей силе только в работе поколений живых существ, в геологическое время. Но при быстро увеличивающейся точности научной работы – в данном случае методики научного наблюдения – мы сейчас и в историческом времени можем ясно устанавливать и изучать рост этой новой, по существу, нарождающейся геологической силы.

Человечество едино, и хотя в подавляющей массе это сознается, но это единство проявляется формами жизни, которые фактически его углубляют и укрепляют незаметно для человека, стихийно, в результате бессознательного к нему устремления. Жизнь человечества, при всей её разнородности, стала неделимой, единой. Событие, происшедшее в захолустном уголке любой точки любого континента или океана, отражается и имеет следствия – большие и малые – в ряде других мест, всюду на поверхности Земли. Телеграф, телефон, радио, аэропланы, аэростаты охватили весь земной шар. Сношения становятся все более простыми и быстрыми. Ежегодно организованность их увеличивается, бурно растёт.

Мы ясно видим, что это начало стихийного движения, природного явления, которое не может быть остановлено случайностями человеческой истории. Здесь впервые, может быть, так ярко проявляется связь исторических процессов с палеонтологической историей выявления Homo sapiens. Этот процесс –полного заселения биосферы человеком – обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи мысли, её одновременного обсуждения всюду на планете.

Борьба, которая идёт с этим основным историческим течением, заставляет и идейных противников фактически ему подчиняться. Государственные образования, идейно не признающие равенства и единства всех людей, пытаются, не стесняясь в средствах, остановить их стихийное проявление, но едва ли можно сомневаться, что эти утопические мечтания не смогут прочно осуществиться. Это неизбежно скажется с ходом времени, рано или поздно, так как создание ноосферы из биосферы есть природное явление, более глубокое и мощное в своей основе, чем человеческая история. Оно требует проявления человечества как единого целого. Это его неизбежная предпосылка.

Это новая стадия в истории планеты, которая не позволяет пользоваться для сравнения, без поправок, историческим её прошлым. Ибо эта стадия создаёт по существу новое в истории Земли, а не только в истории человечества.

Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может – должен – мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте только в области жизни – в биосфере, в определённой земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть её функция. Он несёт её с собой всюду. И он её неизбежно, закономерно, непрерывно изменяет.

§ 15. Одновременно с полным охватом человеком поверхности биосферы – полного им её заселения,– тесно связанным с успехами научной мысли, т, е. с её ходом во времени, в геологии создалось научное обобщение, которое научно, по-новому вскрывает характер переживаемого человечеством момента его истории.

По-новому вылилась в понимании геологов геологическая роль человечества. Правда, сознание геологического значения его социальной жизни в менее ясной форме высказывалось в истории научной мысли давно, много раньше. Но в начале нашего столетия независимо Ч. Шухерт (1858–1942) в Нью-Хейвене24 и А. П. Павлов (1854– 1929) в Москве25 учли геологически, по-новому, давно известное изменение, какое появление цивилизации человека вносит в окружающую природу, в Лик Земли. Они сочли возможным принять такое проявление Homo sapiens за основу для выделения новой геологической эры, наравне с тектоническими и орогеническими данными, которыми обычно такие деления определяются.

Они правильно пытались на этом основании разделить плейстоценовую эру, определив её конец началом выявления человека (последнюю сотню-другую тысяч лет – примерно несколько декамириал назад), и выделить в особую геологическую эру – психозойскую, по Шухерту, антропогенную, по [А. П.] Павлову.

В действительности Ч. Шухерт и А. П. Павлов углубили и уточнили, внесли в рамки установленных в геологии нашего времени делений истории Земли вывод, который был сделан много раньше их и не противоречил эмпирической научной работе. Так, это ясно сознавалось одним из творцов современной геологии – Л. Агассисом (L. Agassiz, 1807–1873), исходившим из палеонтологической истории жизни. Он уже в 1859 г. установил особую геологическуюэру человека. Но Агассис опирался не на геологические факты, а в значительной мере на бытовое религиозное убеждение, столь сильное в эпоху естествознания до Дарвина; он исходил из особого положения человека в мироздании26.

Геология середины 19 в. и геология начала 20 в. несравнимы по своей мощности и научной обоснованности, и эра человека Агассиса не может быть научно сравниваема с эрой Шухерта – [А. П.] Павлова.

Ещё раньше, когда геология только слагалась и основные понятия её ещё не существовали, ярко выразил ту же геологическую эру человека в конце 18 столетия Ж. Бюффон (1707– 1788). Он исходил из идей философии Просвешения – выдвигал значение разума в концепции Мира.

Резкое различие этих словесно одинаковых понятий ясно из того, что Агассис принимал геологическую длительность Мира, существование Земли в течение библейского времени – шести-семи тысяч лет, Бюффон мыслил о длительности больше 127 тыс. лет, Шухерт и Павлов – больше миллиарда лет.

§ 16. В философии мы встречаемся уже давно с близкими представлениями, полученными другим путём, – не путём точного научного наблюдения и опыта, каким шли

Ч. Шухерт, А. П. Павлов, Л. Агассис (и Д. Дана, знавший об обобщениях Агассиса), а путём философских исканий и интуиции.

Философское миропредставление в общем и в частностях создаёт ту среду, в которой имеет место и развивается научная мысль. В определённой мере она её обусловливает, сама меняясь [в результате] её достижений.

Философы исходили из свободных, казалось им, в своём выражении идей, исканий мятущейся человеческой мысли, человеческого сознания, не мирящихся с действительностью. Человек, однако, строил свой идеальный мир неизбежно в жестоких рамках окружающей его природы, среды своей жизни, биосферы, глубокой связи своей с которой, независимой от его воли, он не понимал и теперь не понимает.

В истории философской мысли мы находим уже за много столетий до нашей эры интуиции и построения, которые могут быть связаны с научными эмпирическими выводами, если мы перенесём эти дошедшие до нас мысли – интуиции – в область реальных научных фактов нашего времени. Корни их теряются в прошлом. Некоторые из философских исканий Индии много столетий назад – философии упанишад – могут быть так толкуемы, если их перенести в области науки 20 столетия27.

Частью одновременно, но позже, аналогичные представления существовали в другой, меньшей, культурной области, в значительной части времени уединённой от индийской, – в круге эллинской средиземноморской цивилизации. Мы можем проследить их зачатки почти за две с половиной тысячи лет назад. В политической и социальной мысли значение науки и учёных в руководстве полисом ясно проявилось в эллинской мысли и ярко сказалось в концепции государства, данной Платоном (427-347 до н. э.).

Нельзя, по-видим ому, отрицать, но состояние источников, в отрывках до нас дошедших, не позволяет это и точно утверждать, что через Аристотеля (384–322 до н. э.) эти идеи были живы в эллинистическую эпоху Александра Македонского (356–323до н.э.), когда на несколько столетий после разрушения Персидского царства создался тесный обмен идей и знаний эллинской и индийской цивилизаций. В это же время установилась связь с ними и с халдейской научной мыслью, идущей вглубь на несколько тысячелетий от эллинской и индийской. История научной работы и мысли в эту знаменательную эпоху только начинает выясняться.

Мы лучше знаем влияние эллинских политических и социальных идей. Их историческое влияние мы можем точно проследить в историческом процессе новой науки и цивилизации Европейского Запада, сменившей теократическую идейную структуру средневековья. Реально и ясно мы видим их рост только в 16–17 вв. в представлениях и построениях Ф. Бэкона (1561–1626), ярко выдвинувшего идею власти человека над природой как цель новой науки.

В 18 в., в 1780 г., Ж. Бюффон поставил проявление контроля природы человеком в рамки истории планеты не как идеал, а как возможное для наблюдения природное явление. Он исходил из гипотетических построений прошлого планеты, связанных с философской интуицией и теорией, а не из точно наблюдённых фактов, но он их искал. Его идеи охватили философскую и политическую мысль и, несомненно, оказали своё влияние на ход научной мысли. Из них нередко исходили геологи конца 18 – начала 19 в. в своей текущей научной работе.

§ 17. Научные построения Шухерта и Павлова и всей той научной работы, которая им – в значительной мере бессознательно – предшествовала, по существу отличны от этих философских построений, несомненно, однако (можно это исторически установить), не оставшихся без влияния на ход геологической мысли, но не могших дать ей прочную опору.

Из обобщений Шухерта и Павлова ясно, что основное влияние мысли человека как геологического фактора выявляется в научном её проявлении: она главным образом строит и направляет техническую работу человечества, переделывающую биосферу.

Оба указанных геолога могли сделать своё обобщение прежде всего потому, что человек в их время смог заселить всю планету. Кроме него, ни один организм, кроме микроскопических видов организмов и, может быть, некоторых травянистых растений, не охватил в заселении планеты таких её площадей. Но человек, сделал это другим путём. Он научно мыслил и трудом изменил биосферу, приспособил её к себе и сам создал условия проявления свойственной ему биогеохимической энергии размножения. Такое заселение «сей планеты стало ясным к началу 20 в. Можно считать, что оно около первой его четверти стало фактом и укрепляется с каждым годом все более и более на наших глазах. Оно стало возможным только благодаря резкому изменению бытовых условий, связанных с новой идеологией, с резким изменением задач государственной жизни, с ростом научной техники, совершившихся к тому же самому времени.

Как правильно отметил И. Ортега-и-Гасет28, 19 век в Европе и во всём мире со второй его половины явился историческим периодом, где значение жизненных интересов народных масс реально и идеологически, в их сознании и в сознании государственных людей, впервые во всемирной истории выступило на первое место. Впервые это резко проявилось в быту. Впервые новая идеология опирается на сознание народных масс, выступающих как социальная сила на исторической арене. Она начинает охватывать быстро растущим темпом все человечество – всяк язык без исключения.

Она скажется в своём реальном значении только с ходом времени.

Социально-политический идейный переворот ярко выявился в 20 столетии в основной своей части благодаря научной работе, благодаря научному определению и выяснению социальных задач человечества и форм его организации.

§ 18. В многотысячелетней исторической трагедии, для масс населения полной крови, страданий, преступлений, нищеты, тяжёлых условии жизни, которые мы называем всемирной историей, многократно возникат вопрос о лучшем устройстве жизни и о способах, которыми можно этого достигнуть. Человек не мирился с условиями своей жизни.

Выход исканий разно решался, и в истории человечества мы видим многочисленные (а сколько их исчезло бесследно!) искания – философские, религиозные, художественные и научные. Тысячелетия во всех уголках, где существует человеческое общество, они создавались и создаются.

Всемирная история человечества переживалась и представлялась для значительной части людей, а местами и временами для большинства, полной страданий, зла, убийств, голода и нищеты, являлась неразрешимой загадкой с человеческой точки зрения разумности и добра. В общем, бесчисленные философские попытки в течение тысячелетий не привели к единому объяснению.

Все так полученные решения в конце концов переносят и переносили вопрос в другую плоскость – из области жестокой реальности в область идеальных представлений. Найдены бесчисленные в разных формах религиозно-философские решения, которые на деле связаны с представлением о бессмертии личности, в той или иной форме в прямом смысле этого слова, или в будущем её воскресении в новых условиях, где не будет зла, страданий и бедствий или где они будут распределены справедливо. Наиболее глубоким является представление о метампсихозе, решающее вопрос не с точки зрения человека, но с точки зрения всего живого вещества. Оно до сих пор ещё, возникши несколько тысячелетий назад, живо и ярко для многих сотен миллионов людей. И ни в чём, может быть, не противоречит современным научным представлениям. Ход научной мысли нигде с выводами из этого представления не сталкивается. Все эти представления – при всей их далёкости иногда от точного научного знания – являются могущественным социальным фактором на протяжении тысячелетий, резко отражающимся на процессе эволюции биосферы в ноосферу, но далеко не являющимся при этом решающим или сколько-нибудь выделяющимся от других факторов её создания. В этом аспекте в течение десятков тысяч лет они иногда играли главную роль, иногда терялись среди других, выходили на второй план, могли быть оставляемы без внимания.

§ 19. Ибо тот же исторический процесс всемирной истории отражается в окружающей человека природе другим путём. К нему можно и нужно подойти чисто научно, оставляя в стороне всякие представления, не вытекающие из научных фактов.

К такому изучению всемирной истории человечества подходят сейчас археологи, геологи и биологи, оставляя без рассмотрения все тысячелетние представления философии и религии, с ними не считаясь, создавая новое научное понимание исторического процесса жизни человека. Геологи, углубляясь в историю нашей планеты, в постплиоценовое время, в ледниковую эпоху, собрали огромное количество научных фактов, выявляющих отражение жизни человеческих обществ – в конце концов цивилизованного человечества – на геологические процессы нашей планеты, в сущности биосферы. Без их оценки с точки зрения добра и зла, не касаясь этической или философской стороны, научная работа, научная мысль констатируют новый факт первостепенного геологического значения в истории планеты. Этот факт заключается в выявлении создаваемой историческим процессом новойпсихозойской или антропогенной геологической эры. В сущности, она палеонтологически определяется появлением человека.

В этом научном обобщении все бесчисленные – и геологические, и философские, и религиозные – представления о значении человека и человеческой истории не играют сколько-нибудь существенной роли. Они могут быть спокойно оставлены в стороне. Наука может с ними не считаться.

§20. Подходя к анализу этого научного обобщения, заметим, что длительность его [этого процесса] может быть оценена в миллионы лет, причём исторический процесс человеческих обществ охватывает в нём несколько декамириад, сотен тысяч лет.

Необходимо прежде всего подчеркнуть несколько предпосылок, которые этим обобщением определяются.

Первой является единство и равенство по существу, в принципе всех людей, всех рас. Биологически это выражается к выявлении в геологическом процессе всех людей как единого целого по отношению к остальному живому населению планеты.

И это несмотря на то, что возможно, и даже вероятно, различное происхождение человеческих рас из разных видов рода Homo. Едва ли это различие идёт глубже в отношении более отдалённых предков рода Homo. Однако отрицать этого пока нельзя. Такое единство по отношению ко всему другому живому в общем выдерживается во всей всемирной истории, хотя временами и местами в отдельных частных случаях оно отсутствовало или почти отсутствовало. Мы встречаемся с его проявлениями ещё теперь, но от этого общий стихийный процесс не меняется.

В связи с этим геологическое значение человечества впервые проявилось в этом явлении. По-видимому, уже стотысячелетия назад, когда человек овладел огнём и стал делать первые орудия, он положил начало своему преимуществу перед высшими животными, борьба с которыми заняла огромное место в его истории и окончательно, теоретически, кончилась несколько столетий назад с открытием огнестрельного оружия. В 20 столетии человек должен уже употреблять специальные старания, чтобы не допустить истребления всех животных – больших млекопитающих и пресмыкающихся, которых он по тем или иным соображениям хочет сохранить. Но уже многие десятитысячелетия раньше, близко к своему появлению, он явился той силой, новой на нашей планете, которая заняла важное место наряду с другими раньше бывшими, приводящими к истреблению видов крупных животных. Очень возможно, что вначале он не [на]много в это время выхолил из ряда других хищников стадного характера.

§ 21. Гораздо важнее с геологической точки зрения был другой сдвиг, длительно совершавшийся десятки тысяч лет назад,– приручение стадных животных и выработка культурных рас растений. Человек этим путём стал менять окружающий его живой мир и создавать для себя новую, не бывшую никогда на планете, живую природу. Огромное значение этого проявилось ещё и в другом – в том, что он избавился от голода новым путём, лишь в слабой мере известным животным, – сознательным, творческим обеспечением от голода – и, следовательно, нашёл возможность неограниченного проявления своего размножения.

К этому времени, вероятно за пределами десятка-двух тысяч лет назад, создалась впервые благодаря этому возможность образования больших поселений (городов и сёл), а следовательно, возможность образования государственных структур, резко отличающихся и по существу от тех специальных форм, которые вызываются кровной связью. Идея единства человечества реально, хотя, очевидно, бессознательно, получила здесь ещё больше возможности своего развития.

Благодаря открытию огня человек смог пережить ледниковый период – те огромные изменения и колебания климата и состоянии биосферы, которые теперь перед нами научно открываются в чередовании так называемых межледниковых периодов – по крайней мере трёх – в Северном полушарии. Он пережил их, хотя при этом ряд других крупных млекопитающих исчез с лица Земли. Возможно, что он способствовал их исчезновению.

Ледниковый период не закончился и длится до сих пор. Мы живём в периоде межледниковом – потепление ещё продолжается, но человек так хорошо приспособился к этим условиям, что не замечает ледникового периода. Скандинавский ледник растаял на месте Петербурга и Москвы несколько тысяч лет тому назад, когда человек обладал уже домашними животными и земледелием.

Сотни тысяч поколений прошли в истории человечества в ледниковом периоде.

Но едва ли можно сомневаться сейчас, что человек (вероятно, не род Homo) существовал уже много раньше – по крайней мере в конце плиоиена, несколько миллионов лет назад. Пильтдаунский человек в Южной Англии в конце плиоцена, морфологически отличный от современного человека, обладал уже каменными орудиями и, очевидно, не сохранившимися орудиями из дерева, а может быть, из кости. Мозговой его аппарат был столь же совершенен, как у современного человека. Синантроп Северного Китая, живший, по-видимому, в начале постплиоцена в области, куда ледник, по-видимом у, не доходил, знал употребление огня и обладал орудиями.

Возможно, как раз прав А. П. Павлов, который допускал, что ледниковый период, первое оледенение Северного полушария, начался в конце плиоцена, и в это время выявился в условиях, приближавшихся к суровым ледниковым, в биосфере новый организм, обладавший исключительной центральной нервной системой, которая привела в конце концов к созданию разума, и сейчас проявляется в переходе биосферы в ноосферу. 

По-видимому, все морфологически разные типы человека, разные роды и виды уже между собой общались, являлись сызначала отличными от основной массы живого вещества, обладали творчеством резко иного характера, чем окружающая жизнь, и могли между собой кровно смешиваться. Стихийно этим путём создавалось единство человечества. По-видимому, прав Осборн29, что человек на границе плиоцена и постплиоцена, не имея ещё постоянных поселений, обладал большой подвижностью, переходил с места на место, сознавал и проявлял свою резкую обособленность – стремился к независимости от окружающей его живой природы.

§ 22. Реально это единство человека, его отличие от всего живого, новая форма власти живого организма над биосферой, большая его независимость, чем всех других организмов, от её условий являются основным фактором, который в конце концов выявился в геологическом эволюционном процессе создания ноосферы. В течение долгих поколений единство человеческих обществ, их общение и их власть – стремление к проявлению власти над окружающей природой – проявлялись случайно, прежде чем они выявились и были осознаны идеологически.

Конечно, это не было сознательно сложившееся явление; оно вырабатывалось в борьбе при столкновениях; были взаимные истребления людей, временами каннибализм и охота друг за другом, но как общее правило эти три фактических выражения будущих идей единства человека, резкого его отличия от всего живого и стремление овладеть окружающей природой проникают и создают всю историю человечества, в последние десятки тысяч лет по крайней мере. Они подготовили новое современное стремление осознать их идеологически, как основу человеческой жизни.

Реальное их существование мы можем научно точно проследить в идеологическом аспекте только в течение одного десятитысячелетия максимум. Но и то в письменных памятниках мы не идём глубже четырёх тысяч лет, так как письменные знаки не заходят много глубже, а азбука буквенных знаков едва ли заходит за три тысячи лет до нашего времени. В древнейших памятниках мы можем ожидать реальные отголоски идеологических построений едва за тысячу лет до открытия идиографических письмен. Следовательно, едва ли в сохранившемся предании мы идём много глубже шести тысяч лет до нашего времени, учитывая при этом необычную ныне устную возможность передачи поколениями идеологических построений, вырабатывавшихся своеобразной цивилизацией того времени. Последние археологические открытия вскрывают перед нами неожиданный факт, что городская цивилизованная жизнь, обычные для нашего быта условия культурной городской жизни, мирный торговый обмен и техника жизни, раньше не допускавшиеся её достижения позже забыты и через тысячелетия иногда вновь найдены. Они позволяют думать, что сложный городской цивилизованный быт существовал задолго – может быть, за тысячелетия – шесть тысяч лет назад. В течение тысячелетий сложным путём все эти достижения распространялись на все континенты, не исключая, по-видимому, какой-то период и Нового Света. С человеческой точки зрения, Новый Свет не являлся новым, и культура, даже научная, его государств к концу 15 – началу 16 столетий – времени его открытия для западноевропейской цивилизации – была не ниже, в некоторых отношениях даже выше, научного знания западных европейцев. Она потерпела крушение только вследствие того, что военная техника, огнестрельное оружие были неизвестны в Америке и за несколько десятков лет перед открытием Америки стали обычными в быту западноевропейцев.

Выясняется картина многотысячелетней истории материального взаимодействия цивилизаций, отдельных исторических центров через Евразию, частью Африку, от Атлантического океана до Тихого и Индийского, временами – с многостолетними остановками – распространяющегося через океаны. Чрезвычайно характерно, что центры культуры были расположены в немногих местах. Древнейшими являются: Халдейское междуречье, установленное Брестедом, долина Нил а, Египет и Северная Индия, доарийская. Они все находились в многотысячелетнем контакте. Немного позже, пока не глубже трёх тысяч лет, вскрывается Северо-Китайский центр. Но здесь [современные] научные исследования начались только за последние три-четыре года и заторможены диким японским нашествием30. Здесь могут быть неожиданности. По-видимому, существовал временный центр на берегу Тихого океана – в Корее или в Китае – и на берегу Индийского – в Анаме, роль которых совершенно ещё не ясна, и здесь возможны большие открытия.

§ 23. Примерно за две с половиной тысячи лет назад «одновременно» (в порядке веков) произошло глубокое движение мысли в области религиозной, художественной и философской в разных культурных центрах: в Иране, в Китае, в арийской Индии, в эллинском Средиземноморье (теперешней Италии). Появились великие творцы религиозных систем – Зороастр, Пифагор, Конфуций, Будда, Лаоязы, Махавира, которые охватили своим влиянием, живым до сих пор, миллионы людей.

Впервые идея единства всего человечества, людей как братьев, вышла за пределы отдельных личностей, к ней подходивших в своих интуициях или вдохновениях, стала двигателем жизни и опыта народных масс и задачей государственных образований. Она не сошла с тех пор с исторического поля человечества, но до сих пор далека от своего осуществления. Медленно, с многосотлетними остановками, создаются условия, дающие возможность её осуществления, реального проведения в жизнь.

Важно и характерно, что эти идеи вошли в рамки тех бытовых реальных явлений, которые создались в быту бессознательно, вне воли человека. В них проявилось влияние личности, – влияние, благодаря которому она может, организуя массы, сказываться в окружающей биосфере и стихийно в ней проявляться. Раньше она проявлялась в поэтическом вдохновенном творчестве, из которого произошли и религиям философия, и наука, которые все являются социальным его выражением. Религиозные идеи – ведущие идеи, по-видимому, на многие столетия, если не тысячелетия,– предшествовали философским интуициям и обобщениям.

Биосфера 20 столетия превращается в ноосферу, создаваемую прежде всего ростом науки, научного понимания и основанного на ней социального труда человечества. Я вернусь ниже, в дальнейшем изложении, к анализу ноосферы. Сейчас же необходимо подчеркнуть неразрывную связь её создания с ростом научной мысли, являющейся первой необходимой предпосылкой этого создания. Ноосфера может создаваться только при этом условии.

§ 24. И как раз в наше время, с начала 20 в., наблюдается исключительное явление в ходе научной мысли. Темп его становится совершенно необычным, небывалым в ходе многих столетий. Одиннадцать лет назад я приравнял его к взрыву – взрыву научного творчества31. И сейчас я могу это только ещё более резко и определённо утверждать.

В 20 в. мы переживаем в ходе научного знания, в ходе научного творчества в истории человечества время, равное по значению которому мы можем найти только в его далёком прошлом.

К сожалению, состояние истории научного знания не позволяет нам сейчас точно и определённо сделать из этого эмпирического положения основные логические выводы. Мы можем лишь утверждать его как факт и выразить в геологическом аспекте.

История научного знания есть история создания в биосфере нового основного геологического, фактора – её новой организованности, выявившейся стихийно в последние тысячелетия. Она не случайна, закономерна, как закономерен в ходе времени палеонтологический процесс.

История научного знания ещё не написана, и мы только-только начинаем в ней – с большим трудом и с большими пробелами – выявлять забытые и сознательно не усвоенные человечеством факты, начинаем искать характеризующие её крупные эмпирические обобщения.

Научно понять это большое, огромной научной и социальной важности явление мы ещё не можем. Научно понять – значит установить явление в рамки научной реальности – космоса. Сейчас мы должны одновременно пытаться научно понять его и в то же время использовать его изучение для установки основных вех истории научного знания – одной из жизненно важнейших научных дисциплин человечества.

Мы переживаем коренную ломку научного мировоззрения, происходящую в течение жизни ныне живых поколений, переживаем создание огромныхновых областей знания, расширяющее до неузнаваемости научно охватываемый космос конца прошлого века – и в его пространстве, и в его времени, переживаем изменение научной методики, идущее с быстротой, какую мы напрасно стали бы искать в сохранившихся летописях и записях мировой науки. Со все увеличивающейся быстротой создаются новые методики научной работы и новые области знания, новые науки, вскрывающие перед нами миллионы научных фактов и миллионы научных явлений, о существовании которых мы ещё вчера не подозревали. С трудом и неполно, как ещё никогда, отдельный учёный может следить за ходом научного знания. Наука перестраивается на наших глазах. Но, больше того, вскрывается, мне кажется, с поразительной ясностью влияние науки, все увеличивающееся, на нашу жизнь, на живую и мёртвую – косную – нас окружающую природу. Наука и созидающая её научная мысль выявляют в этом переживаемом нами росте науки XXв., в этом социальном явлении истории человечества, [полном] глубокого значения, свой иной, нам чуждый планетный характер. Наука вскрывается нам в нём по-новому.

Мы можем изучать это переживаемое нами явление – научно изучать его – с двух разных точек зрения. С одной стороны, как одно из основных явлений истории научной мысли, с другой – как проявление структуры биосферы, выявляющее нам новые большие черты её организованности. Тесная и неразрывная связь этих явлений никогда с такой ясностью не стояла перед человечеством.

Мы живём в эпоху, когда эта сторона хода научной мысли выявляется перед нами с необычайной ясностью – ход истории научной мысли выступает перед нами как природный процесс истории биосферы.

Исторический процесс – проявление всемирной истории человечества – выявляется перед нами в одном, но основном своём следствии – как природное, огромного геологического значения, явление. Это не учитывалось в истории научной мысли как неотделимый от неё основной её признак.

§ 25. До сих пор история человечества и история его духовных проявлений изучаются как самодовлеющее явление, свободно и незакономерно проявляющееся на земной поверхности, в окружающей её среде, как нечто ей чуждое. Социальные силы, в ней проявляющиеся, считаются в значительной степени свободными от среды, в которой идёт история человечества.

Хотя существует много разных попыток связать духовные проявления человечества и историю человечества вообще со средой, где они имеют место, всегда упускается, что, во-первых, среда эта – биосфера – имеет совершенно определённое строение, определяющее все без исключения в ней происходящее, не могущее коренным образом нарушаться идущими внутри её процессами. Она имеет, как все явления в природе, свои закономерные изменения в пространстве-времени.

Взрыв научного творчества происходит и частью, в определённой мере создаёт переход биосферы в ноосферу. Но, помимо этого, сам человек и в его индивидуальном, и в его социальном проявлении теснейшим образом закономерно, материально-энергетически связан с биосферой; эта связь никогда не прерывается, пока человек существует, и ничем существенным не отличается от других биосферных явлений.

§ 26. Сведём эти научно-эмпирические обобщения.

1. Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определённая функция биосферы, в определённом её пространстве-времени.

2. Человек во всех его проявлениях составляет определённую закономерную часть строения биосферы.

3. «Взрыв» научной мысли в 20 столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет глубочайшие корни в её строении. Он не может остановиться и пойти назад. Он может только замедлиться в своём темпе. Ноосфера – биосфера, переработанная научной мыслью, подготовлявшаяся шедшим сотнями миллионов, может быть миллиарды, лет процессом, создавшим Homo sapiens faber, не есть кратковременное и преходящее геологическое явление.Процессы, подготовлявшиеся многие миллиарды лет, не могут быть преходящими, не могут остановиться. Отсюда следует, что биосфера неизбежно перейдёт так или иначе, рано или поздно в ноосферу, т. е. что в истории народов, её населяющих, произойдут события, нужные для этого, а не этому процессу противоречащие.

Цивилизация «культурного человечества» – поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, – не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее геологически, сложившейся организованности биосферы. Образуя ноосферу, она всеми корнями связывается с этой земной оболочкой, чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сра