Жан -Батист Ламарк. Лекция 1800 г
Могущество геологической, геохимической деятельности, производимой микроорганизмами, заметно по тем материальным следам, которые обнаруживаются в геологическом прошлом. Вместе с тем остатки самих деятелей отсутствуют в древних слоях, что вполне естественно. Потому и казался ранее весь массив слоев ниже кембрия безжизненным и на этом фоне предсказание Вернадского об отсутствии в геологической истории эпох, в которой не было бы ЖВ – непроверяемой экстраполяцией существующего положения.
Вот почему господствующая схема держалась прочно. Она культивируется и до сих пор, хотя после того, что сделал Вернадский, это похоже на преподавание системы Птолемея, когда уже появилась система Коперника. Откроем любой учебник Общего землеведения для любых природоведческих специальностей – географических, геологических, геодезических (общее землеведение ныне заменяет Теорию Земли, преподававшуюся ранее) – и увидим на самых первых страницах эту господствующую схему.
Она начинается непременно с образования солнечной системы, причем это происхождение преподается при полном отсутствии в настоящее время какой-либо связной не то что теории – гипотезы на этот счет. От Кант - Лапласовской остались одни воспоминания, на пути к подобной же судьбе находится гипотеза О. Ю. Шмидта, которой никакие математические ухищрения не могут помочь преодолеть трудности, создаваемые космохимическими и геофизическими фактами. Самая главная из них – неслипаемость частиц вещества в космосе под действием тяготения. Не хотят частицы объединяться в холодном космосе в единое тело, в планетозималь, а напротив, от любых соударений рассыпаются на куски. Тяготение приводит к фрагментации и растиранию тел, а не к их объединению. Поэтому любые теоретические модели располагаются не в этой опасной зоне рассеяния, а предполагают уже имеющуюся готовую большую планетозималь и чем она больше, тем математике легче. Сегодня в моделях загустения неких участков первоначального роя частиц и пыли, из которой формировалась Земля используют крупные тела, которые одни могут обеспечить ее разогрев, дегазацию и первоначальную дифференциацию. (46). Но откуда могли появиться крупные тела, теория умалчивает. И так до бесконечности.
Но в учебниках как-то эти трудности обходятся и они быстро переходят к уже дифференцированной планете, такой какая она сейчас есть и к рассмотрению ее крупных подразделений. Прежде всего – ядро, мантия и слои, идущие все ближе и ближе к поверхности. Исходя из простой идеи “ньютоновского” обыденного времени, согласно которой время шло, а Земля формировалась, рассматривается вся геологическая история. Самое древнее по этой логике находится в центре планетного тела, естественно. Из первоначального тела формировались все вышележащие слои, планета дегазировалась, ее вещество под действием сил вращения и более сложных сил дифференцировалось, образовались океаны, суша, атмосфера, литосфера. Потом настала очередь биосферы. В результате случайно образовавшихся благоприятных условий произошла жизнь и началась уже близкая нам геологическая история, приведшая в конце концов к появлению человека.
А время между тем все шло. Поскольку Земля совершала свои обороты вокруг светила примерно за одинаковое количество дней, а дни были примерно те же, что и сейчас, требуется посчитать, когда же все это происходило: дегазация, дифференциация, когда вообще образовалась планета. Мы уже говорили о Больших Гонках за возрастом Земли, проходивших на протяжении всего девятнадцатого века и закончившиеся созданием в двадцатые годы геохронологической шкалы с возрастом Земли в 1,5 – 2 миллиарда лет. Но дальше пошло еще более стремительное развитие методов радиогеологии, затем изотопной геохронологии. Наконец, уже в близкое нам время исследования каменного материала на предмет определения его возраста вышли за пределы Земли. Начали изучаться метеориты, а ныне и грунт с Луны и вот-вот начнутся пробы марсианского тела.
Метеориты, как посланцы космических глубин, представляли особый интерес, так как их возраст свидетельствовал, считалось, уже о возрасте всей солнечной системы. Эти цифры ныне известны всем,они составляют 4,5 – 5 миллиардов лет. Теперь это так называемый канонический возраст солнечной системы. Тогда она образовалась. И он отлично сочетается с принятым в теоретической астрономией временем образования всей Вселенной в результате Большого Взрыва – 7,5 или 15 или 20 миллиардов лет. Таковы хрестоматийные мнения.
Появляются, правда, какие-то неудобные определения отдельных минералов и пород, превышающие эти цифры, но они считаются ошибочными. Так, например, недавно умерший крупнейший наш тектонист академик Ю.А. Косыгин, много размышлявший над проблемой времени, в том числе и геологического, собрал все сведения по определению возраста горных пород и обнаружил явственную тенденцию к превышению не только канонического возраста, но и так называемого возраста Вселенной. По нему выходит, что если Большой Взрыв и был, то где-то в другом месте, Земли он не касался.
На Кольской сверхглубокой скважине, пишет Ю.А. Косыгин, мраморы с глубины свыше 5 с половиной километров имеют возраст в 5, 29 и даже в 13 миллиардов лет. “Учитывая все эти данные, вероятную неоднократную “перестановку” радиологических часов, а также то, что импрегнационные представления, которыми пытались объяснить повышенное содержание аргона за счет его привноса извне (это касается калий-аргоновых определений), встретили серьезные возражения и остаются на гипотетическом уровне, приходится признать вероятным, что возраст Земли исчисляется, по крайней мере, первыми десятками миллиардов лет. Кстати сказать, и для образцов метеоритов габбро-норитового состава калий-аргоновым методом показаны значения 9,3 млрд лет..., а в 1988 г. Дж. Чэном и Г. Вассербургером получены цифры 11, 59; 23, 94 и 25, 83 млрд лет”. (Косыгин, 1995, с. 112.). Правда, в подстрочном примечании редакторы эти заявления автора дезавуировали. Более современные чем калий-аргоновый, а именно рубидий-стронциевый и самарий-неодимовый методы ни в одной стране мира, говорят они, не дали цифры более чем 4,5 млрд лет.
Вот, к примеру, типичное определение: “Согласно современным космогоническим представлениям, Земля образовалась около 4,7 млрд. лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газопылевого вещества. В результате дифференциации вещества под действием ее гравитационного поля в условиях разогрева земных недр возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки–геосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера, мантия Земли и ядро Земли)”. (Четырехъязычный..., 1980, с.159).
Тем не менее, полной ясности так и нет, есть общее мнение, а оно чаще привычное, чем правильное. А нет ясности не потому, что методы плохи, а потому что существующие ранее них и не изменившиеся с тех пор представления о времени, перенесенные из правил простого механического движения и примененные к исследованиям более сложного, хотя бы геологического движения, с ними не сочетаются. Что измеряют любые определения возраста горной породы, чем заполнены эти годы, куда и как идет время? Какие события следует считать временем? Пока геохронология не ответит на эти вопросы, неопределенность останется .
А ведь на эту неопределенность Вернадский и указал в своем выступлении на московской сессии Международного геологического конгресса летом 1937 года. Его доклад был причислен к пленарным, потому что произнесен на совместном заседании пяти секций из проходивших семи, включая междисциплинарный симпозиум и назывался “О значении радиогеологии для современной геологии”. (Вернадский, 1939, с. 215 - 239; Вернадский, 1954, с . 637 - 694). Вернадский уже тогда почитался как один из столпов радиогеологии, по его инициативе и по его идеям началось в России вообще радиевое дело, в том числе и геохронология. Все первое поколение радиогеологов были его учениками. Поэтому его доклад был воспринят естественно и с вниманием, и по его предложению в рамках МГК был сформирован официальный комитет по определению возраста горных пород, в который он избран заместителем председателя.
Но поскольку в стране шел 1937-й – год Большого Террора, а коммунистические правители конфронтировали с половиной мира, то в Москву приехали только те, кто по должности в МГК не мог не приехать, а из крупных иностранных геологов никто не появился, и поскольку Вернадскому шел уже 74-й год и в последующий, к тому же весьма бурный период истории он не мог быть активным членом международной комиссии, то его главная мысль, ради которой он и выступал, не прозвучала, не вошла в столкновение с официальной политикой МГК. Не было откликов на нее и среди многочисленных отечественных геологов, заполнивших зал Московской консерватории по команде властей. А говорил он очень крамольные вещи: возраст Земли нельзя определить. Вообще нельзя, а не потому что методы плохи. По мнению Вернадского, радиогеология, напротив, ввела принципиальный, непереходимый запрет на его отыскание: “Геология, как это ясно видел Геттон (Хаттон - Г.А.), не может дать нам понятия о бренности Земли. Она может дать только – с помощью радиогеологии – точный количественный учет древности геологических явлений верхней части планеты, причем в этой области мы наблюдаем для геологического строения в аспекте времени мозаику. Земная кора состоит из участков более древних и более молодых, различных и не синхроничных для всякой точки одного и того же географического уровня.
Она выявляет в пределе не возраст Земли, а древнейший хронологический уровень метаморфизма, то есть древнейший, не оживившийся процесс радиоактивного распада”. (Вернадский, 1939, с. 235). Иначе говоря, все определения относятся строго только к куску данной горной породы, вынесенной в пределы географической оболочки. Нелогично распространять эти измерения на возраст всей планеты. Следовательно, отсюда вытекает, что слова “возраст Земли” в геологии есть только образное, привычное выражение, вроде понятия “земная кора”, которую давно уже не считают окалиной на поверхности раскаленного остывающего шара, откуда явился термин. На их буквальном смысле нельзя основывать наши представления о геологической истории.
Почему же и теперь, через шестьдесят лет после формулировки Вернадским принципиального запрета на понятие “возраст Земли”, оно тем не менее употребляется как общепонятное и общезначимое, как бы даже само собой разумеющееся, а не спорное? Может быть, слова ученого есть всего лишь преувеличение, проявление свойственного великому таланту ригоризма и парадоксальности мышления?
И чтобы понять, какое содержание можно вкладывать в понятие “возраст Земли” или хотя бы для начала – в понятие “возраст минерала”, нам нужно задать себе простой вопрос. Если существует – и не в образном смысле – возраст породы 1, 5 – 2 – 3 и т.п. миллиарда лет, то должны же существовать породы возрастом тысяча лет, 100 лет и в конце концов – 0 лет. Если порода старела, то от чего? Если есть геологическое прошлое, то где расположено геологическое настоящее?
Посмотрим на тенденцию развития фактов, а не их объяснений и толкований. Повторим еще раз, что генеральная схема древней Земли, которую исповедуют консервативные по определению учебники и словари, исходит из “естественного” космогонического порядка событий: от образования солнечной системы когда-то до наших дней. В нем фигурируют такие понятия, как “происхождение Земли”, “формирование планеты”, “начальные этапы истории Земли”, “ранние стадии планетообразования” и т.п. В них представление о возрасте планеты трактуется отнюдь не в духе образном, а в самом что ни на есть конкретном, вещественном и количественном, как опорная точка отсчета геологической истории. На ней основываются определенные логические выводы. (Рудник, 1984).
Иначе говоря, вслед за Бюффоном геология сегодня аксиоматически приняла, что геологические события берут начало в космических событиях. Тем самым за давностью лет геология, подавленная фактами огромных изменений, происходивших в геологическом прошлом, практически отошла от принципа геоактуализма. И презрела главную идею, которую провозгласил один из основателей геологии Чарлз Лайель: “Геология точно так же отличается от космогонии, как воззрения на образ сотворения первого человека отличаются от его истории”. (Лайель, 1866, с. 4). Он, как мы помним, полагал, что геология станет наукой только тогда, когда сосредоточится на собственных, специфических законах, которые действуют, во-первых, одинаково во всех временах и, во-вторых, играют для нее более значительную вещественную роль, чем какие-то гипотетичные, более общие, космические законы сотворения планеты и первичный период формирования. Иначе говоря, геологическая история совсем не должна быть похожа на процесс происхождения планеты, и следовательно, этот последний не может практически ничего объяснять в геологических событиях.
Вернадский целиком разделял этот постулат. Однако и в его время и сейчас еще те предвзятые идеи, которые существовали ранее всех наук, продолжают незаметно, но мощно организовывать новое содержание знаний о Земле. Казалось бы, ушли в прошлое предрассудки, на которые Вернадский указывал и в данной речи, и десятью годами ранее в предисловии к своей классической “Биосфере”. Никто теперь, как полвека назад, не настаивает на представлениях о медленном охлаждении планеты от первоначального огненно-жидкого космического состояния; на ее сжатии; на зависимости геологических поверхностных явлений от внутренних планетных процессов. Стало как будто общим местом холодное происхождение солнечной системы, из которого следует, что метеориты, падающие на Землю, и являются первичной материей, образовали когда-то ее своими бесчисленными телами. Но и холодная гипотеза происхождения планеты, как и предыдущая горячая, организуется умственной идеей “начала” и отсчет времен ведет оттуда же, из космических этапов истории Земли. 0 лет для Земли расположен в ее космическом рождении.
И все же на фоне господствующей генеральной схемы и противореча ей, накапливаются факты об обычных, сравнимых с сегодняшними явлениях и событиях, датировки которые настолько приблизились к моменту “формирования планеты”, что на него уже практически не остается времени. В особенности много таких фактов в двух отраслях, у истоков которых стоял сам Вернадский: в геохимии и радиогеологии. По геологическим меркам мгновенно, утверждают геохимики, образовались и стали стабильными атмосфера, гидросфера, осадочная оболочка и с тех пор в своих существенных частях не менялись. (Ярошевский, 1991). Теперь уже стало принято говорить о “катастрофическом росте” геосфер и об одновозрастности, например, атмосферы и планеты. (Изотопная..., 1988).
Таким образом, наука неспешно добирается туда, где ее поджидает вот уже более полувека Вернадский со своим обобщением о геологической вечности нашей планеты, о неизменности геологических процессов на всем ее протяжении. Но воспринимая постепенно под давлением фактов геоактуализм, мы еще не понимаем ту особенную идейную основу, на которой он основывался у него самого, а именно – биоактуализм, прямую и непрямую зависимость геологической истории от биосферы. Мы уже имели возможность убедиться, что вечность и неизменность геологических процессов вызывается вечностью живого вещества, через систему биосферы заводящую все движения потоков вещества и энергии в поверхностном слое земного шара на всем измеренном во времени и пространстве протяжении геологической истории. Биосферу для планетного тела можно представить себе до некоторой степени как луб в структуре древесного ствола. Только луб – усеченный неправильный конус, а гигантская оболочка биосферы обнимает собой шар, точнее, тоже неправильной формы геоид. Луб – тончайшая оболочка под корой, но именно сюда сходятся все вещества и энергия и здесь преобразуются в специфические для данного вида и организма биохимические соединения. Снаружи от луба формируется защитная кора, внутрь – скелетная часть дерева: ствол с его годовыми кольцами. Так и в системе планеты: атмосфера представляет собой кору, защиту от излучений, а биосфера вместе с приводимой ею в движение гидро- и литосферой запускает в действие все процессы планетного обмена. Только они не столь упорядочены вследствие специфических бурных процессов тектоники и вулканизма, создающие на поверхности геологическую и временную мешанину.
Очень впечатляющими были разнообразные, многочисленные открытия микрофоссилий, которые отражали наличие в каменных структурах следов бактериальных сообществ, уже невидимой жизни. Некогда бывшие сенсацией, они стали обычным явлением, с каждым разом палеонтологи продвигались все далее, пока не были открыты явные следы существования бактерий в слоях возрастом 3,8 миллиарда лет. Но менее впечатляющими для неспециалистов, а на самом деле более значительными были открытия геохимиков. Они не обнаруживали следов явной жизни, зато косвенно свидетельствовали о биогенном происхождении минеральных и молекулярных комплексов, газовых выделений. На 27-й сессии МГК 1984 г. сенсационным стал доклад М. Шидловски из Германии, который, обобщив данные изотопного анализа углерода, пришел в твердому и обоснованному выводу о постоянном соотношении двух изотопов углерода, один из которых биогенный. Значит, можно говорить об одновозрастности жизни и древнейших осадочных пород. Получается, что вначале принятого каноническим возраста планеты для жизни не должно было быть условий, а спустя буквально ничтожное время это она уже полностью контролирует земной цикл углерода. (Новости...,1984). С тех пор геохимия углерода сделала огромные успехи и эти выводы стали уже банальными и считается что вся газовая обстановка на планете всегда находилась под контролем ЖВ..
Все исследования в этом направлении показывают точность и безошибочность вывода Вернадского о всеоживленности планеты, и о контроле ЖВ над всей геохимической обстановкой на ее поверхности и в ближайших недрах. Подтверждается и тот вывод, который остался, в сущности, не известен для многих ученых – о принципиальном запрете на определение возраста Земли, запрете, который является прямым следствием биоактуализма.
В самом деле, любое определение возраста горных пород показывает только срок пребывания ее в каком-нибудь определенном состоянии – в метаморфическом, в вулканическом, в виде основной, гранитной или осадочной породы. Но это состояние образовалось в результате предыдущего осадочного состояния материала. И в таком случае мы зафиксируем только время выхода этой породы из биосферы и захоронения. С чего начинается абсолютный геохронологический уровень данной породы? По зрелому размышлению следует признать, что начало пути любого минерального комплекса обретается на поверхности планеты, в биосфере, в виде осадка, который накапливается на дне моря. И тогда как бы ни улучшались изотопные методы определения возраста горных пород, они будут говорить нам только об одном – о длительности существования на Земле биосферы.
Более широкий вывод, который напрашивается из принципиального запрета тот, что никакого источника формирования каменного материала, кроме ЖВ, не существует. ЖВ является демиургом любого минерального комплекса, жидкостей и газов. Ничего нет кроме ЖВ, что обогащает материю энергией, во-первых, и синтезирует, а также дифференцирует вещество в биосфере, во-вторых. Все остальные процессы нивелируют, смешивают вещество, и рассеивают энергию, снижают ее содержание в веществе. “На всем протяжении геологических явлений, научно нами охватываемых, – говорил Вернадский в докладе перед совместным собранием геолого-географического и химического отделений Академии наук 31 октября 1939 г., который он назвал “О количественном учете химического атомного состава биосферы”, – мы видим на планете существование жизни, существование биосферы. Можно, мне кажется, защищать это утверждение как вывод из точного наблюдения в пределах двух-трех миллиардов лет. Биосфера все это время существовала, и, следовательно, температура, химические процессы, солнечные излучения не выходили из рамок сейчас наблюдаемого – геологические перемещения, реакции в биосфере глубоких частей планеты, процессы выветривания и метаморфизма были в общем те же”. (Вернадский, 1994А, с. 522 - 523). Ниже он добавляет, что принцип актуализма в сегодняшней науке даже более понятен, чем во времена своего формулирования. Но он был понятен, как оказалось, только ему.
Таким образом, нет никакого другого ответа на заданные выше вопросы, кроме как сказать, что породу в 0 лет, породу без возраста мы всегда найдем только в пределах биосферы на поверхности, хотя на ней есть еще не переработанные ЖВ обломки минералов любых возрастов. Но именно современные комплексы атомов находятся в составе какого-то организма и участвуют в чисто биохимических превращениях. Биосфера всегда молода. Мы еще не можем сказать, каков ее возраст, то есть какова “толщина” ее настоящего времени. Нет сомнения, что настоящее биологического времени есть островок, одним своим концом выплывающим из тумана будущего, а другим погружающегося в пучину прошлого. Но каковы размеры этого островка, этого мостика между прошлым и будущим? На сегодняшний день никакой методики его определения нет, это дело последующих исследований.
Однако для геологии эта “толщина” ничтожна, ее можно принять просто за 0 лет. Важно осознать и прояснить то направление пути, которое содержится в биосферной концепции Вернадского, что диктует нам его понятие биосферного или биологического времени, определяющим собой бытие всей планеты.
И если мы сопоставим общее представление о круговороте вещества, запускаемого в биосфере, о роли поверхности планеты в ее формировании, с временными и пространственными понятиями, вытекающими из представления о биологического времени и диссимметрии, то нам станет понятным термин геологическое настоящее. Географическая поверхность планеты соответствует текущему сейчас моменту времени. Она есть актуальная поверхность, вечное настоящее. И следовательно, подлинная и единственно реалистическая линия старта времени совпадает с биосферой и должна откладываться только от бытия ее поверхности и двигаться вглубь земных пластов. Актуальная поверхность молода, осадочная оболочка старше, еще более древней должна быть метаморфическая оболочка, затем мантия и самым древним – ядро Земли. Сегодня уже базальтовая, гранитная и выше – литосфера с ее мешаниной разновозрастного материала, обломков разных актуальных поверхностей, относятся к материалу когда-то входившему в состав поверхностной биосферы. И любой участок геологического прошлого есть “былые биосферы”, по выражению Вернадского. (Лапо, 1987). Это стекшая вниз в буквальном смысле актуальная поверхность. Динамика общего возраста разных пород одинакового изостатического уровня должна определяться статистически, по усреднению, как и поступила в свое время классическая механика: не зная источника абсолютного времени, она рассчитывала время процессов по средним значениями следа времени в сохраняющихся структурах движущихся тел.
Геологии станет легче, исчезнут многие противоречия, путаница, если она примет представление об актуальной поверхности, которая есть геологическое настоящее и от нее отсчитывать время. Хотя бы путаница между понятиями молодой – старый по отношению к слоям и каменному материалу. Ведь сейчас, возраст каких бы геологических структур мы ни исчисляли, мы интуитивно совершенно правильно числим их от “теперь”, от нашего времени. Мы говорим “древняя порода” при указании, допустим, что этой породе 3,8 миллиарда лет, хотя исходя из космологических представлений учебников и словарей, мы должны были бы называть ее “молодой”, раз уж она есть представительница формирующейся “новой Земли”. Получается, что интуиция наша вернее навязанных схем.
Палеогеография говорит нам о состоянии поверхности в геологическом прошлом. И так же как диссимметрия градуируется от чисто левых или столь же чисто правых структур ЖВ по пути к полному равенству правизны и левизны в неживых комплексах горных пород, так и возрасты располагаются на некой лестнице времен от строго современных до самых древних, постаревших. Наименьшие определяются радиоуглеродными методами в археологии, применяемые к органическим остаткам, обуглившимся деревянным постройкам, например, а самые старые в изотопной геохронологии относятся к метаморфизованным горным породам.
Есть кардинальный факт: более строго говоря, геологическое настоящее есть биологическое настоящее даже не всей биосферы, а только фундаментальной хемотрофной биосферы. У микроорганизмов нет предков, нет умерших организмов, следовательно, они всегда живут в настоящем. Они и есть “теперь”, которое стояло перед умственным взором теоретиков времени начиная с Аристотеля. Прошлое одноклеточных есть крохотная длительность от одного деления до другого. Соответственно, нет и будущего, хоть как-то воздействующего на них, хотя бы в той степени, в какой она воздействует на морфологически более сложные организмы, для которых будущее предстает в виде неопределенности и некоторого, пусть и очень простого выбора. В следующих главах мы коснемся этой очень сложной области раздела по признаку времени между одноклеточными и многоклеточными организмами.
Пока же важно сказать, что геологическое настоящее длится хемотрофами. А в прошлое они отправляют свои осадки, свое произведение. Выходя из биосферы, осадки начинают стареть.
Сегодня понятия начала геологической истории еще нет. Под ним понимается темное космическое прошлое планеты, ранние стадии ее формирования, когда собственно геологические законы якобы не действовали, а шли процессы роста, аккреции или аккумуляции планеты из протопланетного облака. Однако это представление выходит из рамок эмпирической области в сферу догадок, модельных расчетов, приблизительных представлений. И не случайно так, потому что все подобные расчеты и гипотезы не исходят из реально идущего на земле биологического времени. Они не дают себе отчета, а каков же источник времени, каков характер пространства? Все такие модели или сознательно, или неосознанно, инстинктивно избегают отвечать на вопрос: в результате какие процессов идет время и какое может быть пространство, если нет пока ни биологических процессов, которые их формируют, ни идущего в унисон с ними, отражающие биологические процессы геологического времени, дополняющего его своим пространственным построением.
Единственной эмпирической основой для геологической истории, для определения продолжительности геологических процессов и для определения начала и конца этих процессов служит учение о биосфере, в котором время имеет прочную биологическую базу. Конечно, никто не запрещает представлять, что было до “всегда”, но для этого нужно выйти за пределы самого понятия геологического и биологического времени-пространства. Как, кстати сказать, и поступили физики, введя для начальных гипотетических стадий образования Вселенной теоретическое понятие “сингулярность”, то есть состояние до - времени и пространства, где обычные физические законы становятся “странными”.
Сегодня продвижение всего фронта наук о Земле подтверждает самым прямым образом и гео-, и биоактуализм В. И. Вернадского, но порождает тем самым умственную проблему, поскольку ликвидирует тот временной зазор и пространственную структуру, на которые еще недавно опирались казавшиеся такими ясными понятия о “начале формирования” планеты и о “происхождении жизни”. Путь ее решения – только в разработке представлений ученого о реальном времени-пространстве, формируемом биосферным процессом. Решения вначале хотя бы и в грубых, приблизительных формах, но верно направленных.
Под влиянием каких материально-энергетических процессов происходит движение вещества, выходящего из биосферы, в другие геосферы и оболочки? Биологическое время и пространство дают нам обобщенное представление об этих процессах, конкретные детали которой изучаются во многих дисциплинах наук о Земле: в седиментологии, в литологии. Даже если не принимать в расчет человеческую цивилизацию, которая уже сейчас начинает контролировать течение материально-энергетических и информационных процессов на актуальной поверхности, то и без нее биосфера представляет собой наибольшее возможное разнообразие в мире, которое мы даже не можем себе научно представить.
Вернадский попытался найти общее в этом разнообразии, которое в наши дни само по себе трактуется как один из самых важных законов кибернетики: закон необходимого разнообразия. Он гласит: управляющая система должна быть разнообразнее управляемой, у нее должно быть больше степеней свободы. Не зная таких понятий, Вернадский пытался разнообразие описать качественно. Географическая поверхность планеты – “планетная мембрана” – есть самое удивительное “естественное тело” во всем круге нашего научного опыта, открытое им. Она отделяет, экранирует биосферу от губительного воздействия космического холода и радиации, но в то же время не изолирует, но пропускает требуемую полосу излучения. Может быть, самое главное и общее есть то, что поверхность планеты благодаря действию живого вещества обладает способностью к управлению телом планеты и упорядочиванию ее наиболее массовых и главных материальных процессов. Способность к упорядочиванию обеспечивается прежде всего тем, что в термодинамическом плане эта теплая поверхность имеет наивысшую степень сложности вещества. Здесь находится полюс сложности вселенной вокруг нас, мы находим в биосфере самые невероятные по составу и строению, еще чуть затронутые анализами химические соединения, источником которых является только живое вещество биосферы. (Аксенов, 1998Б). Соответственно и связи между такими сложными телами, взаимодействия и перестановки из такого количества факторов умножает сложность и порождает многочисленные спонтанные движения. Об этом Вернадский догадывался в начале века, когда описывал найденное им явление “живое вещество” и искал, что же в организмах является, помимо белка, газов, жидкостей, других запасных питательных органических соединений, собственно живым веществом. Он пришел к выводу, что таковым является в клетке только вещество зародыша, оно обладает наивысшей возможной для материи вообще, астрономически сложной структурой. Наследственную плазму, говорил он, уже нельзя назвать веществом в обычном физическом смысле, к нему одинаково применимо и понятие энергии, только упорядоченной, а не физической. Вернадский назвал зародышевую плазму активированной материей, и применил к ней позднее понятие “биогеохимическая энергия”. (47). Ясно, что эта энергия не есть жизненная сила виталистов, она имеет реалистическое объяснение. Мне кажется, Вернадский нашел его в понятии неравновесного, “нарушенного” с точки зрения обратимых законов химических и физических равновесий состояния внутренних структур живого вещества, которое сводится к диссимметрическому построению наследственных структур живых организмов. Об этом мы поговорим в следующих главах.
Понятие вечности жизни спасает, казалось бы, безнадежное положение. Мы поступим научно, методически правильно, говорит нам Вернадский, если не будем объяснять свойства вещей их происхождением, следовательно, геологическую историю сводить к началу космического времени. Такой путь совершенно не информативен. И био-, и геоактуализм призывает сосредоточиваться на анализе состава предмета более, чем на его “родословной”, оставив это занятие другим областям знания, за пределами науки. Практично, научно выгоднее считать, чтобы не плодить гипотезы, что жизнь была всегда, живое вещество не появлялось нечаянно или даже как-то эволюционно закономерно из вещества инертного. Отсюда логически неопровержимо следует, что всегда была образуемая им актуальная поверхность планеты – система биосферы, всегда шло время, и ниоткуда не возникла, а была всегда неразрывно связанная с временем пространственная диссимметрия живого вещества - действительно чрезвычайно важное свойство внутреннего строения живых тел. Время прошедшее отсчитывается от актуальной поверхности и потому всякие космогонические представления, как и предсказывал Вернадский, тот “научный фольклор”, как он их называл, должен уступить место обычной науке измерений, изучающей то, что есть, а не как оно из чего-то другого появилось.
Итак, в биосфере или на актуальной поверхности расположено самое сложное по составу и строению косное вещество, имеющее своим источником вещество биоты. Естественно, благодаря водным растворам и газовому смешению оно вступает в сложные цепочки реакций. Не углубляясь в детали, достаточно здесь сказать, что отсюда, из наследственных структур и до самых отдаленных от поверхности сфер вещество, упрощаясь, движется к равновесию за счет и в соответствие с градиентом сложности и степенью диссимметрии. Стремление к уравновешенности соответствует всем физическим и термодинамическим правилам, оно являет собой аналог энтропии, то есть в нем наглядно процесс идет только в направлении к равновесию. Древнее – значит проще. Чем далее от актуальной поверхности отстоит горная порода, тем она старше и тем она проще в строении, не говоря уж о том, что она представляет собой рацемичную кристаллическую структуру. Иначе говоря, любая структура, поскольку она всегда может образовываться в правых и левых вариантах атомного строения, обязана состоять согласно энтропии из равного количества этих изомеров, то есть быть рацемичной. Такой рацемичной и является практически любое инертное вещество на поверхности и в недрах планеты. Практически, но не точно. Все вещество в целом – и живое, и неживое – располагается на некоей лестнице рацемичности, обладает разными ее степенями, разным процентным отношением неравенства к равенству левого и правого вещества. И это, вероятно, будет соответствовать старению породы. Возможно, найдется способ обнаружить определенную корреляцию между степенью диссимметрии (или обратной ей степенью рацемичности) и возрастом данного комплекса породы.
Источник термодинамической неравновесности продолжает по инерции действовать в том веществе, которое покидает живые организмы и отправляется в бассейны седиментации. Когда говорят, что оно насыщено энергией, это, по сути дела, означает, что оно еще сохраняет остатки диссимметрии своих структур, полученные от живой материи. Продвигаясь по слоям литосферы, оно постепенно рацемизируется, теряя энергию и кристаллизуясь, успокаивается на какой-то конечной станции равновесия, хотя распад его в абсолютном смысле потенциально никогда не прекращается вплоть до исчезновения его и перехода в элементарные частицы, может быть. Этому продвижение “вниз” отвечает продвижение вверх воды, газов, которые и уносят энергию из кристаллизирующихся пород.
Так почему же происходит этот распад – от бактерии до элементарной частицы? Как ни странно, механизм этот предугадал все тот же Ламарк, на что никто тогда не обратил внимания.
Глава 19
Принцип Ламарка
Поскольку же образец являет собой вечно живое существо, Он положил в меру возможного и здесь добиться сходства; но дело обстояло так, что природа того живого существа вечна, а этого нельзя полностью передать ничему рожденному.
Платон. Тимей.
Что значат эти слова Платона: “дело обстояло так”? Что за обстоятельства, которые не позволяют сохранить вечность, а только временность? Ничего нельзя удержать, некие “обстоятельства дела” не позволяют. Все возможно только до некоторой степени, а не идеально. Все портится. О том говорит и Ньютон: несмотря на могучий закон инерции, движение затухает и Богу приходится вмешиваться в ход событий, чтобы все не остановилось окончательно и возобновлять его количество.
И вот теперь с биосферной точки зрения, почему, несмотря на необоримую силу размножения или абсолютного движения, не все на свете оживлено, не все вещество стало живым, а есть только тонкая пленка жизни на нашем земном шаре? Нельзя жизненность полностью “передать рожденному”, и любое движение инертных масс в конце концов, будучи предоставленным себе, становится относительным и затухает. Не об этих ли “обстоятельства дела” всегда знали философы и поэты и так выразительно говорили о них, когда писали о бренности всего существующего, о преходящем времени, о разрушении всего и вся ? “Река времен в своем стремленье уносит все дела людей”, – писал Державин в хрестоматийном своем стихотворении.
А ведь представления Бергсона и Вернадского никак не сочетаются с этими интуитивными жалобами на “всепожирающую силу времени”. В двадцатом веке в науку стали проникать идеи, что не время виновато в разрушении и пожирании все и вся, а вот те самые “обстоятельства дела”, о которых говорит Платон. Начали складываться представления, что время связано с положительным становлением, а не с гибелью, оно всегда только на подъеме, а не на спуске.
Но что собой представляет спуск и какое отношение он имеет к живому миру? Как может еще что-то сохраниться в мире при таком всеобщем и могущественном стремлении его к распаду?
Возьму на себя смелость предположить, что проблему можно в общем виде легче и адекватно описать, если применить принцип Ламарка. Таковой в науке не известен, несмотря на огромный след, оставленный Ламарком в последующем развитии естествознания. Однако рискну указать, что одно из его наблюдений и обобщений заслуживает пристального внимания и возведения в эмпирический принцип, то есть в очень общее положение, проходящее через множество научных дисциплин. Оно вписывается и до некоторой степени хорошо объясняет предложенную Вернадским простую модель пластов реальности (состояний пространства) или введенное в предыдущей главе понятие актуальной поверхности. Принцип Ламарка выражает форму связи между состояниями пространства, объясняет их неразрывность несмотря на непримиримую противоположность во всех основных своих характеристиках.
Ламарк, как мы помним, многократно и по разным основаниям, по различным критериям и признакам составлял список противоположностей живого и неживого, или, как он тогда называл, организованных и неорганизованных тел природы, за исключением которых в ней ничего нет. Что же он искал, какая умственная задача перед ним стояла, когда он сопоставлял живое и неживое? Ламарк шел в данном направлении, пытаясь найти наиболее общее, но достаточно специфическое в действии живых тел в отличие от неживых. В сочинении “Аналитическая система положительных знаний человека, получаемых прямо или косвенно из наблюдений” Ламарк попытался как-то подытожить свою сводную таблицу в одном общем соображении: “Все живые тела, для того, чтобы жить, т.е. для того, чтобы у них могли осуществляться их жизненные движения, нуждаются не только в сохранении в их частях такого состояния и порядка вещей, при которых возможны их жизненные движения, но, помимо того, и в действии стимулирующей причины, способной возбуждать эти движения”. (Ламарк, 1955, с. 63). Вот об этой стимулирующей причине и идет речь. Ламарк ищет путеводную нить для отыскания причины движения живых тел – вообще всех живых тел независимо от их формы и несвязно с конкретными образами их жизни, то есть как сейчас говорят, с их экологией. За это его позднее обвинили и до сих пор обвиняют в витализме, однако, думаю, дело гораздо сложнее. (48). Ламарк не искал ничего таинственного наподобие жизненной силы, он хотел найти естественную, физическую, реалистическую причину живого движения, которая поддавалась бы адекватному описанию.
Ламарк, мне кажется, как раз и предупредил все последующие поколения ученых от увлечения витализмом и от поиска особой жизненной материи или особой жизненной силы. Нет никакой особой материи жизни, но есть особое состояние материи жизни. Ламарк непрерывно подчеркивает, что оно, это особое состояние, непроизводно, не могло произойти из мертвого состояния. Совсем наоборот, неживое или косное состояние материи – это вышедшее из жизни, производное из жизни состояние. Все вещество земли есть продукт жизненной деятельности, остатки организмов, образно говоря, и ничего более. Ламарк считал даже, что сами атомы “делаются” в живых телах и начинают свой путь по объектам природы. И если природа неживая стремится разрушить все образования, все сложные химические соединения, то живые тела их создают: “В природе существует еще особая мощная и непрерывно действующая причина, обладающая способностью создавать соединения, умножать их число, разнообразить их и непрерывно обогащать их новыми основными началами. Эта могущественная причина заключается в органической деятельности живых тел, в которых она непрерывно образует соединения, без нее никогда не существовавшие бы”.( Ламарк, 1955, с. 546). Основными началами во второй половине XVIII века и в первые десятилетия XIX века как раз и называли атомы.
Вернадский считал, что тут могущество жизни чересчур преувеличено, что атомы не могут создаваться в живом веществе. Что означает “создаваться”? Если из ничего, это нарушило бы закон сохранения материи. Вполне извинительно Ламарк излишне спрямляет путь, пропускает много посредующих звеньев. Но Вернадский поддерживал и весьма ценил наблюдение и идею Ламарка о биосферной роли организмов, о том, что все вещество биосферы проходит, порой даже многократно, в атомно-изотопном виде через живые организмы и приобретают в них дополнительную по сравнению с обычным физическим состоянием порцию энергии. Вот об этой частичке энергии и идет речь.
Ее и искал Ламарк и нашел не в особом веществе жизни, и не в организованном (непроизводном, не приобретенном) состоянии живой материи. Этого недостаточно. Какая-то причина на границе живого и неживого действует, заставляя лабораторию природы производить великое и многообразное множество соединений. Вот путем непрерывного и шедшего почти всю вторую половину его жизни упорного сопоставления вещества двух царств природы он и указал на нее, если не в точном физическом смысле, то хотя бы обозначил метод, принцип, в чем, по какому именно свойству проходит граница – по созиданию и разрушению.
“Законы, управляющие всеми изменениями, наблюдаемые нами в природе, оставаясь всюду одними и теми же и никогда не вступая в противоречие между собой, вызывают в живых телах явления, весьма отличающиеся от тех, которые они порождают в телах, лишенных жизни и прямо противоположных первым”. (Ламарк, 1955, с. 539). Здесь и кроется главное. На этой противоположности он и сформулировал тот принцип, который можно было бы назвать “принципом Ламарка”. Принцип гласит так: “Я вижу в обоих случаях только одну силу, непрерывно созидающую при одном порядке вещей и разрушающую – при другом, ему противоположном... в живых телах в продолжении их жизни происходит непрерывная борьба между теми обстоятельствами, которые обусловливают созидающую силу жизни, и теми из них, неизменно возобновляющимися, которые делают ее силой разрушающей”. (Ламарк, 1955, с. 543).
Вот они, эти “обстоятельства”. Та же сила в неживом веществе действует разрушительно, вывел наблюдение Ламарк. Так о какой же силе он говорит? Нет никакого сомнения, что не витальной, не той, которая заключена в живом, как думают виталисты, не может же она стать отрицательной. Просто на эту вторую половину его формулы – разрушающая сила – не обращали внимания. В живом нет ничего разрушающего, во всяком случае, оно успешно подавляется, и не составляет никакой специфики живого.
Предположим, что речь идет о понятии, которое теперь называется “энтропия”. Просто в его время не то что не существовало такого понятия, не было даже термина “энергия” и таких производных от нее как количество энергии и ее качество, и уж тем более такого теперь знаменитого и общеизвестного как “энтропия”. Второе начало термодинамики сформулировано в науке через полвека после смерти Ламарка. Сила ума у представителей науки всегда одна и та же, а конкретные содержания наук в разные времена – несравнимы. Платон, как видим, чувствовал, что есть нечто, что не дает вечному остаться вечным, превращает его во временное и это нечто назвал, естественно, в самом общем виде “обстоятельствами дела”.
Ко временам Ламарка в этой области науки кое-что уже было наработано. Существовал очень общий принцип наименьшего действия, сформулированный Пьером Мопертюи: все что происходит в природе само по себе, происходит с наименьшими затратами силы, по кратчайшей траектории, так сказать. Но Ламарк дополнил это выражение до целого. Если бы действовал только один этот принцип, в природе не было бы ничего, никаких форм, а между тем мы видим в ней великое количество форм и сложных веществ. Их источник -- живые организмы. В них совершенно явственно все происходит отнюдь не по наименьшему действию. Взрывная сила жизни никак к этому принципу не подходит. Рыбы или креветки мечут миллионы икринок, не все пройдут эмбриональную стадию и выведутся, а из выведшихся малая часть достигнет репродуктивного состояния, остальные погибнут? Тут гигантская избыточность, а не наименьшее возможное действие, не самый краткий путь, а очень обходной. Зато достаточно эффективный, обеспечивающий устойчивость средних чисел репродукции.
Мне кажется, Ламарк во всей истории науки один-единственный ученый, кто понял и корректно выразил и обыденное, и научное сотни и тысячи раз повторявшееся наблюдение, что все разрушается и все созидается в зависимости от места приложения силы. Он разобрался в этой невероятной путанице противоположно направленного действия, в силу чего уже время считают то созидающей, то “лечащей”, то наоборот, все “пожирающей”, все сглаживающей силой.
Одна и та же сила действует прямо противоположно в телах организованных и неорганизованных. Первые она заставляет производить все сложные соединения, говорит Ламарк, вторые – заставляет разрушаться. Из этого своего принципа, кстати сказать, Ламарк и произвел то следствие, которое и называется “ламаркизмом”, то есть его вариантом эволюции. Непрерывно действующая сила не только заставляет организмы производить сложные химические вещества своей жизни, безудержно плодиться, но принуждает их в течение срока существования меняться к лучшему, в направлении совершенствования, побуждает искать новые способы жизнедеятельности, повышать организацию, то есть, считал Ламарк, приобретать новые органы своего тела или тренировать прежние. Эти новые или натренированные органы передаются по наследству, закрепляются в новых поколениях и таким путем движется эволюция. Вот как далеко шел его принцип. Но как известно, последующее развитие науки не подтвердило закрепление у животных и растений благоприобретенных упражнявшихся органов. Все оказалось значительно сложнее. Против его передачи благоприобретенных признаков успешно сражался Дарвин и все последующие эволюционисты вплоть до наших дней, пока генетика не перевела разговор совсем в другую плоскость – в сферу мутаций.
Однако если не доводить “принцип Ламарка” до тех биологических экстраполяций, которые он делал, а оставаться в экологической или биосферной области, где этот принцип и родился, он может иметь большое методологическое научное значение. Он наталкивает на большие обобщения и распутывает ту путаницу, которая существует в обсуждении темы: живой организм и энтропия. Последняя считается абсолютным злом мира, породив многочисленные интерпретации вплоть до “тепловой смерти Вселенной”. Но ничего такого из принципа Ламарка не вытекает, совсем наоборот, она есть сила созидательная, все зависит от места приложения ее.
*******************
Посмотрим на нашу модель пластов реальности еще раз, только теперь приведем ее в движение. Как идут потоки вещества и энергии в мире, где есть живое? Для этого достаточно представить всю биосферу, все неживое вещество, существующее в окрестностях ее и все потоки энергии, которые действуют здесь. А можно и проще: представить схематично самый простой биоценоз, потоки солнечной энергии и окружающую неживую часть среды.
Рис. 2. Пласты реальности по В.И. Вернадскому. Потоки вещества и энергии в соответствии с принципом Ламарка.
Энергия или “сила” по старой терминологии, воздействует одинаково на инертное вещество, на материю, и на ЖВ. Например, солнечный луч падает на кусок камня и на растущий рядом с ним кустик травы. Согласно принципу Ламарка, в первом неорганизованная энергия нагревает камень, который затем охлаждается и в конце концов эти колебания его разрушают, во втором – солнечный луч попадает в организованную среду, где успешно используется для жизнедеятельности, то есть часть падающей энергии производит фотосинтез, переходит в свободную энергию, могущую совершать работу.
Мир № 1 есть источник усложнения всякого вещества. Под веществом здесь понимается биота, существующая на атомном, молекулярном уровне и в различных соединениях. В ЖВ и только здесь образуется всякое сложное вещество. Это полюс сложности универсума. Все, что мы извлекаем из так называемых “кладовых природы” на Земле, создано живым веществом. Некоторые исключительно сложные соединения, выходящие из организмов, даже не поддаются никакому анализу: различные запахи, смолы, мед и т.п.
Мир № 2. Ясно “по обстоятельствам дела”, что несмотря на прочность и какую-то невероятную устойчивость множества созданных ЖВ структур, ничто не вечно и на выходе из биосферы портится, упрощается, разрушается. Отметим направление движения: только от мира № 1 к миру № 2 и никогда ни при каких обстоятельствах обратного самопроизвольного или случайного движения к сложности быть не может.(49). Никогда из инертного не образуется живое, последнее только использует минеральные соединения. Именно направление движения имели ввиду и Ламарк, и Вернадский, когда составляли таблицу сравнения живого и косного. Это улица с односторонним движением. Сложное не может само собой, без посредства живого вещества образоваться из простого, зато нет ничего более обыденного, как непрерывная деградация и разрушение сложного до уровня простого.
Но как далеко идет разрушение? Древние думали что до небытия, так сказать, но не решили что оно такое? Что под ним понимать? В современной науке выяснено, что конечной станцией распада, уровнем полной деградации материи является космическое реликтовое излучение с температурой 3 K. Сюда устремлялось воображение авторов теории “тепловой смерти Вселенной”, когда они отвлекались от своих формул энтропии на более общие соображения и экстраполировали их на всю реальность. Так это или не так, или есть еще вакуум и вообще небытие как бочка без дна? Но глубина падения для нас сейчас не имеет значения. Важно найти границу раздела между мирами, которую, мне кажется, искал пока только один Вернадский. Он определил ее по критерию величины, по размеру: частицы размером 10 –3 см (надо думать, в условиях биосферы, то есть при нормальных температурах и давлении). Все что больше, можно называть веществом, где действует закон тяготения, все что меньше – полями, или переходящие в волны излучения, не существующие как масса покоя. Вместо закона тяготения в них действуют другие закономерности.
Сейчас важно направление потока, идущего через эту границу. Ясно, что они следуют тоже в одном направлении – по пути уменьшения организации вещества. Оно разрушается и улетает, так сказать. Мы живем в тающей Вселенной. Все мертвое вещество в ней тает, пропадает, уменьшается. Об этом говорит весь научный опыт. Разрушаются со ступени на ступеньку молекулы, а затем атомы. (50).
В близком нам макроскопического мире Земли, в эмпирической области фактов, а не в теориях “образования атомов” мы видим за пределами живых организмов только и несомненно распад. И он продолжается, говорит Вернадский, на атомном уровне, только сроки их распадения далеко выходят за пределы химических, геологических и иных методов наблюдения. Он назвал это направление распада закономерной бренностью атомов. “Рассмотрение атомов в разрезе времени сказывается резче всего в закономерной бренности их существования. Это точно и с несомненностью количественно мы пока знаем для 14 химических элементов из 92. Но весь огромный точный эмпирический материал, лежащий в основе химии, ясно указывает, что мы имеем здесь дело с таким глубоким проявлением строении атомов, которое должно быть общо им всем” (Вернадский, 1988, с. 229). Сегодня в теоретических науках, поскольку практически конца долгоживущих атомов никто не дожидается, считается, что не распадается только протон – главная часть атома водорода, из которого по большей части Галактика и состоит, остальное – примеси. Получается, что вселенная непрерывно тает от сложных соединений в сторону водорода, до протона.
А вот Мир № 3 не имеет ярко выраженного одностороннего направления. Это подозревавшийся древними Хаос на самом деле не хаос, а упорядоченное полями движение, но в разных направлениях относительно и Мира № 1 и Мира № 2. Поля воздействуют на все одинаково – и во всех направлениях.
В соответствии с принципом Ламарка о противоположном действии одной силы этот мир одинаково мощно воздействует как на живое так и на неживое, но производит разный эффект. В первом случае потоки излучения встречают на своем пути действующую организацию, во втором – организацию, покинутую так сказать, организующим началом. Потоки и были оформлены в науке как второе начало термодинамики или правило энтропии. Но их разрушающее действие касается только неживого Мира № 2.
Собственно говоря, многие, исходя из подобных очевидных наблюдений, делали вывод о существовании особой, антиэнтропийной способности ЖВ. Сразу после создания Майером закона сохранения энергии, исходившего, кстати, из наблюдений над живыми организмами, и после формулирования второго начала термодинамики возникло много работ, утверждавших, что живые организмы не подчиняются второму началу, или владеют антиэнтропийными приспособлениями.
Для примера возьмем довольно популярную у нас в начале двадцатых годов теорию эктропизма Ауэрбаха. Немецкий физик утверждал, что против обесценения энергии живой организм действует концентрацией энергии и назвал эту способность эктропией: “Жизнь – это та организация, которую мир создал для борьбы против обесценения энергии”.( Ауэрбах, 1911). Но как показал Вернадский, живое может как концентрировать вещества, так и рассеивать их и на этом существовать. Так что принцип эктропии не имеет физического смысла. Как пример подобных рассуждений можно привести еще рассуждения В.Н. Муравьева. В работе “Культура будущего” он писал, что если есть разрушение, которое мы наблюдаем в мире повсюду и с железной необходимостью, выраженные во втором начале термодинамики, как обесценение энергии и превращение всех ее форм в тепловую, то должно быть и обратное движение – к повышению качества энергии. Если мир существует, значит, он не мог разрушиться под действием энтропии и существует только благодаря концентрации энергии, производимое живыми организмами. (Муравьев, , 1998, с. 241 - 279)
Разумеется, и Ауэрбах и Муравьев, правы, как правы и многие современные исследователей, рассуждающие в сходных категориях о “третьем начале термодинамики”, каком-то аналоге особой “жизненной силы”. Но это правота натурфилософская, словесная, которая мало что объясняет. Между тем принцип Ламарка, утверждающий экологическую или биосферную способность живых существ использовать разрушительный поток, добавляет к этой правоте то “чуть-чуть”, после чего философия становится наукой. Наука антиинтуитивна, она противоречит здравому смыслу, на котором строится натурфилософия. Она действует путем уточнения своих формулировок, сужает их до степени применимости. Сужение суждения Ламарка заключается в словах “одна сила”. Одна и та же сила действует в живых организмах созидающе, тогда как в неживых разрушающим образом. Значит, энтропия не только может быть творческой силой, но благодаря ей живое и созидает. ЖВ не преодолевает нивелирующую силу, ничему не противодействует, оно и живет, используя направление энергии к ее усреднению, к рассеянию, то есть благодаря энтропии, о которой Ламарк ничего не знал, но догадывался. Ламарк нащупал механизм осуществления “силы”, заключенный в организации самой природы и благодаря своей идеи непроизводности жизни, но производности неживых химических соединений из живых организмов, механизм предвосхитил.
Но конечно, он не мог его найти в деталях, для того не было условий, была только верная научная интуиция. Объяснительный механизм начал формироваться позже, оформляться путем создания понятия биогеохимической энергии Вернадского и еще одного принципа – принципа устойчивой неравновесности Эрвина Бауэра 1935 г. Последний звучит просто: “Все и только живые организмы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях”. (Бауэр, 1935, с. 43). И пожалуй, в наибольшей степени способствует пониманию, актуализации “принципа Ламарка” даже не Вернадский, а Бауэр. Дело в том, что он раскрыл свой принцип неравновесности через сходное с понятием Вернадского биогеохимической энергии, но немного более точное, указывающее на форму осуществления, на механизм и конкретный биохимический путь энергетических потоков – через понятие “структурная энергия”.
Неравновесность живой материи, которую Бауэр возвел в принцип, выражается, как он говорит, в структурной энергии, то есть в предварительной (непроисходимой, непроизводной, а бывшей всегда) заряженности живых молекул “лишней” по сравнению с равновесной неживой материей энергией. Это выражается, говорит Бауэр, в электрическом потенциале клеток, создающем деформированную ее структуру. Деформация и есть неравновесность или структурная энергия, потенциальная энергия, способная производить работу. В одном месте клетки благодаря мембранам накапливаются заряды или концентрируются химические элементы. Если их освободить, они распределятся по всему объему. То есть потенциальная энергия превратится в кинетическую путем распрямления деформированной структуры клетки и превращения ее в недеформированную, в равновесную. Это происходит с молекулами каждой отдельной клетки в определенное время, затем следует зарядка энергией и превращение ее в деформированную. “Неравновесное состояние живой материи и следовательно ее постоянно сохраняющаяся работоспособность в конечном счете обусловливается, как того требует наш первый принцип (неравновесности – Г.А.), молекулярной структурой живой материи, а источником работы, производимой живой системой, служит в конечном счете свободная энергия, свойственная этой молекулярной структуре, этому состоянию молекул. Или соответственно второй формулировке нашего принципа, внешняя работа может быть произведена лишь за счет структурной энергии”. (Бауэр, 1935, с. 76-77).
Неравновесность – и с непременным эпитетом “устойчивая” – есть ни откуда не произошедший, а всегда существовавший склон, причем бегущий вниз склон, на котором живет, не падая, молекула живого организма. Скорее даже не склон, похожий на склон холма, а ниспадающий водопад. Это внешняя энергия, бьющая по любому организму с постоянной и ровной силой. Но весь фокус во внутреннем устройстве. Живое как мягкий шарик, постоянно крутящийся на этом водопаде, ничем не поддерживаемый извне, а только своим внутренним устройством, и за счет какого-то вращения остающийся на этом падающем потоке в одной точке, на одной высоте. (51). Точнее, колеблющийся на одной высоте: ниже – выше.
Еще раз подчеркнем заключительную мысль Эрвина Бауэра из только что цитированного отрывка: “Внешняя работа может быть произведена лишь за счет структурной энергии”. Подобное уточнение принципа устойчивой неравновесности исключительно важно. Бауэр тоже привел в движение свою конструкцию из деформированных молекул и увидел нечто удивительное. Вся работа делается живыми организмами не за счет потребляемой энергии, а за счет всегда существовавшей, вечной структурной энергии.
К любому биофизическому процессу, говорит Бауэр, биофизики подходят как к неживой системе, к машине: вот механизм стоит, у него нулевой уровень работы, вот включена энергия, работа началась. Всегда легко рассчитать приход – расход за счет сделанной работы. Все видели всегда баланс поступления и расхода энергии, в результате чего сделана полезная работа. Но этого баланса никогда и нигде нет там, где есть живая клетка. К балансу прихода добавляется внутренняя структурная энергия и живое работает за счет притока энергии чрезвычайно своеобразно. Не замечали очень тонкой и главной вещи, говорит Бауэр: энергия никогда не расходуется напрямую на производство работы, которую совершает организм. Энергия поступает в систему, обладающую собственным поведением, то есть уже обладающей некоторым запасом структурной энергии, и потому включается в сложный, обходной путь, а не прямо тратится на работу, как в любом механизме. Внешняя, поступающая извне в виде электрических зарядов энергия тратится не на что иное, как на создание неравновесной, деформированной структуры, а должная по функции клетке работа делается спонтанно, сама собой, за счет “выпрямления” деформации, за счет естественного стремления молекулы придти в равновесное состояние. Вот это и есть самое главное: на что идет энергия?
Полезная, к примеру, солнечная энергия не идет через организм, как вода через мельницу, производя полезную работу, а отводится на строительство мельницы и ее непрерывный ремонт. организм с ее помощью упорно поддерживает ее в работоспособном состоянии, а нужная данной клетке, например, мышечной, говорит Бауэр, работа производится сама, уже по принципу наименьшего действия.. “Структуры живой системы не являются равновесными, что следовательно для сохранения их, т.е. условий системы, необходимо их постоянно возобновлять, т. е. постоянно затрачивать работу. Таким образом, химическая энергия пищи потребляется в организме для создания свободной энергии структуры, для построения, возобновления, сохранения этой структуры, а не непосредственно превращается в работу”. (Бауэр, 1935, с.55).
Бауэр по сути дел нашел некую общую принципиальную схему внутреннего устройства “черного ящика” биосферы. Если Вернадского как геохимика интересовал больше вход и выход, то Бауэра как биофизика вслед за Ламарком (о котором он ничего не говорит) – главный тракт энергии внутри живого организма. На пути от входа до выхода в “черном ящике” происходит не замечаемая нами подмена. На выходе – совсем другой уже вид той же энергии. Бауэр нашел основное отличие организма от механизма. В механизм поступает топливо и благодаря более или менее хитроумному устройству производит полезную работу. Так думает и биофизика в основном. Но в организме согласно принципу неравновесности энергия идет на строительство и возобновление механизма, а не на работу, чего не делает ни один механизм. Работает другой вид энергии.
Работает “естественное стремление” к распрямлению от деформации, а не входящий в устройство поток энергии, то есть трудится сама Госпожа Энтропия. Работает стремление к нивелировке всех и всяческих потенциалов и градиентов, будь они химические, электрические или структурные. В живом веществе никогда и нигде нет “нуля” энергии. Над всеми исследователями всегда довлела общая идея “происхождения” жизни, поэтому возникает загадочная и неразрешимая проблема “лишней”, откуда-то берущейся энергии. Между тем принцип Гюйгенса-Вернадского о вечности жизни предполагает что эта лишняя энергия была всегда, чтобы под этим “всегда” ни понимать. Живое с помощью внешней полезной энергии только поддерживает перепад высот, передающийся в готовом виде от одного организма к другому без изменения. Он занимается только непрерывным ремонтом мельницы, то есть изготовлением неравновесного, “неправильного” с точки зрения химии и физики состояния. А работа делается сама, за счет распрямления его в “правильное”. На это затрачивать энергию не надо, кроме как на триггерный эффект.
Таким образом, с пространственной стороны наблюдается неравновесность, с временной определенная удерживаемая длительность, необратимо исчезающая при выполнении работы – так живет одна отдельно взятая молекула, которая в живом не бывает отдельно взятая, а только в ансамбле, в ассоциации. Состояние пространства - времени является той “мельницей”, которая превращает разрушительную силу в полезную работу в материи живой и разрушает не имеющую “мельницы” мертвую материю.
*****************
Однако и принцип Ламарка, и принцип неравновесности Бауэра, и понятие о биогеохимической энергии Вернадского – все еще очень общие научные положения. Они дают возможность понимания, но не дают пока возможности работы с этими принципами. Более детальное рассмотрение возможно при применении к ним представления о диссимметрии пространства, которая является, как мы решили выше, оборотной стороной необратимости времени.
Принцип Ламарка позволяет поставить вопрос так: является ли диссимметрия Пастера и неравновесность Бауэра одним и тем же свойством жи