Вернадским была сформулирована биогеохимическая концепция биосферы (которая далее излагается на основе книги «Современные концепции естествознания» (А.Н.Бабушкин, СПб., 2000)).
В этой концепции основу биосферы составляет живое вещество, понимаемое как совокупность химических элементов, сосредоточенных во всех живых организмах, вместе взятых.
«Кроме растений и животных, В.И.Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество» (Г.И.Рузавин «Концепции современного естествознания», М., 2001).
Вернадским были сформулированы три основных биохимических принципа эволюции биосферы как целостного образования:
— Первый принцип вытекает из факта устойчивости геологических процессов в ходе исторического времени и состоит в том, что биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному значению.
Живое способно со временем проникать в ранее недоступные области и увеличивать перерабатывающую активность. Освоение новых областей происходит за счёт увеличения разнообразия форм живых организмов. Другим проявлением этого принципа можно считать постоянство среднего химического состава живого вещества с момента его формирования по настоящее время. Поэтому этот принцип можно назвать правилом постоянства химической основы эволюционных процессов органического мира.
— Второй принцип связывает воедино эволюцию в целом биосферы и отдельных видов. Он состоит в том, что эволюция видов, приводящая в ходе геологического развития к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идёт в направлении, увеличивающем биогенную миграцию составляющих биосферы. Этот принцип задаёт правило направленности эволюционных изменений органического мира. Появление человека есть закономерный процесс, так как выделение его из животного мира связано с резким ростом процесса переработки окружающей среды.
— Третий биохимический принцип основывается на геометрической прогрессии размножения живых организмов. В соответствии с ним в течение всего геологического времени заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества.
Учитывая исключительно высокие темпы размножения живых организмов, этот принцип можно трактовать как правило полной заселённости Земли в любое геологическое время.
По мнению Вернадского, для данного геологического периода количество живого вещества биосферы постоянно.
Живое вещество производит на Земле непрерывную, не прекращающуюся ни на мгновение работу по переработке своего окружения, по его изменению.
Человек, являясь частью живого вещества, также участвует в реализации геохимической функции живого вещества.
Вернадским была предложена гипотеза о стремлении человечества к автотрофному (самостоятельному) питанию, то есть к питанию, которое не зависит от других живых существ, а будет создаваться непосредственно самим человеком. Это означало бы, что «первый раз в геологической истории на земной коре появилось бы автотрофное животное — автотрофное позвоночное».
В 1926 году Вернадский сформировал научный отдел живого вещества при КЕПС, затем преобразовал его в Биохимическую лабораторию, в которой работало тогда всего десять человек. Работы шли по двум направлениям: химические и специальные методы исследования и исследования геохимической энергии живого вещества.
БИОГЕОХИМИЯ
На юбилейной сессии Отделения математических и естественных наук Академии Наук СССР в ноябре 1932 года Вернадский сделал доклад «Значение биогеохимии для познания биосферы» о созданной им в результате многолетней работы новой науке - биогеохимии.
Биогеохимия — это наука о составе, строении и геологическом, космическом смысле живого вещества. Эта наука связывает воедино пространство и время, вещество мира и его энергию.
О биогеохимии на этой сессии Вернадский сказал так: «Биогеохимия научно вводит в этот закономерный стройный мир атомов в геометрию Космоса, явления жизни, как неразрывную часть единого закономерного целого. Связывая жизнь с атомами, биогеохимия логически неизбежно вводит явления жизни в круг тех проблем, которые выявляются структурой, организацией самих атомов, состоящих из более мелких закономерных единиц, охватывающих весь научно построенный мир...
Это методологическое значение вхождения явлений жизни в атомную научную картину Космоса прежде всего сказывается в том, что отметает одно из тех представлений, которые играли огромную роль в точном знании, представление о механизме Вселенной даёт опору другому представлению — представлению об организованности Вселенной, о её порядке, причём для понимания и работы над такой организованностью мы можем научно выдвинуть и научно использовать одно из её проявлений, лежащее в основе учения о жизни, - понятие о живом организме...».
О философском значении новой науки - биогеохимии - Вернадский в 1932 году говорил так: «...Философское и научное значение биогеохимии очень велико, так как до сих пор в картине научного построения Космоса жизнь исчезала или играла ничтожную роль. Она не была связана с Космосом как необходимое закономерное звено».
В начале сороковых годов Вернадский пишет: «Пересматривая теперь, после ряда лет, непрерывно шедший ход работы моей мысли в этой области знания — в геохимии и биогеохимии, — я вижу, что в основе всего естествознания лежат три широких и глубоких эмпирических обобщения, значение которых и взаимное соотношение между которыми для меня только постепенно и медленно выяснилось. Я вижу сейчас, что эти три основных эмпирических принципа охватывают всё естествознание...
Первым будет принцип, высказанный Ньютоном в 1678 г., -принцип сохранения массы вещества в окружающей нас реальности, во всех изучаемых нами явлениях...
Вторым будет принцип Гюйгенса, высказанный им в предсмертной работе в 1695 году... Этот закон природы гласит, что жизнь есть не только земное, но и космическое явление. Это представление ещё только входит в научную мысль.
Третьим принципом будет принцип сохранения энергии, аналогичный сохранению масс Ньютона... Удобно назвать его принципом Карно-Майера» (цитируется по книге Г.Аксёнова).
Из этих трёх основных принципов следует 20 обобщений, дающих описательную модель мира (излагается по Г.Аксёнову):
В ходе геологического времени химический состав нашей планеты изменяется. Роль радиоактивного распада для создания внутреннего тепла Земли.
Принцип Геттона. В геологии нет ни начала, ни конца. Вечность геологических явлений.
Принцип актуализма, тоже идущий от Геттона и чётко сформулированный Лайелем. Постоянство и однообразие геологических явлений, вызываемых одной и той же формой энергии, действующей на Земле.
Самая мощная часть жизни на планете — бактериальная, открытая Левенгуком.
Принцип Реди: всё живое - от живого.
Отсутствие лишённых жизни эпох в геологическом прошлом. Генетическая связь сегодняшнего живого вещества с прошлым живым веществом и в связи с этим однообразие физико-химических условий на поверхности планеты.
Геохимическое воздействие живого вещества на окружающий мир постоянно и неизменно
Неизменность количества атомов, вращаемых в биосфере, соответствующая постоянству массы живого вещества.
Атмосфера планеты есть биогенное образование, поскольку борьба за газ в живом мире важнее, чем борьба за пищу.
Энергия живого вещества есть лучистая энергия Солнца или энергия радиоактивного распада.
Резкое различие между симметрией живых и косных тел биосферы. Человечество переживает не историческое, но геологическое время, то есть естественность его истории.
Принцип Д.Дана: ясное и неоспоримое направление эволюционного процесса в направлении развития мозга...
Непрерывная эволюция живого вещества. Биосфера никогда не возвращается в прежнее состояние.
Резкое различие живого и косного, их связь через питание и дыхание. Организмы меняют изотопический состав атомов биосферы. Существование анабиоза: латентного состояния организмов, которое может продолжаться неопределённо долго.
Правило Ромье: равновесие Земли как тела вращения, равновесие поднятий на суше и впадин морского дна... Эволюционный процесс приводит к превращению биосферы в ноосферу.
Земля как планета. Самое древнее из всех эмпирических обобщений, высказанное Аристархом Самосским. На современном языке: Земля не есть случайное создание и игра сил, а небесное тело, как и все другие. Принцип космизма, то есть осознания себя в космическом пространстве.
