О НЕКОТОРЫХ ВОПРОСАХ МИРОВОГО РАЗВИТИЯ

ЗЕМЛЯ И ОБЩЕСТВО Ю.А. КОСЫГИН

Земля - объект изучения геологии. Однако в сферически-симметрические структуры Земли вписывается биосфера, существующая уже миллиарды лет. Причем эта длительность соразмерна с предполагаемой длительностью существования планеты. Продолжительность существования человека отвечает не более чем одной тысячной доле интервала времени развития биосферы.

Начнем с характеристики некоторых общих понятий. Это, прежде всего вопросы уровней организации, геосфер, окружающей среды и всеобщего закона сохранения.

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ

Уровни организации - это очень общее понятие, применяемое в области как естественных, так и общественных наук и имеющее существенный системно-кибернетический аспект. Логику, математику и кибернетику ни к естественным, ни к общественным наукам отнести нельзя: они дают общие методы для всех наук, и нет общепринятого подхода, позволяющего распространить на них понятие уровня организации. Однако использовать идеи и средства логики, математики и кибернетики для уточнения представлений об организации и ее уровнях можно и нужно. Но всякое такое уточнение предполагает, прежде всего, знание внелогического, внематематического и внекибернетического содержания. По опыту своей работы мне удобнее всего это пояснить на геологическом примере.

Относительно небольшие геологические объекты - минералы и некоторые горные породы - мы относим к атомно-молекулярному уровню организации вещества. Целостность агрегатов частиц этих объектов, таких, как молекулы и кристаллы, обеспечивается ионными, ковалентными и другими связями, имеющими в основном электромагнитную природу. Кристаллам свойственна правильная форма, обязанная регулярным кристаллическим решеткам, а кускам и глыбам горных пород - неправильная, но устойчивая форма, определяемая, в частности, так называемыми эпитаксиальными связями тоже электромагнитной природы, обусловливающими "прилипание" друг к другу граней различных составляющих породу кристаллов и обеспечивающими ее прочность. Гравиметрические силы меньше электромагнитных в 10 раз, но в отличие от электромагнитных сил, которые имеют разный знак, т.е. способны как притягивать частицы друг к другу, так и отталкивать их, обладают только свойством притяжения. Поэтому в кристаллах, обломках горных пород и даже таких крупных глыбах, как астероиды, гравитационные силы еще не в состоянии преобладать над электромагнитными, но в крупных телах, как, например, Луна, гравитационные силы уже подавляют электромагнитные своим постоянством, своей направленностью только на притяжение, становятся доминирующими и определяют следующий высший планетарный уровень организации вещества. Тела этого уровня обладают фигурой гидростатического равновесия, т.е. в общем сферической. Внутри этих тел происходит перераспределение вещества и генерируется тепло (с которым связан и вулканизм), а сами тела под влиянием гравитации приобретают слоистую структуру.

Заметим, кстати, что механизм гравитационной дифференциации в таком твердом объекте, как Земля, чрезвычайно затруднен и даже может быть и нереален в рамках геологического времени для того, чтобы в твердом состоянии обеспечить слоистое распределение вещества в твердой Земле. Поэтому весьма заманчивым оказывается представление, высказанное академиком Н.А. Шило ((Шило Н.А. О механизме образования Солнечной системы. - Тихоокеан. геология, 1982, № 6, с. 67-81.)),связывающим образование Солнечной системы, планет и спутников с вихревыми движениями соответственно первого, второго и третьего порядка.

Пылевые облака или иное космическое вещество, служащее основой образования этих вихрей, может распределяться по плотности или по другим своим качествам и образовывать слоистую структуру указанных тел планетной системы еще тогда, когда эти тела как таковые еще не сформировались: они находились в вихревом состоянии и вещество могло распределяться слоями, а образующиеся планеты или спутники обретали слоистую структуру в процессе своего становления.

Такое представление снимает очень многие трудности, связанные с механизмом гравитационной дифференциации в твердом теле. Действительно, расчеты, приводимые Е.В. Артюшковым ((Артюшков Е.В. Геодинамика. М.: Недра, 1979, 344 с.)),показывают, что гравитационная дифференциация, т.е. опускание и подъем частиц твердых тел разной плотности в условиях весьма больших давлений и вязкости (например, в условиях нижней мантии), чрезвычайно медленна и скорости перемещений не могут обеспечить такой гравитационной дифференциации, чтобы за ее счет была создана слоистая структура.

Тела планетарного уровня организации во многом определяют для входящих в них мелких тел атомно-молекулярного уровня условия существования. Например, с увеличением глубины в связи с ростом гравитационного давления кремнекислота может существовать у поверхности в виде кварца, глубже - в виде коэсита, еще глубже - в виде стишовита (все эти минералы одного химического состава, но с разной "упаковкой" атомов и разной всевозрастающей плотностью). За счет давления и тепла горные породы, включающие их минералы и кристаллы могут плавиться. При застывании расплавов могут образовываться совсем другие горные породы и минералы. Этим подчеркивается коренная зависимость существования объектов низшего уровня организации от высшего уровня.

Вообще уровни организации можно рассматривать как наиболее надежный и более общий естественный каркас для системного подхода в исследовании. Однако в разных отраслях знаний эти уровни различны. Их нельзя сравнивать опираясь на одни аналогии. Если в неживой природе они более или менее удачно связываются с электромагнитным и гравитационным влияниями, то в живой природе, а тем более в социальной среде какое-либо подобное простое обоснование вряд ли окажется подходящим. Наличие сложных систем обратных связей, иерархическая структура, информационные взаимодействия и процессы управления, типичные для таких систем, делают это невозможным.

Геосферы

Издавна установившейся традицией выделяются такие сферические оболочки Земли (геосферы), как литосфера (каменная оболочка), гидросфера и атмосфера, существование которых относится к планетарному уровню организации, т.е. обусловлено гравитационными силами. Эти оболочки геометрически не идеальны, границы их неровные, а гидросфера, представленная океанами, морями, озерами и ледниками, несплошная, прерывистая, не ограничивается "собственным" пространством, проникает в литосферу в виде подземных вод и в атмосферу в виде пара, часто сгущающегося в облака различного типа.

К гидросфере, а одновременно к литосфере относится кристаллизационная вода. Гидросфера как оболочка и как тело планетарного уровня организации целиком перекрывает пространства биосферы, поскольку нет организмов, не содержащих воду.

Биосфера вовсе не имеет "собственного" пространства. Составляющие ее организмы населяют гидросферу, перемещаются в нижних частях атмосферы (в прошлом летающие рептилии, ныне птицы, летающие насекомые), внедряются в литосферу (все животные, роющие норы или сверлящие подземные каналы) и в большом разноообразии классов, родов, семейств и видов животных и растений размещаются на границе литосферы и атмосферы. Хотя биосфера состоит из живых организмов, она в целом, как оболочка Земли, связана с ее гравитационным полем и принадлежит планетарному уровню организации вещества, реализующемуся на основе энергетических и информационных взаимодействий.

Поскольку существование и развитие всех элементов биосферы зависит от окружающей среды, в понятие биосферы входит не только совокупность всех ее элементов (организмов, популяций и т.д.), но и совокупность связей с окружающей средой.

В биосфере можно выделить комплекс подсистем: во-первых, биогеоценозы и соответствующие им биогеофациальные провинции (области, зоны и т.д.), во-вторых, специализированные биогеосферы, определяемые распространением, условиями проживания и развития отдельных типов, классов, видов, разновидностей организмов. Биогеоценозы - это естественные совокупности связанных своей жизнедеятельностью организмов в соответствии с особенностями окружающей их среды; биогеофациальные провинции и т.д. - это участки распространения различных биогеоценозов в поверхностных и приповерхностных зонах Земли. Выделение подобных провинций может служить ориентиром для районирования биосферы с учетом рангов и иерархий выделяемых районов. В слово "биогеофациальный" вставлена частица "гео" для того, чтобы подчеркнуть связь выделяемых участков с геосферой и чтобы отличить его от термина "биофациальный", широко применяемого в палеогеографии для явлений значительно меньшего масштаба.

Специализированные биогеосферы обычно не выделяют (так как различные виды организмов слишком тесно связаны в биогеоценозах), хотя одна из них, наиболее близкая к биогеоценозам, даже имеет свое название - антропосфера. Антропосфера - субстанциональная биологическая основа социальных структурой процессов.

С антропосферой тесно связаны техносфера и ноосфера.

Под техносферой понимаются образования, связанные с материальной культурой человека, а также существующие и действующие инженерные сооружения и многообразные энергоинформационные связи. Техносфера не принадлежит биосфере, являясь ее производной, так же как толщи биогенных известняков, ископаемых углей, нефтей огранического происхождения и т.д., отличаясь от них по характеру.

Техносфера состоит как из пород, так и из искусственных материалов. В ней можно различать два основных структурных элемента ("слоя") - остаточный ("культурный") слой (руины, заброшенные, бездействующие каналы, горные выработки, ископаемые отбросы и т.д.) и активный (материальная часть современных городов и поселков, действующие инженерные сооружения и др.).

Ноосфера имеет определенную субстанциональную биосферную основу, так как связана с проявлением разума человека, и "эфемерную" (учитывая масштабы геологического времени) природу вследствие связи во времени и пространстве с наличием разумных существ. При этом ноосферу нельзя представлять как некую "замкнутую" информационную систему. Человек формируется в условиях социальной среды и, являясь порождением биосферы, действует в соответствии с основными следствиями всеобщего закона сохранения. Ноосфера - это производная социальной жизни, природы человека и человеческого общества ((Данное здесь определение ноосферы существенно отличается от классического определения этого понятия В.И. Вернадским, включавшим в него также элементы "техносферы")).

Каждая из перечисленных геосфер, а также многие другие сферы, которые могут быть выделены на нашей планете, обладают гравитационной природой, сферической формой и часто содержат элементы слоистости. И тонкое строение геосфер, и происходящие в них внутренние процессы обусловлены особыми законами, свойственными пространству и веществу данной геосферы. Об автономности этих внутренних процессов можно судить по аналогии с приведенным примером атомно-молекулярного уровня организации вещества в пределах огромных (по сравнению с атомами, молекулами, кристаллами, минералами и некоторыми крупными массивами горных пород) пространств вмещающих геосфер.

Окружающая среда

Окружающая среда - очень обобщенное понятие, применимое ко всем геосферам, не имеющим частично или полностью собственного пространства. Геосферы, кроме, литосферы и атмосферы, полностью лишены собственного пространства. Поэтому для исследований таких геосфер понятие "окружающая среда" имеет исключительное значение. Иначе говоря, геосферы - сложные динамические системы - не могут ни рассматриваться, ни исследоваться отдельно от окружающей среды: ведь их существование и развитие во многом определяется ею.

В неорганической природе это понятие касается не имеющей собственного пространства гидрокарбосферы, а также некоторых других возможных специализированных геохимических геосфер. В органической природе, прежде всего, выделяется биосфера, для которой в целом окружающая среда составляется из областей литосферы, гидросферы и атмосферы. В пределах биосферы иногда выделяют специализированные биосферы (антропосфера и другие биогеосферы, связанные с разными семействами, классами, типами и "мирами" организмов). Тогда основная масса биосферы (за исключением данной специализированной биогеосферы) рассматривается как окружающая среда. Так, для человечества (антропосферы) в понятие окружающей среды входит не только Земля (литосфера), водные артерии бассейна (гидросфера), воздух (атмосфера), но и весь растительный (леса, луга, водорослевые заросли) и животный мир.

Взаимоотношения с окружающей средой и характеризующие, их процессы для всех, не обладающих своим полным пространством геосфер, исключая антропосферу, естественны, т.е. развиваются по законам природы, независимо от разума.

Социальная среда в рассматриваемом аспекте представляет собой частный специализированный случай окружающей среды. Однако для человечества социальная среда имеет важнейшее самостоятельное значение, поскольку во многом определяет общественную жизнь людей. Поэтому понятие социальной среды более близко и более важно для человека и человечества, чем понятие окружающей среды в широком смысле слова. По этой же причине понятие социальной среды, один из важнейших объектов общественных наук, человек выработал значительно раньше, чем более обобщенное понятие окружающей среды.

С прогрессом техники, с тех пор как деятельность человека стала вносить изменения в окружающую среду и нарушать естественное равновесие между ней и антропосферой, для человечества возникла проблема окружающей среды, выражающаяся в необходимости сознательного вмешательства в ход процессов, определяющих взаимоотношения между человеком и средой. Проблема окружающей среды сейчас представляет сочетание задачи сохранения окружающей среды в состоянии, обеспечивающем неухудшающиеся условия существования в ней человечества и задачи использования окружающей среды для улучшения ее состояния с позиций обитания и развития в ней человеческого общества.

Кардинальное решение проблемы окружающей среды требует глобальных мероприятий; результаты любых локальных мероприятий неизбежно эфемерны, хотя и полезны для отдельных интервалов времени и для отдельных участков пространства.

Существование геосфер позволяет предполагать их сохранение на протяжении достаточно длительных интервалов времени. Здесь уместно говорить о некоем законе сохранения системы от времени появления до времени вырождения со всеми сопровождающими ее развитие изменениями. Такой закон не предполагает сохранения некоторой неизменяющейся величины. Он не подобен законам сохранения в физике, которые могут быть отнесены к категории частных или общих законов и могут быть названы параметрическими. Здесь должна идти речь о всеобщем законе сохранения, предусматривавшем бы, что каждая система (элементы, состояние, организмы, сообщества и т.д.) в мертвой и живой природе, общественной жизни и мышлении сохраняется в течение времени, пределы которого связаны с происхождением и изменениями системы и взаимодействием ее с окружающей средой (наличие обратной связи, выражающейся в стремлении активно воздействовать на окружающую среду для поддержания существования системы). В отличие от параметрических законов сохранения в физике такой закон сохранения может быть назван системным. Отнесение его к категории всеобщих законов обусловлено применимостью к явлениям природы в общественной жизни. Естественно, что к системным законам сохранения могут быть отнесены множества частных и общих законов, применимых в пределах некоторых групп или типов систем.

Размышления о закономерностях развития биосферы, специализированных биосфер (антропосферы и др.), а также ноосферы делают необходимым введение системного закона сохранения. Он, несомненно, имеет всеобщее значение, и поэтому сведение его сразу же лишь к частному закону (например, для биосферы) неоправданно. Из системного закона сохранения вытекает ряд важных следствий для понимания развития биосферы и всех связанных с ней геосфер.

Из всеобщего закона сохранения применительно к биосфере вытекают три основных следствия.

Во-первых, сохранение биосферы возможно при условии сохранения входящих в нее элементов. Это следствие относится не только к биосфере как к целому, но и к специализированным биосферам, в частности к антропосфере и ее атрибутам (ноосфера). Первое следствие заключается в тенденции сохранения индивидуума, т.е. инстинкте сохранения вида, в частном случае - человека (личности), путем поддержания и сохранения энергии его за счет питания, подходящих для существования климатических и температурных условий и т.д. Вхождение человека в антропосферу позволяет ему с участием других ее элементов поддерживать и сохранять энергию посредством одежды, жилищ, организации здравоохранения, борьбы с загрязнениями окружающей среды, техники безопасности и других защитных мероприятий.

Во-вторых, сохранение биосферы возможно при условии восстановления ее отмирающих элементов (инстинкт продолжения рода). Второе следствие, естественно, полностью распространяется на антропосферу.

В-третьих, сохранение биосферы возможно, если она достаточно прочна, т.е. обладает структурой. В отношении специализированной биосферы - антропосферы в основе прочности структуры лежит, по-видимому, ее иерархичность. Не исключены, конечно, другие свойства структуры, определяющие ее прочность, однако любые временные и локальные нарушения иерархичности ведут к появлению чего-то подобного "турбулентным ячейкам" в структуре антропосферы, что нарушает ее прочность.

Изучение Земли позволило выделить два уровня организации вещества - атомно - молекулярный и планетарный, отличающиеся формами связей между элементами соответствующих систем. Для первого уровня - это электромагнитные силы, для второго - гравитационные. Было показано, что высший (планетарный) уровень организации определяет поведение элементов низшего уровня. Крупнейшими на Земле образованиями, относящимися к высшему уровню организации, являются геосферы, в частности биосфера. В биосфере, как и в других основных геосферах, можно различать специализированные соподчиненные ей подсистемы - зоосферу, фитосферу, антропосферу и т.д. Устойчивость геосфер во времени и пространстве позволяет ввести понятия о всеобщем законе сохранения и показать, что следствия этого закона определяют поведение элементов низшего уровня организации в данной геосфере. Это относится и к антропосфере. Таким образом, намечаются причинно-следственные связи в системе природа - общество. Стремиться наметить пути к поискам положительных видов обратных связей в выше названной системе, значит пытаться использовать наиболее целесообразные и эффективные воздействия человека на природу.