Учение о ноосфере и биосфере в работах В.И. Вернадского

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Московский  государственный институт электроники  и математики 
 
 
 

РЕФЕРАТ ПО

Моделированию рыночных и экологических процессов

На тему:

«Учение о ноосфере и биосфере в работах В.И. Вернадского» 
 
 
 
 
 

Выполнил:

Студентка группы ЭМ-71 Маслова Л.С.

 
 
 
 
 
 
 

Москва

2011г.

Содержание 

ВВЕДЕНИЕ	2
1. Разработка В.И.Вернадским учений о биосфере и ноосфере. История создания учений	4
1.1. Учение В. И. Вернадского о биосфере	4
1.2. Учение В. И. Вернадского о ноосфере	7
1.3. В. И. Вернадский о переходе биосферы в ноосферу	9
2. Математическое моделирование в области исследования  бионоосферы.	12
2.1. Особенности математического моделирования бионоосферы в современных условиях.	12
2.2. Пример построения математической модели комплекса «бионоосфера».	12
2.3. Анализ  математической модели комплекса  «бионоосфера». Тенденцияи развития науки в области исследования бионоосферы в современных условиях.	16
3. Выводы, сделанные в процессе анализа материалов написания данной работы.	18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	20
Список  литературы	21

 

Введение

     Понятия «биосфера» и «ноосфера» совершенно справедливо ассоциируются с именем выдающегося отечественного ученого Владимира Ивановича Вернадского, как можно судить, например, по мнению Л. Н. Гумилева: «Биосфера – термин, введенный в науку В.И. Вернадским» [1]. Однако и тот, и другой термины были использованы, а не предложены Вернадским. На самом деле, по словам В.Е.Соколова [2]: «Величайшая заслуга Вернадского в том, что он, используя, по существу, весьма образную метафору, вложил в понятие «биосфера» совершенно новый смысл». Понятие «ноосфера» введено французским философом Э. Леруа (E. Le Roy) в 1927 г. и до Вернадского активно разрабатывалось П. Тейяром де Шарденом (P. Teilhard de Chardin); термин «биосфера» был введен в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюсом (E. Suess).

     Основу  разработки учения о биосфере, области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество положил учитель Вернадского В.В.Докучаев. Он же обратил внимание на единство материальной и духовной культуры людей с окружающей природной средой. Но если Докучаева волновали в первую очередь практические аспекты этой проблемы, то Вернадский постарался создать теоретически стройную концепцию перехода биосферы в ноосферу в результате разумных преобразований человеком - на основе науки - среды жизни. В своей работе «Очерки геохимии» (1927г.) [3] Вернадский пишет: «Живое вещество более или менее непрерывно распространено на земной поверхности, оно образует на ней тонкий, но сплошной покров, в котором концентрирована свободная химическая энергия, выработанная им из энергии Солнца. Этот слой есть земная оболочка, которую знаменитый австрийский геолог Э.Зюсс почти 60 лет назад назвал биосферой и которая представляет одну из самых характерных черт организованности нашей планеты. Только в ней сосредоточена та особая форма нахождения химических элементов, которую мы назвали живым веществом». В книге «Химическое строение биосферы Земли и её окружения»,  впервые опубликованной в 1922 г. [4], В.И. Вернадский пишет по этому поводу: «Биосфера и её приближённый синоним - Лик Земли – оба понятия, введённые Э.Зюссом, но сейчас коренным образом изменённые ходом дальнейшего исследования, ярко определяют основные черты поверхности нашей планеты: близость к Космосу, не повторяющуюся на нашей Земле, и существование исключительно на ней живого вещества. «Лик Земли» - картина Земли, если смотреть на неё из просторов Космоса». Наиболее распространённым и вместе с тем наиболее однобоким является представление о биосфере только как о современной живой плёнке (условно - оболочке) планеты, т.е. о автономной совокупности всех организмов (животных, растений, бактерий), населяющих поверхность Земли и её гидросферу и проникающих в той или иной мере в приповерхностные зоны

атмосферы и литосферы. Такая биосфера сложным  образом соотносится с тремя  другими геосферами Земли, что только усиливает иллюзию её автономности. Биосфера в духе геологического миропонимания  Вернадского имеет неизмеримо большую  глубину и характеризуется большим  количеством фундаментальных параметров. Его учение о биосфере - несомненно, одно из крупнейших обобщений естествознания XX в. Оно неизмеримо шире таких расплывчатых, хотя и модных понятий, как «окружающая среда», «географическая оболочка» и т.п.» Интересно, что в работе «Начало и вечность жизни» (1922г) [5] В.И.Вернадский анализирует различные механизмы возникновения жизни и приходит к выводу, что жизнь могла быть вечной, не иметь начала: «Указание на логическую необходимость признания начала для эволюционного процесса имеет скорее философский, чем научный интерес. В конце концов, мы так же мало можем говорить о начале, как и о конце эволюционного процесса». 
 

     1. Разработка В.И.Вернадским учений о биосфере и ноосфере. История создания учений. Бионоосфера

     1.1. Учение В. И. Вернадского о биосфере

     Биосферой называется та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существует живое существо. В ее состав входят не только растительный покров, животный мир и человечество, обитающие на планете, но и все реки, озера, водная масса океанов, почвенный слой, верхний слой земной коры, значительная часть тропосферы. На поверхности Земли практически нет участков, на которых отсутствует жизнь. Даже в жарких и безводных тропических пустынях, на поверхности высокогорных ледников и полярных льдов обнаружены микроорганизмы.

     В. И. Вернадским было всесторонне рассмотрено  понятие биосферы в современном содержании. Он доказал, что вся совокупность живых организмов, обитавших и обитающих на Земле, играет огромную роль в ее геологической эволюции, во всех современных физических и химических процессах, которые протекают на земной поверхности и в водной толще океанов. Все живое вещество Земли сосредоточено в очень узкой части пространства, прилегающего к земной поверхности и измеряемого по вертикали всего лишь несколькими километрами. Это меньше толщины литосферы и тропосферы, взятых вместе. Что касается массы живого вещества, то доля всей совокупности живых организмов в общей массе Земли просто ничтожна и по отношению к массе биосферы составляет всего 0.25%.

     Высказанные В. И. Вернадским взгляды о ведущей  роли живого вещества в образовании  современного химического состава  атмосферы, гидросферы и части литосферы  подтверждаются всем ходом развития науки. Эта роль обусловлена высокой  геохимической активностью живых  организмов: они способны усваивать  солнечную энергию и, используя  ее в процессе фотосинтеза, создавать  из простых веществ соединения значительно  более высокой сложности. Деятельность живых организмов на земной поверхности связана с цепочками разнообразных физико-химических превращений веществ – синтезом, трансформацией, распадом, непрерывно происходящими в биосфере.

     В результате этих превращений под  прямым и косвенным влиянием живых  организмов возникали в геологическом  прошлом  и возникают в настоящее  время разнообразные земные образования, которые В. И. Вернадский предложил  называть биокосными природными телами. Их объемы и значение для развития жизни на Земле позволяют сопоставить биосферу с другими геосферами даже количественно.

     Жизнь на нашей планете воплощается  во множестве форм и на разных уровнях, но принципиально важно то, что  она едина. Все формы и проявления жизни не существуют сами по себе, а  связаны сложными взаимоотношениями  в единый комплекс жизни. Эти взаимоотношения  и связи удивительны. Именно они  осуществляют биогенный круговорот веществ, то есть саму жизнь, и не дают ей прерваться. Взаимосвязи в биосфере очень стойки, но достаточно разорвать  хотя бы одно звено или одну связь, и может погибнуть вся цепь взаимоотношений живой материи.

     Каждая  из оболочек Земли, в которой существует биосфера, являет собой особую, неповторимую среду жизни. Эта специфика определяет своеобразие жизненных форм, развивающихся  в них. Так, вода представляет собой  сплошную среду, в которой возможно существование плавающих организмов. Поэтому жизнь пронизывает толщу  воды – от ее поверхности до самого дна. Характер движения обусловливает  форму тел, например обтекаемую, как  у рыб, или расплывчатую, как у  медуз. Относительно небольшое количество кислорода, растворенного в воде, сформировало сложную систему газообмена. Неоднородность химического состава  морской воды выработало у организмов особые приспособления для поддержания  стабильности внутренней среды, например ионного состава.

     Атмосфера также является сплошной средой, но она менее плотная, чем вода.  Вследствие этого обитатели атмосферы  не могут существовать в отрыве от поверхности Земли долгое время: нет животных, которые парили бы в воздухе постоянно.

     Наконец, поверхностный слой Земли представляет собой сложное структурное образование. Для существования в нем нужны  развитые органы локации в темноте, способность рыть землю, обходиться малым количеством воздуха и  многое другое.

     Все это можно рассматривать как  условия существования жизни. Но это и результат ее существования: наличие живых существ определяет современный химический состав и  физические свойства воздуха, воды, почвы.

     Таким образом, биосфера, с одной стороны, и среда жизни, с другой, - результат  жизнедеятельности организмов. Специфика  биосферы состоит в том, что в  ней все время поддерживается связанный с деятельностью живых  существ круговорот веществ и четко направленные потоки энергии. Это то, чего пока не найдено ни на каких других планетах.

     В течение миллиардов лет живое  существо на Земле использовало и  в ходе образования биокосных тел трансформировало солнечную энергию. Ее значительная часть законсервировала в угле, нефти и других полезных ископаемых органического происхождения. Ее другая часть была использована для формирования различных горных пород биокосного происхождения (от осадочных известняков до метаморфических гранитов), накопленных солей, растворенных в воде океанов, кислорода, входящего в состав земной коры. Все эти природные тела и их компоненты, по выражению В. И. Вернадского, представляют собой прямые и косвенные среды существования «былых биосфер».

     Земные  недра «былых биосфер» свидетельствуют о прошлом Земли, о существовавшей на ней жизни. Здесь находят остатки организмов, живших тысячи и миллионы лет назад. Эти остатки, попав в реку или море, покрывались илом, песком, глиной, пропитывались солями и окаменевали. Иногда встречаются остатки растений и животных, живших сравнительно недавно и поэтому не окаменелых. Например, в вечной мерзлоте найдено несколько трупов мамонтов, живших тысячи лет назад, но полностью сохранившихся. Гораздо чаще встречаются только скелеты древних животных, их отдельные кости, зубы, раковины. Что касается древних растений, то в земных недрах находят стволы деревьев, отпечатки листьев на камнях. По отложениям горных пород восстанавливают контуры древних морей, озер, рек, болот, пустынь.

     Непрерывность развития организмов на Земле составляет один из основных законов биологии, открытой Ж. Ламарком и Ч. Дарвином. Установлено, что чем древнее  растения и животные, населявшие Землю, тем они были проще устроены и наоборот.

     1.2. Учение В.И.Вернадского о ноосфере

     Потенциал растительных и живых организмов огромен. Но он может быть использован  в полном объеме лишь при глубоком знании всех процессов регуляции  в живой клетке и организме, при  детальном изучении влияния на организмы  внешних факторов.

     В ХХ веке впервые в истории Земли человек узнал и охватил всю биосферу, закончил географическую карту планеты Земля, расселился по всей ее поверхности. Исторический процесс меняется на наших глазах коренным образом. Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. Перед ним встал вопрос об эффективном использовании биосферы в интересах человечества. Это новое состояние биосферы В.И.Вернадский назвал ноосферой.

     Ноосфера, по Вернадскому, это такой этап развития биосферы, при котором «проявляется как мощная, все растущая геологическая сила роль человеческого разума (сознание) и направленного им человеческого труда». Подобно тому как в зрелом и здоровом человеческом организме все функции, касающиеся взаимоотношения организма с внешней средой, координируются головным мозгом, так и функционирование современного глобального сверхорганизма – ноосферы – должно управляться ее совокупным разумом.