Учение Вернадского о биосфере. Эмпирические обобщения Вернадского
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
Кафедра естествознания
Реферат
Учение Вернадского о биосфере. Эмпирические
обобщения Вернадского
Выполнила, студентка группы 114
Проверил, доцент
Казань 2009
Содержание
Введение 3
- Характеристика главных типов веществ биосферы
5 - Процесс развития биосферы
11 - Переход биосферы в ноосферу
13 - Эмпирические обобщения Вернадского
15
Заключение 19
Список использованной литературы 21
Введение
История науки знает немало великих имён, с которыми связаны фундаментальные открытия в области естественных и общественных наук, однако в подавляющем большинстве случаев это – учёные, работавшие в одном направлении развития наших знаний. Значительно реже появлялись мыслители, которые охватывали своим мудрым взором всю совокупность знаний своей эпохи и на столетия определяли характер научного мировоззрения. Такими были Аристотель, влияние идей которого закончилось только в эпоху возрождения, Абу Али Ибн Сина, известный на средневековом Западе под именем Авиценны. В эпоху возрождения к этой когорте мыслителей правильнее всего отнести Леонардо да Винчи. В XVIII в. в России выделилась могучая фигура М.В.Ломоносова, который внёс крупный вклад в развитие астрономии, физики, химии, геологии, минералогии, был создателем нового русского языка, поэтом, мастером мозаики и своими трудами определил мировоззрение многих поколений.
В XX в. такой
же по значению величиной в области
естественных наук стал Владимир Иванович
Вернадский. На его принадлежность
к своей сфере могут
Труды В.И.Вернадского не только внесли огромный вклад в развитие многих разделов естествознания, но и принципиально изменили научное мировоззрение XX века, определили положение человека и его научной мысли в эволюции биосферы, позволили по-новому взглянуть на окружающую нас природу как среду обитания человека, поставили много актуальных проблем и наметили пути их решения в будущем.
Одно
из величайших достижений естествознания
XX в. –учение Вернадского о
В данной работе рассматривается представление В.И.Вернадского о биосфере, введённые им понятия живого и косного вещества, составляющих биосферу. Рассматривается подход В.И.Вернадского к проблеме возникновения и развития биосферы. Рассматриваются и раскрываются эмпирические обобщения Вернадского. Анализируется концепция перехода биосферы в ноосферу.
1.Характеристика главных типов веществ биосферы
По современным представлениям, биосфера – это особая оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Эти представления
базируются на учении В. И. Вернадского(1863
–1945) о биосфере, являющимся крупнейшим
из обобщений в области
Учение
Вернадского о биосфере – это
целостное фундаментальное
По представлениям
В. И. Вернадского, биосфера включает в
себя живое вещество, образованное
совокупностью организмов; биогенное
вещество, которое создается в
процессе жизнедеятельности организмов
(газы атмосферы, каменный уголь, нефть,
торф, известняки и др.); косное вещество,
которое формируется без
Косное вещество биосферы.
Границы
биосферы определяются факторами земной
среды, которые делают невозможным
существование живых
Атмосфера.
Газовая
оболочка состоит в основном из азота
и кислорода. В небольших количествах
в ней содержится диоксид углерода
(0,03%) и озон. Состояние атмосферы
оказывает большое влияние на
физические, химические и биологические
процессы на поверхности Земли и
в водной среде. Для биологических
процессов наибольшее значение имеют:
кислород, используемый для дыхания
и минерализации мертвого органического
вещества, диоксид углерода, участвующий
в фотосинтезе, и озон, экранирующий
земную поверхность от жесткого ультрафиолетового
излучения. Азот, диоксид углерода,
пары воды образовались в значительной
мере благодаря вулканической
Гидросфера.
Вода - важнейший
компонент биосферы и один из необходимых
факторов существования живых
Литосфера.
Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов.
Живые организмы (живое вещество).
Хотя
границы биосферы довольно узки, живые
организмы в их пределах распределены
очень неравномерно. На большой высоте
и в глубинах гидросферы и литосферы
организмы встречаются
В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов - беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых десятая часть - млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы.
Сущность учения В. И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.
Вторым главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал В. И. Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».
Это взаимодействие
сказывается прежде всего в создании
многочисленных новых видов культурных
растений и домашних животных. Такие
виды не существовали раньше и без
помощи человека либо погибают, либо превращаются
в дикие породы. Поэтому Вернадский
рассматривает геохимическую
По мнению В. И. Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их жизнедеятельности:
- открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;
- явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В. И. Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.
Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В. И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.
Исходной основой
Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:
- изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;
- в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";
- только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.);
- живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.
В. И. Вернадский
высказывает предположение, что
живое вещество, возможно, имеет
и свой процесс эволюции, проявляющийся
в изменении с ходом
Для подтверждения
своей мысли он ссылается на непрерывный
рост центральной нервной системы
животных и ее значение в биосфере,
а также на особую организованность
самой биосферы. По его мнению, в
упрощенной модели эту организованность
можно выразить так, что ни одна из
точек биосферы "не попадает в
то же место, в ту же точку биосферы,
в какой когда-нибудь была раньше”.
В современных терминах это явление
можно описать как
Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т. д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.
В. И. Вернадский
обосновал также важнейшие
2.Процесс развития биосферы.
Важнейшей частью учения Вернадского являются представления о ее возникновении и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов – цианобактерий и сине-зеленых водорослей (прокариотов), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших этапов эволюции.
Параллельно развивались и гетеротрофы, и прежде всего – животные. Главными датами их развития являются выход на сушу и заселение материков (к началу третичного периода) и, наконец, появления человека.
В сжатом виде идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:
- Вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера.
- В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.
- Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью». (В. Вернадский)
- Грандиозный геологический эффект деятельности обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.
- Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.
3..Переход биосферы в ноосферу.
Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что наблюдается переход биосферы в новое состояние – в ноосферу под действием новой геологической силы, научной мысли человечества. Однако в трудах Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он писал о ноосфере в будущем времени (она еще не наступила), в других в настоящем (мы входим в нее), а иногда связывал формирование ноосферы с появлением человека разумного или с возникновением промышленного производства. Надо заметить, что когда в качестве минералога Вернадский писал о геологической деятельности человека, он еще не употреблял понятий “ноосфера” и даже “биосфера”. О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершенной работе “Научная мысль как планетное явление”, но преимущественно с точки зрения истории науки.
Итак, что
же ноосфера: утопия или реальная стратегия
выживания? Труды Вернадского позволяют
более обоснованно ответить на поставленный
вопрос, поскольку в них указан
ряд конкретных условий, необходимых
для становления и
- заселение человеком всей планеты;
- резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
- усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;
- начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере;
- расширение границ биосферы и выход в космос;
- открытие новых источников энергии;
- равенство людей всех рас и религий;
- увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;
- свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;
- продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;
- разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;
- исключение войн из жизни общества.
Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.
Одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о ноосфере, является то, что человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы и является частью ее. Это единство обусловлено прежде всего функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался показать Вернадский как биогеохимик. Человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли.
4.Эмпирические обобщения Вернадского
Чуть ли не все подвергая сомнению, Вернадский замечает: «Но это не касается эмпирических обобщений, которые в основе своей существенно отличны от научных теорий и научных гипотез, с которыми они обычно смешиваются».
Поэтому Вернадский считал
необходимым исходить прежде всего
или в конечном счете именно из
ключевых научных эмпирических фактов
или соответствующих ключевых научных
эмпирических обобщений (типа открытой
Менделеевым Периодической
Рассмотрим основные и важнейшие эмпирические обобщения В.И.Вернадского:
1. Первым выводом из
учения о биосфере является
принцип целостности биосферы. «Можно
говорить о всей жизни, о
всем живом веществе как о
едином целом в механизме
Узкие пределы существования жизни — физические постоянные, уровни радиации и т.п. — подтверждают это. Как будто кто-то создал такую среду, чтобы жизнь стала возможна. Какие условия и константы имеются в виду? Гравитационная постоянная, или константа всемирного тяготения, определяет размеры звезд, температуру и давление в них, влияющие на ход реакций. Если она будет чуть меньше, звезды станут недостаточно горячими для протекания в них ядерных реакций; если чуть больше, звезды превзойдут «критическую массу» и обратятся в черные дыры, выпав тем самым из круговорота материи. Константа сильного взаимодействия определяет ядерный заряд в звездах. Если ее изменить, цепочки ядерных реакций не дойдут до углерода и азота. Постоянная электромагнитного взаимодействия определяет конфигурацию электронных оболочек и прочность химических связей; ее изменение делает Вселенную мертвой. К этому добавляется еще антропный принцип, с которым мировые константы как бы подгоняются к возможности существования жизни.
Экология также показала, что живой мир – единая система, сцементированная множеством цепочек питания и иных взаимозависимостей. Если даже небольшая часть ее погибнет, разрушится и все остальное.
2. С принципом
целостности биосферы и
3. Роль живого
в эволюции Земли. «На земной
поверхности нет химической
Лик Земли как небесного тела, заключает Вернадский, фактически сформирован жизнью.
4. Космическая
роль биосферы в трансформации
энергии. Можно рассматривать
всю эту часть живой природы
как дальнейшее развитие
5. Растекание
жизни есть проявление ее
6. Понятие
автотрофности. Автотрофными
7. Космическая
энергия вызывает давление
8. Формы нахождения
химических элементов: 1) горные породы
и минералы; 2) магмы; 3) рассеянные
элементы; 4) живое вещество. Закон
бережливости в использовании
живым веществом простых
9. Жизнь целиком
определяется полем
10. Биосфера
в основных своих чертах
11. Всюдность
жизни в биосфере. Жизнь постепенно,
медленно приспосабливаясь, захватила
биосферу, и захват этот не
закончился. Поле устойчивости жизни
есть результат
12. Постоянство количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество свободного живого вещества (1,5х1021 гр. и 1020-1021 гр.). Скорость передачи жизни не может перейти пределы, нарушающие свойства газов. Идет борьба за нужный газ.
13. Всякая
система достигает устойчивого
равновесия, когда ее свободная
энергия равняется или
Заключение
В
целом учение Вернадского о
биосфере заложило основы
Идеи Вернадского намного
полной мере это относится к учению о биосфере и ее переходе в ноосферу.
Только сейчас, в условиях необычайного обострения глобальных проблем
современности, становятся ясны пророческие слова Вернадского о
необходимости мыслить и действовать в планетном — биосферном — аспекте.
Только сейчас рушатся иллюзии технократизма, покорения природы и выясняется

- Учение Вернадского о ноосфере
- Учение Вернадского о ноосфере
- Учение Вернадского о Ноосфере
- Учение Вернадского о происхождении и развитии Вселенной. Концепция ноосферы
- Учение Вернандского
- Учение Вернандского о Ноосфере
- Учение В.И. Вернадского
- Учение Вернадского о биосфере
- Учение Вернадского о биосфере
- Учение Вернадского о биосфере
- Учение Вернадского о биосфере
- Учение Вернадского о биосфере и ноосфере
- Учение Вернадского о биосфере и ноосфере
- Учение Вернадского о биосфере. Понятие о ноосфере