В.І. Вернадський і проблеми екології
Вчений-природодослідник, академік В.І. Вернадський високо цінував значення філософських знань для розвитку науки, розробляв методологію науки, співвідношення філософії та природознавства, питання наукової творчості, природи наукового світогляду. «Нові науки, котрі постійно створюються навколо нас, створюються за своїми власними законами. Ці закони не перебувають у жодному зв'язку ні з нашою волею, ні з нашою логікою. Навпаки, коли ми вдивляємося у процес зародження якоїсь нової науки, ми бачимо, що цей процес не відповідає нашій логіці. Плин історії та розвитку науки, хід з'ясування наукової істини зовсім не відповідає тому її ходу, який, здавалося б, повинен був би здійснюватися за нашим логічним розумінням», — писав В.І. Вернадський у 1921 р. у «Праці по геохімії». Екологія у цьому відношенні не є винятком.
Термін «екологія» було запропоновано Е. Геккелем у 1866 р. Завдання нової науки він вбачав у вивченні взаємодії різних організмів між собою, а також із навколишнім середовищем. У ХІХ ст. то був досить вузький науковий напрям. На початку ХХ ст. ситуація змінилась: екологія, по суті, зайняла нішу географії рослин і тварин, але при цьому центральним об'єктом дослідження залишалися живі організми чи їхні сукупності.
В.І. Вернадський був учнем відомого геолога В.В. Докучаєва, який першим почав комплексно досліджувати взаємозв'язок між рослинністю і ґрунтом, довівши, що останній є продуктом життєдіяльності рослин. Учень пішов ще далі. У своїх працях В.І. Вернадський багато уваги приділяв зеленій речовині рослин, тобто хлорофілу, оскільки лише він здатний кристалізувати променисту енергію Сонця та з її допомогою створювати первинні органічні сполуки з вуглекислого газу, повітря і водних розчинів. Саме його праця «Біосфера», в якій розкрито геологічне значення живої речовини та її вплив на біогеохімічні процеси, перетворення енергії і на еволюцію планети, відобразила глобальні закони екології. Він писав, що «жива речовина може розглядатися як речовина, котра перебуває у дієвому стані, як акумулятор сонячної енергії. Вона перетворює сонячну енергію — променеву та термічну — на хімічну енергію, на молекулярний рух, на механічну енергію величезної сили». Перехоплюючи променеву енергію Сонця і переводячи її за допомогою життя у складні комбінації діючої енергії, біосфера є важливою ланкою глобального «механізму», який забезпечує організованість планети. Розглядаючи обсяг і енергетичні коефіцієнти різних груп рослинності, вчений дійшов висновку, що головними трансформаторами сонячної енергії в хімічну енергію біосфери є одноклітинні зелені водорості океану, що дуже швидко розмножуються. У праці «Жива речовина і біосфера» В.І. Вернадський писав:«Роль живої речовини полягає в тому, що всі хімічні сполуки, пов'язані з життям, концентрують сонячну енергію. При цьому головну роль відіграє автотрофний блок. Світ тварин сам по собі не має життя. Тваринний організм розсіює всередині своєї фізіологічної машини енергію, накопичену зеленими організмами, що включають хлорофіл». Енергія відіграє величезну роль в еволюції видів, процес якої якнайтісніше пов'язаний з нарощуванням діючої геохімічної енергії. В.І. Вернадський робить висновок, що нарощування енергії планети — це розтікання життя по ній за рахунок розмноження. Апарат розмноження організму — це ні з чим не зрівняний механізм розтікання геохімічної енергії життя, що регулює міграцію елементів у біосфері і, таким чином, усієї земної кори. Жива речовина стає регулятором діючої енергії біосфери. У цих висновках сконцентрована суть сучасної екології, яка сформувалась у другій половині ХХ ст. і пов'язана з ім'ям Ю. Одума.
Саме завдяки Ю. Одуму екологія перейшла від дослідження живого на рівні організмів до вищого рівня його існування — ландшафтно-ценотичного (або екосистемного). В 1953 р. вийшло перше видання праці Ю. Одума «Основи екології», де чітко була сформульована структура цієї науки, в якій центральне місце відводилося екосистемі. В основу одумівської концепції було покладено уявлення про те, що всі види рослин і тварин, як і людина, є на планеті рівноцінними і мають право на існування. Усвідомлення емерджентної зміни організації та функцій систем залежно від відповідного рівня їх існування відкриває можливість для розв'язання багатьох екологічних проблем, з якими зіткнулося людство.
Ці питання свого часу безпосередньо глибоко розробляв В.І. Вернадський. І, по суті, можна вважати, що одумівська екологія базується на ідеях нашого видатного співвітчизника. Наукові погляди В.І. Вернадського справили безпосередній вплив на формування ідей американського вченого, які знайшли свій логічний розвиток у дослідженні проблем функціонування екосистем та їхньої динаміки. Завдяки Ю. Одуму екологія як наука стала класичною і була визнана у системі природничих наук в усьому світі.
Упродовж десятків років В.І. Вернадський досліджував роль людини в перебудові поверхні Землі. Вивчаючи мінералогію, він зацікавився масштабами технічної діяльності людства в царині видобування з надр Землі різних мінералів і руд, їх переробки, отримання людиною нових, невідомих у природі в самородному вигляді, металів і хімічних сполук. Він дійшов висновку, що масштаби людської діяльності зростають і їх можна порівняти з масштабами природних геологічних явищ. Уже в ранніх працях В. І. Вернадський писав, що технічна діяльність людства є процесом, накладеним на природні процеси, тому він чужий їм і протиприродний. У пізніших працях мислитель стверджував, що еволюційна поява людини і розвиток наукової думки — це також природний процес, як усе в навколишньому світі. А звідси — його висновок про те, що наукова думка людства має розвиватися відповідно до законів природи, а не протиставляючи себе їм.
У праці «Автотрофність людства», опублікованій 1925 р. у Парижі, учений вперше написав про те, що в біосфері існує велика геологічна, можливо навіть космічна, сила. Ця сила — «розум людини, спрямована та організована воля як істоти суспільної». В.І. Вернадський не тільки підкреслював міць впливу людського суспільства на середовище, а й наголошував: «Воно одне змінює в новий спосіб і з наростаючою швидкістю структуру самих основ біосфери. Воно стає дедалі незалежнішим від інших форм життя та еволюціонує до нового життєвого прояву».
Мислитель наполягав на нерозривності зв'язку людини з живою речовиною планети, з сукупністю організмів, які водночас існують з нею чи існували до неї. Природознавець підкреслював нерозривність зв'язку людини з життям усіх живих істот ще й з причини харчування. Людина змушена на нинішньому етапі своєї еволюції підтримувати своє фізичне існування через засвоєння інших організмів або продукції їхнього життя. Вчений писав:«Зміна режиму — в разі, якби це сталося, — мала б великі наслідки... Проблеми харчування і виробництва слід переглянути. Внаслідок цього обов'язково настане переворот у самих соціальних принципах, що керують суспільною думкою». Що мав на увазі Вернадський, коли писав про зміну режиму харчування людини, яка є гетеротрофною? «Це, насамперед, — розвиток науки, яка прагне знайти нові форми енергії у світі та створити великі хімічні синтези органічної речовини». Щоправда, Вернадський тут же підкреслює, що засобів, якими користується наука, дуже мало, але з властивим йому оптимізмом сподівається на нові методи дослідження, оскільки «... немає сили на землі, котра могла б стримати людський розум у його прагненні, коли він осягнув, як у даному випадку, значення істин, що розкриваються перед ним... Користуючись безпосередньо енергією Сонця, людина оволодіває джерелом енергії зелених рослин, тією її формою, якою вона зараз користується опосередковано через останні для своєї їжі та для палива».
В.І. Вернадський підкреслював, що людство фізично являє собою надзвичайно малу масу речовини планети, але міць його пов'язана не з його матерією, а з роботою свідомості, з розумом і спрямованою цим розумом працею. Вчений неодноразово зазначав, що посилений вплив людини на біосферу призводить до зниження багатьох видів, до зміни кількісних співвідношень між іншими видами. Фактори органічної еволюції не перестають діяти, а проявляються на кожній території, де існує людина. При цьому процеси боротьби за існування і природного відбору набирають специфічних рис у культурних екосистемах.
Класичні наукові уявлення Вернадського і їх подальший розвиток у сучасному природознавстві з усією ясністю вказують, що людство стає усе більш могутньою геологічною силою, яка кардинальним образом перетворює біосферу, поверхню планети, навколоземний космічний простір. Але тим самим людство бере на себе відповідальність за продовження і регулювання багатьох найважливіших біосферних процесів і механізмів. У «Філософських думках натураліста» В.І. Вернадський писав: «В останні тисячоліття спостерігається інтенсивний ріст впливу однієї видової живої речовини – цивілізованого людства – на зміну біосфери. Під впливом наукової думки і людської праці біосфера переходить в новий стан – в ноосферу».
На сьогоднішній день діяльність людини досягла глобальних масштабів впливу на біосферу, змінюючи кругообіг речовин, водний баланс планети, роблячи сильний вплив на ґрунти, рослинність і тваринний світ. Вплив на природу антропогенного фактора призводить до таких глобальних криз, як зміна клімату, виснаження озонового шару, забруднення біосфери та її компонентів, порушення структурно-функціональної організації екосистем та їх енергетичного балансу, збіднення біотичного різноманіття, зниження родючості ґрунтів, зменшення запасів природних ресурсів.
Антропогенний вплив на довкілля за своєю потужністю вже почав вносити суттєві порушення у відрегульований протягом тисячоліть механізм планетарної рівноваги природного середовища. На сучасному етапі для задоволення своїх всезростаючих потреб людина змушена змінювати створені природою екосистеми. Ще до початку XVIII ст. людина використовувала лише 26 елементів із мінеральної сировини, на початку XXст. – 59, а на сьогодні – понад 80. Тільки за 1 рік на підприємствах гірничодобувної промисловості світу видобувається і переробляється понад 150 млрд. т гірських порід. На одержання корисного компоненту використовується лише 10 % видобутої гірської маси, а 90 % йде у відвали, забруднюючи біосферу. Не краще становище і з атмосферою. За один трансатлантичний рейс реактивний літак спалює 35 т кисню. Легковий автомобіль за 1,5 тис. км пробігу споживає річну норму кисню однієї людини. У наш час у середньому за рік у світі спалюється 10 млрд. т палива. За останні кілька років в атмосферу потрапило 22 млрд. т вуглекислого газу, 150 млн. т двоокису сірки, близько 300 млн. т окису вуглецю, 50 млн. т окису азоту, 200-700 млн. т пилу та багато інших речовин, з якими в атмосферу надходять канцерогенні та мутагенні речовини. Під впливом цих викидів руйнується озоновий шар атмосфери, який захищає все живе на Землі від пагубного впливу ультрафіолетового випромінювання. Постійне спалювання органічного палива призводить до підвищення концентрації CO2 в атмосферному повітрі, веде до створення на Землі парникового ефекту, до зонального потепління клімату. Негативного впливу від діяльності людини зазнає гідросфера планети. Щороку в Світовий океан із різних джерел потрапляє понад 4 млн. т летких органічних сполук (дихлоретан, фреон та інші), близько 120 тис. т хлорованих вуглеводнів (ДДТ, альдрин, бензилгексахлорид та інші), понад 300 тис. т свинцю, понад 5 тис. т ртуті, понад 10 тис. т кадмію. Велика кількість забруднених речовин потрапляє з річкового стоку. Їх загальна кількість сягає 600 млрд. т. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) 6% смертності останніх років пов'язані з глобальним потеплінням клімату і зменшенням озонового шару Землі, що призвело не тільки до стихійних лих на планеті, але і сильних перепадів атмосферного тиску, жорсткому сонячному випромінюванню і іншим негативним для життя факторам . Звідси – зростання серцевих захворювань, інфарктів, інсультів, гіпертонічних кризів, онкологічних хвороб. ВООЗ прогнозує подальше збільшення смертності в найближчі роки через неправильні дії людини в біосфері, в тому числі забруднення навколишнього середовища.
Наведені дані про екологічний стан літосфери, атмосфери, гідросфери показують, що екологічний стан планети близький до критичного. Антропогенна діяльність створила нові токсичні джерела забруднення біосфери, що в кінцевому результаті може створити загрозу існування самої людини. Звичайно, людина ніколи не відмовиться від благ цивілізації, але їх слід регулювати. Вихід з екологічних криз стане реальним, коли буде обрано шлях захисту природи від негативного впливу людини. Взаємини людини і природи носять складний характер і мають потребу в ретельному і повному вивченні. Успіхи людства в споживанні природних ресурсів залежать від пізнання законів природи і вмілого їх використання. Людство як частина природи може існувати тільки в постійній взаємодії з нею, одержуючи все необхідне для життя. Людству для свого подальшого існування необхідно піклуватися про збереження навколишнього середовища. І для цього потрібні великі знання в галузі екології і широке застосування їх у всіх галузях діяльності.
Тут є над чим замислитися. Світ наближається до такої межі, що потрібно подумати, як забезпечити екологічну безпеку. Як писав В.І. Вернадський: «Людина вперше реально зрозуміла, що вона житель планети і може мислити й діяти у новому аспекті, не тільки в аспекті окремої особистості, сім'ї, родини, держави чи їх спілок, а й у планетарному аспекті. Вона, як усе живе, може мислити й діяти у планетарному аспекті тільки в царині життя — в біосфері, в певній зеленій оболонці, з якою вона нерозривно закономірно зв'язана і вийти з якої не може, її існування є її функція. Вона несе її повсюди. І вона її неминуче, закономірно, неперервно змінює» .
Схоже, що вперше ми знаходимося в умовах єдиного геологічного історичного процесу, який охоплює одночасно всю планету. Події, які відбуваються на планеті, зв’язуються в єдине ціле і з кожним днем соціальна, наукова й культурна зв’язаність людства посилюється й поглиблюється.
Щоб забезпечити виживання в нинішньому світі, потрібна єдність сучасного світорозуміння, єдність дій всього людства по збереженню природи. І в цьому велика роль науки. Сучасний розвиток комп’ютерної техніки, електроніки дозволяє моделювати перебіг тих чи інших природних процесів, простежити їх динаміку, на що в природно-еволюційних умовах потрібні були тисячі, мільйони років, прогнозувати їх розвиток на тривалий час наперед, щоб запобігти знищенню життя на Землі.
У зв’язку з цим екологія в наші дні набуває дуже важливого значення. Загальна екологія нині поділяється на екологію літосфери, атмосфери, гідросфери, біосфери. Крім цього, існує поділ екології відповідно до галузей виробництва: екологія сільськогосподарського виробництва, екологія гірничодобувної промисловості, екологія комунального господарства, екологія туризму тощо. Загальним завданням всіх цих галузей екології є забезпечення екобезпечного розвитку людства.
Питання «Що ж робити?» повинне хвилювати кожну людину, якщо вона бажає добра своїм нащадкам. Подальший розвиток суспільства неможливий без узгодження з розвитком природи. Система людина-суспільство-навколишнє середовище – досить жорстка система, і з нею слід рахуватися. Система ця не терпить сваволі і прорахунків.
У наш час практика життя висунула перед людиною нову систему цінностей збереження екосистем, ставлення до Землі як до унікальної екосистеми, обачливе і ощадливе ставлення до природи. На підставі наукового аналізу екологія дає відповідь на питання «Що ж робити?»
По-перше, це розумне, раціональне використання природних ресурсів.
По-друге, це розробка й запровадження у виробництво прогресивних екобезпечних технологій.
По-третє, це рекультивація, оздоровлення порушених, відпрацьованих земель, територій.
По-четверте, це вдосконалення й піднесення дієвості екологічного права.
По-п’яте, це піднесення екологічної культури людей.
Слід при цьому мати на увазі, що самостійне розв’язання екологічних проблем окремими країнами вже в наш час стає неможливим через необхідність залучення великих матеріальних, наукових, інтелектуальних та інших ресурсів. А це спонукає до міжнародного співробітництва в питаннях екології. Тож не випадково, ще у 1992 р. в Ріо-де-Жанейро відбулася Конференція ООН із проблем навколишнього середовища. На конференції були сформульовані основні принципи про нерозривність еколого-економічних зв’язків, що було покладено в основу концепції стійкого розвитку, в якій зазначено:
- економічний розвиток у відриві від екології веде до перетворення планети в пустелю;
- акцент на екологію без економічного розвитку закріплює бідність і несправедливість.
Поняття стійкого розвитку суспільства передбачає забезпечення можливості задоволення потреб людей без загрози можливостям задоволення потреб майбутніх поколінь.
І нарешті, глобальні екологічні проблеми, з якими людство зіткнулося на порозі XXI ст. глибоко впливають на всі сторони життя сучасної людини. Ці проблеми настільки взаємопов’язані, що практично не можна добитися успіху у вирішенні однієї з них, ігноруючи або приділяючи недостатню увагу іншим. Однобічний підхід до вирішення глобальних проблем може привести до тяжких наслідків.
В.І. Вернадський вірив, що розум буде панувати на планеті і перетворювати її розумно, завбачливо, без нанесення збитку природі і людям. Він вірив у людину, у її добру волю. Праці Вернадського допомагають нам краще зрозуміти життя Землі, її сучасність та майбутнє. За словами вченого «людство не може робити все, що йому забажається. Воно обмежене у своїх діях, тому що людська історія – не сума випадків. В основних своїх рисах вона закономірна і спрямована. У геологічній історії біосфери перед людиною відкривається величезне майбутнє, якщо вона зрозуміє це і не буде використовувати свій розум і свою працю на самознищення».