Современное естествознание и экология

Экология вызывает в настоящее время особый интерес как в различных естественно-научных дисциплинах, так и в гуманитарном знании. Интегрирующее направление в этой науке связано с исследованием гармоничных взаимодействий системы и окружающей среды и с исследованием экосистем. Экология в концептуальном плане понимается многими учеными как космическая этика, ибо экологические проблемы в открытом, нелинейном мире не могут быть локальными. Подобное направление хорошо согласуется с концепцией относительных равновесий в природе. Можно даже сказать, что относительные идеи экологии основаны на относительных равновесиях. Экология – одна из наук биосферного класса, которые получили широкое распространение в современном естествознании, поскольку в ней равновесные взаимодействия природной системы и окружающей среды принимаются в качестве исходного понятия.

В настоящем учебнике экология рассматривается в свете сформулированных в нем основных принципов естествознания. Возможность подойти к экологии как к науке, изучающей экосистемы, существует благодаря развитию системного метода исследований. Для эффективного использования этого метода необходимо расширить представления об основных, ключевых понятиях данной науки, основываясь, прежде всего, на таких, как «адаптация», «экосистема», «экологическое равновесие», «экологическая ниша».

Сам термин «экосистема» введен А. Тенсли в 1935 г. Экосистема слагается из всех организмов, обитающих в данной местности и зависящих друг от друга в различных отношениях, и из окружающей эти элементы физической и химической среды. Выделение в ландшафте различных экосистем осуществляется достаточно произвольно. Все экосистемы взаимосвязаны и образуют в своей совокупности единое целое – биосферу.

Важной разновидностью экосистем можно считатьэкосистему человека, под которой понимаются отдельные люди вместе со своими культурными растениями и домашними животными. Каждый организм может жить, только взаимодействуя со своим окружением в рамках экосистемы. Устойчивые экосистемы – основное условие устойчивости жизни на Земле. В каждой экосистеме выделяют два основных компонента: организмы и факторы окружающей их неживой среды. Первые (совокупность организмов – растений, животных, микробов) называютбиотой экосистемы.

Развитие представлений об экологии как науке об экосистемах позволяет сформулировать три основных принципа функционирования экосистем (Н.Ф. Реймерс): получение ресурсов и избавление от отходов осуществляется в рамках круговорота всех элементов; экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно в пределах экосистем и избыточно; чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею трофический (пищевой) уровень.

Первый принцип хорошо гармонирует с законом сохранения массы.

Второй принцип делает акцент на основном факторе, который обеспечивает устойчивость процессов взаимодействия экосистем с окружающей их средой.

Третий принцип связан с принципом дополнительности. Одной из важнейших форм энергетических потоков в экосистемах являются пищевые цепи. Исходная причина всех этих потоков – солнечное излучение, практическое их воплощение характеризуется особыми механизмами.

В природе совместно существуют два типа процессов: первый – экологическое равновесие и закономерные изменения среды; второй – экологическое равновесие организмов во времени. Исследование экосистем ведется, прежде всего, в рамках исследования биогеоценозов. В. Н. Сукачев, ввел само понятие «биогеоценоз», а Н.В. Тимофеев-Ресовский, предложивший разделять экосистемы на типы: биотропные, недотропные, гидротропные и эквитропные. В основе этого разделения лежат различия в накопительных способностях биомассы, содержащейся в почвах, грунтах водоемов, илах. Биомасса является мощным накопителем многих элементов, и именно этим объясняются интенсивность миграции элементов и условия ускорения и замедления этой миграции.

Понятия «экосистема» и «адаптация» тесно связаны между собой. Они ориентированы на совместное рассмотрение понятий «система» и «среда», их влияния друг на друга. В основе экологического равновесия лежит относительное постоянство круговорота веществ в каждой конкретной экосистеме. В связи с этим уместно подчеркнуть, что простые системы экологически нестабильны и, наоборот, разнообразие – залог стабильности.

Прибавление особей обусловливается биотическим потенциалом, их гибель – сопротивлением среды. Подобное равновесие называютдинамическим, так как параметры сопротивления среды редко подолгу остаются неизменными. Размер популяций является результатом динамического равновесия между их биотическим потенциалом и сопротивлением среды.

Нечто подобное можно сказать и относительно вида. Основным условием, определяющим жизнеспособность вида, является его способность устанавливать и поддерживать равновесие с другими видами в пределах экосистемы, обеспечивающей эффективный круговорот биогенов и устойчивый поток энергии. Что касается человечества, то оно имеет дело с промежуточными равновесиями и не достигло еще собственного популяционного равновесия, которое можно считать исходным для построения остальных равновесии.

Выделенный нами подход к экологическим проблемам иллюстрируется рядом важнейших экологических принципов и законов.

Экологическая философия

Задача современной экологической науки – искать такие способы воздействия на окружающую среду, которые помогли бы предотвратить катастрофические последствия и практическое использование которых существенно улучшило бы биологические и социальные условия развития человека и всего живого на Земле.

Взаимодействие системы и окружающей среды становится настолько общим понятием, что сегодня уже говорят об экологии культуры, языка, самого человека. Все эти направления экологии ориентированы на изучение равновесии между системами культуры, языка, человека и соответствующей средой (культурной и т.п.). Что касается человека, то он уже научился оказывать негативное влияние на окружающую его среду и дошел в этом воздействии до пределов, способных разрушить биосферу. В связи с этим особое значение приобретает формированиеэкологического сознания человека и человечества. Формирование такого сознания представляет собой формирование важных граней планетарного мышления (синергетического мышления) и включает в себя следующие направления: экологическое научное сознание (прежде всего, экологическую философию), экологическую этику, психологию, правосознание.

Сформировавшаяся к 50-м гг. XX в. общая экология сосредоточила свое внимание на изучении взаимодействия организмов и структуры образуемых ими систем. Затем начала формироваться физиологическая и эволюционная экология, а в 70-х гг. – экология человека, илисоциальная экология, изучающая закономерности взаимодействия человеческого общества и окружающей среды. Во второй половине XX столетия произошла «экологизация» многих естественных наук, были установлены связи экологии с философией. Таким образом, в настоящее время основные направления экологии активно участвуют в формировании современной научной картины мира.

В основеэкологической философии лежит идея единства человека и космоса, в ней утверждаются гармоничность и целостность природы; обосновываются идеи отказа от традиционных ценностей современной цивилизации (успех, прибыль, карьера) и моделей поведения (эгоизм, индивидуализм). Экологическая философия является теоретической основой идеологии альтернативных социальных и культурных движений. Экологическая философия согласуется с новым диалогом человека и природы.

Большой резонанс в современной экологии получила«глубокая экология», разработка которой началась в 70-х гг. XX столетия. Из родоначальников этого направления наиболее известен норвежский ученый А. Наэсс, а из основных идей – принцип биосферного равенства в существовании всех основных частей биосферы (организмов, сред их обитания и т.п.).

Подготовка указанных концепций шла не только в философии и науке, но также в литературе и искусстве. О чувстве «соприкосновения» с основными законами природы часто писал Ф.М Достоевский: «Бог взял семена из миров иных и посеял на сей земле и взрастил сад свой, и взошло все, что могло взойти, но взращенное живет и живо лишь чувством соприкосновения своего таинственным мирам иным; если ослабевает или уничтожается в тебе сие чувство, то умирает и взращенное в тебе. Тогда станешь к жизни равнодушен и даже возненавидишь ее».

Экологический кризис заставляет человечество отказаться от господствующей в настоящее время экономической парадигмы. Как считает известный современный эколог и политолог Э. фон Вайцзекер, современная экономическая парадигма должна уступить место экологической парадигме. XXI веку придется поставить проблему изучения взаимодействий с окружающей средой в качестве одной из основных.

Время стихийного развития человечества заканчивается, наступает эпоха управляемого развития, но сами механизмы этого управления еще до конца не ясны. Знаменитый американский физик-теоретик Ф. Дайсон предвидит возникновение «зеленой» технологии, которая будет строиться на тех же принципах самоорганизации, что и живая природа. Ф. Дайсон противопоставляет ее традиционной «серой» технологии, основывающейся на жестких механистических предписаниях и пассивных следованиях внешним командам.

Планетарное мышление

Когда наступает время для определенной идеи, системы взглядов, то они начинают проявляться самыми различными способами, в широком многообразии форм и видов. Об этом явлении часто говорят так: «проблема висит в воздухе». А Виктор Гюго в свое время добавил, что нет ничего сильнее идеи, время которой пришло. Нечто подобное происходит в настоящее время с планетарным мышлением.

Планетарное мышление – это мышление, в котором равновесные целостности философских систем, религий, научных концепций, произведений искусства взаимно дополняют друг друга, рассматриваются исходя из планетарных масштабов и образуют единое мировоззрение.

Планетарный масштаб важен потому, что земные оболочки находятся в устойчивом равновесии с космосом. Эти оболочки являются естественным ориентиром устойчивости для макроскопических природных процессов, к которым может быть отнесено мышление. Если системы, соответствующие мышлению, не будут коррелировать с системами земных оболочек, то они потеряют устойчивость под воздействием окружающей среды.

Наиболее важными чертами планетарного мышления могут считаться следующие: взаимодействие равновесных целостностей философии, религий, искусства, науки; участие все устоявшиеся направления из всех областей человеческой деятельности; необходимость планетарно-космического масштаба мысли; планетарное мышление не может рассматриваться в отрыве от ноосферы.

В становлении планетарного мышления можно выделить два основных этапа. На первом из них планетарное мышление не было осознано как некое целое, а развивались идеи и концепции, направленные на поиск истины. Человек воспринимал не всю окружающую среду, а только ее часть, устанавливая равновесную взаимосвязь лишь с этой частью. То есть упрощение представлений о природе позволяло человеку связаться с фундаментальным равновесием, но часто эта связь была неустойчивой и случайной. Второй этап связан с сознательным конструированием планетарного мышления. Можно сказать, что этот подход развивался посредством исследования промежуточных равновесии в естествознании и философии. Данное направление возникло в XX в. и бурно развивается в настоящее время.

Сознательное формирование планетарного мышления можно обнаружить в мировоззрении русского космизма, а также в трудах П. Тейяра де Шардена. Большой вклад в развитие русского космизма, внесенный П.И. Новгородцевым, можно рассматривать и как вклад в формирование планетарного мышления. Новгородцев верил в земной рай и сводил эту веру к следующим убеждениям: «1. Человечество, по крайней мере, в избранной своей части, приближается к заключительной и блаженной поре своего существования. 2. Есть «решительное слово», известна спасительная истина, которая приведет людей к этому высшему и последнему пределу истории». Но не как земной рай понимал Новгородцев эту блаженную пору, а «как веру в человеческое действие и нравственное долженствование» – и это он считал основной задачей, стоящей перед современным человечеством.

Роль А.А.Чижевского в развитии планетарного мышления можно считать особенно значительной. Чижевский исследовал влияние Солнца на все уровни структурной организации живого: молекулярно-генетический, онтогенетический, популяционно-видовой, а также на биосферу. Чижевский подробно исследовал различные типы влияния Солнца на неорганический и органический земные миры, на ритмы и другие особенности этих взаимодействий. Чижевский стоит у истоков гелиотраксии и многих других направлений науки (биоклиматологии, гелиобиологии и т.п.)

Тейяр де Шарден связывал планетарные аспекты взаимосвязи человека (природной системы) и окружающей его среды с понятием «рефлексия». Под рефлексией он понимал появление более фундаментального свойства биосферы в целом, а также отдельных ее элементов – свертывания организующейся материи в самой себе (образование замкнутого объема планеты, автоматическое самозамыкание молекулярной ленты ДНК). В концепции Тейяра де Шардена рефлексия становится универсальной моделью субъект-объектных отношений, ибо субъект через объект возвращается к самому себе, в объекте «узнает» себя, и только таким образом он способен что-либо понять: «человек опять приходит к самому себе и во всем, что он видит, рассматривает самого себя».

В настоящее время начинается глобальная переориентация сознания на гибкую систему связей человека с окружающей средой. И один из наиболее действенных способов организации подобной системы – диалог между человеком и природой. М. Хайдеггер, например, пишет, что философия должна ставить вопросы, вопрошать. А выдающийся физик XX в. Р. Фейнман считает, что в физике правильно поставленный вопрос гораздо важнее поисков ответа на него. Ответ на правильный вопрос открывается сам собой – падает в подставленные ладони. Все это можно истолковать так, что стремление к правильному вопросу означает стремление к установлению равновесия между исследователем и законами природы. И когда человек обретает это равновесие, настраивается на него, тогда он, конечно, будет иметь представление о развитии природных процессов относительно этих равновесии.

Различные грани планетарного мышления анализируются современным естествознанием, универсальным эволюционизмом, эмерджентным эволюционизмом, экологической философией, синергетикой. Данные направления уже достаточно подробно проанализированы нами ранее, что позволяет отметить в качестве характерных черт современного естествознания, наиболее тесно связанных с планетарным мышлением, следующие черты.: осознание того, что простота не присуща ни бесконечно малому, ни бесконечно большому; первом нет «кирпичиков мироздания», во втором – абсолютного предела; возникновение наук биосферного класса, в которых все процессы рассматриваются во взаимосвязи, а также в единстве генезиса; Тесная взаимосвязь естественно-научных процессов с самоорганизацией природы.

Л. Н. Гумилев, вычленяя в качестве эволюционирующей единицы генезис этноса, осуществил попытку соединения природных факторов, этногенеза и социально-культурного развития, рассматривает человечество как часть биосферы Земли – антропосферы, а разнообразие этнического развития объясняет спецификой адаптации групп людей к раз­личным ландшафтам. Каждый этнос, обитая на определенной территории и входя в биоценоз данного ландшафта, составляет вместе с ним целостную («замкнутую») систему, развитие которой представляет полную аналогию с космическими процессами термодинамики.

Суммируя идеи неравновесной термодинамики, кибернетики, теории систем и синергетики и сопрягая их с данными географии и этнологии, Гумилев приходит к выводу, что наблюдаемая в природных процессах вспышка энергии (отрицательной энтропии) с последующей ее растратой представляет собой универсальный механизм взаимодействия системы со средой. Гумилев связывает ее с самопроизвольными всплесками избыточной энергии, в том числе и космическо­го происхождения. Факторами развития этноса являются пассионарии –это люди, которые обладают врожденной способностью организма абсорбировать энергию внешней среды и выдавать ее в виде работы, т. е. осуществлять негэнтропийный прорыв. Это проявляется как способность пассионариев к целенаправленным сверхнапряжениям, которые часто ломают инстинкт самосохранения (как ин­дивидуального, так и видового) и сопровождаются поступками, ведущими к резкому изменению, как окружающей их природной среды, так и отношений внутри этноса. Результатом этой негэнтропийной работы этноса является возросшая ди­намика и «событийность» истории народа.

По мнению Гумилева, живая история выглядит более оптимистично «новый пассионарный взрыв – мутация, или негэнтропийный импульс, зачинает очередной процесс этногенеза прежде, чем успеет иссякнуть инерция прежнего. Вот благодаря чему человечество еще населяет планету Земля, которая для людей не рай, но и не ад, а поприще для свершений, как великих, так и малых. Так было в прошлом, предстоит в будущем, во всех регионах земной поверхности».

Модель Л.Н. Гумилева динамики этносов хорошо вписывается в представления современного естествознания и позволяет объяснить весь ход исторического процесса.

Ноосфера

Под ноосферой понимается сфера разума, но разработано это понятие еще совершенно недостаточно. Однако точка зрения, согласно которой ноосфера представляет собой одно из природных равновесии, являющихся естественным продолжением равновесии, возникших в биосфере, позволяет рассматривать это понятие в тесном взаимодействии, как с естественными науками, так и с духовностью.

В последнее время много пишут об ученых, в трудах которых впервые появилось понятие «ноосфера», – о В.И. Вернадском, П. Тейяре де Шардене (иногда вспоминают Э. Леруа). Но многое в определениях ноосферы остается расплывчатым. Дело в том, что ни Вернадский, ни Тейяр де Шарден не стремились к созданию теории или концепции ноосферы, а увязывали ее с процессом развития биосферы и планетарной эволюцией Земли. В первую очередь следует подчеркнуть, что ноосфера представляет собой новый структурный уровень развития природы, который хотя и связан энергетически со всеми другими земными оболочками, и, прежде всего с биосферой, но соответствует новому фундаментальному относительному природному равновесию. Такая характеристика ноосферы, как разум, не является принципиальной. Фундаментальной характеристикой ноосферы может быть только духовность. Это, в частности, имел в виду П. А. Флоренский, предложивший выделять пневматосферу (от греч. пневма – дух) – духовную планетарную оболочку. Мы исходим из того, что именно пневматосфера должна стать духовным каркасом ноосферы. Подтверждение подобной идее можно найти во многих великих религиях и философских системах. Утверждение о том, что в основе ноосферы лежит равновесный духовный каркас, может считаться первым и основным свойством ноосферы.

Вторым важнейшим свойством ноосферы является то, что все структурные природные уровни возникают посредством взрыва. В естественных науках накоплено много фактов, подтверждающих, что уровни обособленных частиц и зарядов, уровни жизни, духовный уровень образовались подобным образом. В отношении двух последних уровней глубокие мысли, обосновывающие мгновенность их образования, содержатся в мировых религиях. Третьим важнейшим свойством ноосферы является то, что формирование планетарного мышления, в котором так нуждается современное человечество, возможно только на основе ноосферы. Планетарное мышление объединяет в себе фундаментальные относительные равновесия, соответствующие основным религиям, философии, естествознанию, искусству благодаря достигнутому ими планетарному масштабу. Четвертым, важнейшим свойством ноосферы является объединение в ее пределах всего человечества, на что обратил внимание еще В.И. Вернадский.

Перечисленные свойства ноосферы могут быть выявлены в ряде ее определений, предложенных отечественными учеными. Так, по Н.Ф. Реймерсу, ноосфера – это буквально «мыслящая оболочка», сфера разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества, с периодом, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития на Земле.

Р.Ф. Абдеев понимает «ноосферу как естественную информационную структуру». Это верно только отчасти. На информацию должна быть ориентирована биосфера, ноосфера же должна ориентироваться на духовность. Но поскольку ноосфера может формироваться лишь при устойчивой биосфере, постольку информация косвенно имеет значение и для ноосферы. В связи с этим приобретает значение вопрос о носителях информации, которые должны быть емкими, доступными, устойчивыми и надежными в ее сохранении.

Н.Н. Моисеев считает, что есть сложности с самим термином «ноосфера» – он не однозначен. «Широко распространено наиболее простое его толкование – сфера Разума. Так принято называть часть биосферы, которая оказывается под влиянием человека и преобразуется им». По этим причинам Моисеев считает более уместным говорить не о ноосфере, а об эпохе ноосферы, когда человек уже сможет разумно распоряжаться своим могуществом и обеспечивать такое взаимоотношение с окружающей средой, которое «позволит развиваться и обществу, и Природе».

Попытка исследовать внутреннюю структуру ноосферы (ноосферные структуры) была предпринята Г.И. Худяковым. Он считает, что ноосферные структуры – это пространственные целостности гармонического взаимодействия косных, биокосных, биогенных и социальных форм организации материи. И предполагает, что «пространственной основой ноосферных структур являются геокомплексы – от планетарных до региональных и локальных, т.е. саморазвивающиеся геолого-геоморфологические структуры с их гидробиоатмосферными составляющими». Это вполне соответствует идее о духовном каркасе ноосферы. В самом деле, равновесность на духовном уровне возможна только тогда, когда уравновешены все остальные структурные уровни природы. Таким образом, равновесие геолого-геоморфологических структур, равновесие биосферы естественным образом может найти свое продолжение в духовном каркасе ноосферы. В концепцию строительства ноосферы на основе духовного каркаса прекрасно вписываются философские идеи, связанные с бессмертием человеческой души.

Представление о ноосфере тесно связано с представлением о бессмертии человеческой души. Эта проблема волнует человечество тысячи лет и еще далека от своего разрешения. Человек пытался исследовать этот вопрос различными способами, в том числе и проводя эксперименты на самом себе. Данной проблемой интересовались и многие философы. Например, М. Хайдеггер считал, что «смерть в самом широком смысле есть феномен жизни» (смерть принадлежит жизни). В христианской теологии В. Дильтей и Г. Зиммель включали смерть в определение жизни. По мнению Дильтея, задача философии – понять жизнь, исходя из нее самой. Основной идеей Зиммеля было то, что смерть не приходит извне, жизнь несет ее в себе. К. Ясперс рассматривал смерть как «пограничную ситуацию» человеческой жизни.

Главным предназначением человека в процессе глобальной самоорганизации природы является, по-видимому, строительство ноосферы. Устойчивое возведение ноосферы возможно только тогда, когда сначала возводится ее духовный каркас, а затем все остальное, однако у человека всегда была неосознанная тоска по ноосфере, принимавшая форму стремления к смерти.

По нашему мнению, человек действительно способен сохранить свою душу «бессмертной», если при жизни он сформирует в себе равновесную ячейку, связанную с фундаментальными равновесиями природы. Тем самым он примет участие и в формировании естественной системы координат природы, которая будет существовать, и после его смерти. К этому и сводятся все надежды на бессмертие человеческой души.

Нынешний этап развития человечества трудно понять, если не предположить наличия в нем некоторой телеологической направленности к фундаментальным равновесиям природы. Такая направленность подтверждается многочисленными примерами в естественных науках и нашла свое отражение в искусстве и религии. Большинство этих равновесий (механическое, термодинамическое, равновесие живого вещества) устроены целесообразно и гармонично. Духовный же уровень – самый несовершенный. Способность человека совмещать высокие чувства со злом отмечается во многих выдающихся литературных и философских произведениях. Все это становится более понятным, если признать человечество единственным механизмом формирования ноосферы вокруг Земли. «Человеческая широта» необходима природе для того, чтобы в любых условиях найти возможный путь к относительному равновесию. К настоящему времени были созданы отдельные элементы ноосферы и сложились общие представления о ее конструкции. Сейчас, на рубеже двух тысячелетий, начинается формирование планетарного духовного каркаса и возведение всей последующей конструкции ноосферы при активном участии человека. Духовная оболочка нашей планеты только частично будет соответствовать понятию «ноосфера».

Весь путь развития ноосферы – это путь непрерывной борьбы духовности со злом, причем духовность часто выглядит в этой борьбе слабее зла, потому что пытается перейти в состояние фундаментального равновесия, минуя естественный порядок относительных равновесий. Каждый человек обладает запасом энергии, достаточным для того, чтобы создать ячейку для ноосферы (ячейку духовности). Ориентированная на духовное, фундаментальное равновесие, часть человечества находится в состоянии становления, поэтому есть опасность, что ноосфера может погибнуть. Поскольку строительство ноосферы происходит в нашу эпоху, то ответственность нашего поколения, его пафос, заключается в том, чтобы защитить ноосферу в этом процессе.

Главной трудностью здесь является то, что устойчивой связи с фундаментальными равновесиями для всего человечества пока не существует. Каждый раз для отдельных подсистем и для новых условий человечество строит пирамиду из промежуточных равновесий, стремясь таким образом связаться с параметром фундаментального равновесия. Дальнейший процесс, в случае обретения этой связи, представлял бы собой самоорганизацию, протекающую по объективным законам природы. К сожалению, человечество часто теряет эту связь, но дальше так продолжаться не может. С нашей эпохи человечество должно начать жить в естественной системе координат – иного не дано. Другими словами, планетарное мышление может строиться только на духовной основе. На основе каких-либо других принципов оно невозможно.

Динамика развития современного естествознания позволяет утверждать, что современное знание, полученное из него, должно быть ориентировано на целостность и взаиморазвитие. Важнейшими принципами построения и организации современного знания являются системность, глобальный эволюционизм, самоорганизация, взаимосвязь с фундаментальными равновесиями природы и общества.Наука, знание (образование) и культура – это единственный вид коллективной собственности, от использования которой ее объем и ценность только возрастают. В этом состоит значимость и непреходящая ценность самой науки, являющейся связующим мостом между прошлым и будущим современной культуры.

Контрольные вопросы

1.Каковы современные естественно-научные представления о порисхождении человека?

2.В чем сходство и отличие человека от животных?

3.Что такое планетарное мышление?

4.В чем состоят основная цель биоэтики и ее принципы?

5.Каковы принципы поведения животных?

6.Как понимать экологическую философию?

7.Что такое циклы А.А. Чижевского?

8.Что такое циклы Гумилева?

9.Каковы основные предпосылки перехода биосферы в ноосферу?

10.Назовите центральные проблемы экологии.