ВЛАДИМИР ВЕРНАДСКИЙ

ВЛАДИМИР ВЕРНАДСКИЙ

Владимир Иванович Вернадский – великий русский ученый-реформатор, ученый-энциклопедист, автор знаменитого учения о ноосфере. Я кратко ознакомлю читателей с его учением по его собственным материалам.

"Переворот, совершающийся в нашем XX веке в физике, ставит в научном мышлении на очередь пересмотр основных биологических представлений. По-видимому, он впервые позволяет в чисто научной концепции мироздания поставить Космос на подобающее место в жизни. Впервые в течение трех столетий вскрывается возможность преодолеть созданное ходом истории мысли глубочайшее противоречие между научно построенным Космосом и человеческой жизнью – между пониманием окружающего нас мира, связанным с человеческим сознанием, и его научным выражением.

Это коренное изменение основных физических представлений неизбежно должно отразиться на положении явлений жизни в научном мироздании, ибо целый ряд допущений новой физики нигде не выражен столь резко, как в явлениях жизни. Таков, например, необратимый во времени цикл явлений. Он характеризирует живое в такой степени, в какой мы этого не видим в косной, окружающей нас природе. Необратимость видна в жизни отдельного неделимого и для нас ярко выражается в его смерти. Необратимость не менее резко выражена в эволюционном процессе изменения видов в течение геологического времени.

Это знали, конечно, давно, но не обращали на это внимания, хотя сознавали его противоречие с утверждением о возможности свести явления жизни к физико-химическим процессам Ньютонова мировоззрения. Это очень обычное проявление неполноты логического анализа в области научного мышления. Оно может быть даже неизбежно при сложности Космоса и при слабости нашего научного аппарата, которым мы проникаем в неизвестное.

Явления жизни, явления радиоактивности, явления внутренностей звезд, вероятно, наиболее яркие проявления необратимых процессов в окружающей природе. При этом наиболее резко этот тип процессов выражен в явлениях жизни. И это яркое выражение жизни несомненно физического явления космического порядка не есть случайное или единственное. То же мы увидим в свойствах пространства; оно же может быть отмечено для энергетических процессов, для свойств материи, строящей живые вещества. Эти отражения жизни в основных понятиях Порядка мира заставляют вводить явления жизни в мироздание новой физики. При этом, при единстве живого в жизни, мы не можем знать, где остановится проникновение научно построяе-мого Космоса явлениями, связанными с жизнью. Вероятно, будущее здесь чревато большими неожиданностями…

Надо к этому, кажется мне, неизбежному процессу подходить и с другой стороны, исходить из научных концепций жизни. Необходимо обратить внимание на те явления жизни, вхождение которых в научное мироздание уже сейчас становится вероятным. Мы подходим к очень ответственному времени, к коренному изменению нашего научного мировоззрения.

Это изменение по своим последствиям, вероятно, будет не меньшим, чем было в свое время создание Космоса, построенного на всемирном тяготении и на бесконечности времени и пространства, Космоса, проникнутого материей и энергией.

С точки зрения научной картины мира важно, что изучение жизни указывает на такие черты построения Космоса, которые в иных изучаемых наукой явлениях или совсем не выражаются, или выражены слабо и неясно. Уже одним этим ее изучение меняет научную картину Космоса, без нее построенную, и открывает в ней новые черты. Оно существенно меняет представление о пространстве, о времени, об энергии и о других основных элементах мироздания.

Диссимметрия живого вещества была открыта больше 80 лет назад, в 1848 году, одним из величайших ученых прошлого столетия Л. Пастером, который вскоре уяснил все ее значение для научного миропонимания. Пастер осознал диссимметрию как космическое явление и сделал из этого чрезвычайно важные для понимания жизни выводы. Сейчас в свете новой физики его работы должны привлекать самое пристальное внимание. Он несколько раз – возвращался к этим идеям, углубляя их все более и более. Он возвращался к ним в последний раз в связной форме в 1883 году – 46 лет тому назад – и перед смертью жалел, что не может к ним вернуться, углубиться в них экспериментом, считал это свое открытие самым важным делом своей жизни, самым глубоким подходом своего гения к проблемам знания.

Странна судьба этих идей; основная идея, им выдвинутая, не вошла до сих пор в научное сознание. И в общем мнении химиков она даже признается в основе сомнительной. Мне кажется, это связано с тем, что понятие диссимметрии, на которое опирался Пастер, никогда не было принято во внимание химиками во всем его объеме и не было понято его современниками.

Глубокий анализ этого понятия был произведен уже после смерти Пастера, через 46 лет после его открытия другим гениальным французом Пьером Кюри в 1894 году. Работы П.Кюри изложены исключительно сжато и могли казаться абстрактными; но основная его теорема – теорема о диссимметрии – не возбуждает никаких сомнений в своей правильности и ясна в своем конкретном значении для натуралиста. Она гласит: "Если какие-нибудь явления проявляют диссимметрию, та же диссимметрия должна существовать в причинах, которые эти явления вызывали". Этот принцип Кюри решает спор бесповоротно в пользу Пастера в той части его утверждений, которые заставляют искать причину диссимметрии природных тел в явлениях жизни.

Судьба работ Кюри была в этой области схожа с судьбой Пастера. Отвлеченный открытием радиоактивности, он вновь вернулся к работам над симметрией перед смертью в 1906 году – 23 года тому назад; судя по записям в дневнике, он при этом подошел к крупным обобщениям в этой области. После его гибели – он был раздавлен ломовым на улице Парижа – никто не поднял нити, им упущенной в дальнейшем физическом анализе принципа симметрии, особенно возбуждающем сейчас наше внимание.

Путь, открытый Пастером и Кюри, зарастает травою забвения. Мне кажется, как раз по нему должна сейчас пойти волна научной работы.

Явления симметрии недостаточно до сих пор охвачены и научной, и философской мыслью. Несомненно, это глубочайшее и основное понятие, проникающее – неосознанным образом – все наше миропонимание. Переворот, совершающийся в физике, и неизбежный рост биологических идей, с этим связанный, ставят, мне кажется, на очередь углубление и уточнение учений о симметрии.

Самый глубокий, недоконченный охват учения о симметрии был сделан П.Кюри, который в сущности рассматривал симметрию как состояние пространства, т.е. как структуру физического пространства. Это определение должно быть сейчас учтено и при анализе физического времени, ибо в природных процессах пространство-время неразделимы.

Можно философски и математически идти еще глубже в анализе учения о симметрии, но для нашей задачи, оставаясь в эмпирическом мире натуралиста, это широкое и чисто реальное понимание симметрии достаточно.

Явления симметрии обратили на себя в общем должное внимание физиков только в XX столетии, когда окончательно выяснилось огромное значение в области физических наук кристаллографии со всеми ее подразделениями. С кристаллографией в физику вошло и учение о симметрии. Оно даже в самых математических своих частях было разработано – очень полно и глубоко – минералогами, всегда прежде всего имевшими в виду свои проблемы – проблемы кристаллографии. Для физики их достижения, как это доказал Кюри, явно недостаточны.

Недостаточны они в современной форме и для явлений жизни, исторически давших начало самому понятию симметрии. Ибо оно впервые зародилось при работе художников над живыми объектами. Первую формулировку понятию симметрии древние эллины приписывали скульптору Пифагору из Региона, жившему более 2400 лет назад, в связи с задачей воспроизведения человеческого тела. И позже один из основоположников учения о симметрии в минералогии, оригинальный французский ученый А.Бравэ, исходил в своих работах из симметрии, проявляющейся в растениях, и создавал учение о симметрии, одновременно исходя из растений, минералов и многогранников.

Но в то самое время, когда изучение природных кристаллов в свете изучения о симметрии получило чрезвычайное развитие, применение симметрии к объектам жизни, из которых оно возникло, и к физическим явлениям было все время спорадическим и несвязанным. Это сказывается сейчас в постановке учения о симметрии в современной научной организации. Учение о симметрии обычно связано с преподаванием минералогии и близких наук и не занимает ни в физических, ни в биологических дисциплинах подобающего ему места. Это сказывается и в недостаточной точности тех представлений о симметрии, которые для кристаллографии и минералогии не имеют большого значения, в частности в том понятии диссимметрии, значение которой для биологии было отмечено Л.Пастером, а в физике П.Кюри.

Словом "диссимметрия" называют разные явления – иногда, как, например, в живых телах, происходящие одновременно, но по существу между собою не связанные. Одно из этих явлений связано с учением о симметрии, а другое совершенно с ним не связано, но может изучаться только на основе симметрии. Делая свое великое эмпирическое обобщение, Пастер одновременно констатировал в состоянии пространства живых организмов оба эти явления.

Изучая кристаллические формы органических соединений, находящихся в организмах или из них выделенных, Пастер заметил уменьшение их симметрии, появление левых и правых форм в тех случаях, когда рацемическое тело распадалось на свои правые и левые антиподы. Он назвал это явление диссимметрией, т.е. нарушением симметрии, так как по отношению к многогранникам рацемического соединения нарушение их симметрии выражалось закономерным выпадением правых или левых площадок многогранников. Он заметил, что получаемые этим путем многогранники лишены центра и плоскостей симметрии, между тем как исходные многогранники рацемических соединений, распадением которых получаются правые и левые антиподы, обладают и центром, и плоскостями симметрии. Одновременно он доказал, что, в то время как рацемические многогранники при растворении оптически инертны, их антиподы вращают в растворе свет, правые – вправо, левые – влево.

Оба эти явления он связал вместе, как явление диссимметрии, и так как ее проявление сохраняется в жидком состоянии, он назвал его молекулярной диссимметрией, ища объяснение явления в строении химической молекулы. (…)

Так как Пастер вообще не знал, что часть нарушений симметрии – его диссимметрия – в действительности может быть выведена из законов симметрии, он не отделял это проявление диссимметрии от других, им открытых, говорил о них вместе как об одном явлении; он, однако, заметил, что последнее явление исключительно связано с жизнью, тогда как первое может быть от нее независимым.

Принцип Кюри о том, что всякое явление, обладающее диссимметрией, должно происходить от причины, обладающей такой же диссимметрией, так широк, что он обнимает оба явления. Прежде чем перейти к изложению достижений Пастера, остановимся на вытекающем из диссимметрии характере пространства, его отличии от нашего пространства – пространства физики и геометрии. Именно это пространство мы будем, согласно открытию Пастера и согласно принципу Кюри, наблюдать всюду внутри организмов – внутри бактерии или внутри слона, например, – и некоторые свойства такого, скажем энантиоморфного, правого или левого, пространства должны проявляться в окружающей организм среде благодаря их жизни.

Отличие такого пространства от обычного может быть ярко выражено изучением физических свойств проводимых в нем векторов, т.е. напряжений. Я указывал уже, что явления жизни необратимы во времени, т.е. с ходом времени всегда идут в одном направлении, в одну сторону, не возвращаясь назад. Организм растет, стареет, в конце концов умирает. (…) Геометрически время такого процесса может быть выражено в виде вектора АВ, причем АВ (+) тождественно ВА (-). Время такого процесса лишено по крайней мере центра симметрии (иногда не правильно физики говорят о его асимметричности). Тогда как для процесса обратимого АВ = ВА оба вектора сейчас здесь идентичны.

Мы можем выразить это явление, называя первые векторы полярными, а вторые изотропными. Время в явлениях жизни геометрически выражается полярными векторами, а в множестве обычных физических явлений – изотропными. В новой физике пространство и время неотделимы, как неотделимы они и в реальном мире натуралиста. В этом смысле идеи Эйнштейна ближе к научным концепциям натуралиста, чем идеи Ньютона, в которых в силе тяготения время не проявляется.

Полярные векторы должны, следовательно, характеризовать и пространство, т.е. объем, занятый телом организма. Явления диссимметрии, характерные, по Пастеру, для этих тел, не только это подтверждают, но указывают, что эти полярные векторы должны быть к тому же энантиоморфными. В них направление АВ отлично от ВА, но одновременно в окружающей вектор среде движение вправо и движение влево вокруг вектора может быть фактически различно. Можно отличать правые и левые векторы в зависимости от того, распределяются ли предметы или движения по правой или левой винтовой линии по отношению к данному вектору. На одной линии между точками А и В различимы, таким образом, четыре вектора. Можно различить:

АВ (+) …, левый и правый.

ВА (-) …., левый и правый.

В случае если будут преобладать в данном пространстве одни какие-нибудь векторы – правые или левые, надо различать два разных пространства – левое и правое. Это то, что нашел Пастер для явлений жизни.

Можно и должно идти дальше. Существует основное положение в учении симметрии, которое указывает, что действительное строение пространства, где она проявляется, определяется наименьшей симметрией явлений, в нем наблюдаемых. Следовательно, в космическом пространстве, изучаемом физикой, не может быть центра симметрии, иначе не было бы в одном из ее явлений полярных векторов, но не может быть и плоской симметрии, иначе не было бы в другом явлении – в области жизни – энантиоморфных векторов.

Пространство – так же как и время – старой физики было изотропно: векторы в нем отвечали по своим свойствам простым линиям. Пространство новой физики – анизотропное. В нем могут быть в крайнем случае только оси симметрии. Возможно, что оно вполне асимметрично, т.е. в нем нет никаких элементов симметрии. Свойства его как целого не будут в таком случае предвидеться учением о симметрии: все векторы будут и полярны, и энантиоморфны, и различны по числовым величинам.

Изучение физико-химических свойств поля жизни дает в этом отношении самые точные и глубокие указания, каких не дает пока никакое другое физическое явление Космоса.

Обратимся теперь к состоянию пространства, охваченного жизнью, как это выявлено открытиями Пастера, до сих пор остающимися в этой области фундаментом наших знаний. Замечу, что в биологии существует огромное количество наблюдений, относящихся к той же области и подтверждающих обобщения Пастера, но эти наблюдения разбросаны, не систематизированы и Не охвачены синтезирующей мыслью. Я к этому еще вернусь, а теперь обратимся к открытию Пастера.

Вывод Пастера о том, что молекулярная диссимметрия, характеризующая вещество живых организмов, не наблюдается в космической среде, ее окружающей, остается незыблемым. (…) Явление, по-видимому, связано с устойчивостью классов симметрии без центра и плоскости симметрии в определенных типах атомных полей. В природе мы наблюдаем это только в соединениях углерода, связанных с живыми организмами.

Пастер совершенно правильно заключил, что такое резкое различие между веществом живых организмов и косной материи должно быть теснейшим образом связано с основами проявления жизни и неизбежно требует особенности тех космических сил, под влиянием которых жизнь проявляется. Он говорит: "Если непосредственные создания жизни являются дисимметричными – это только потому, что в их выработке участвовали диссимметричные космические силы; это, по моему мнению, одна из связей между жизнью на поверхности и Космосом, т.е. совокупностью сил, расположенных во Вселенной". И еще: "Диссимметрию я вижу всюду распространенной в природе. Есть только один случай, когда правые молекулы отличаются от левых, это тот, когда они подвергаются воздействиям диссимметрического порядка. Эти диссимметрические воздействия, может быть находящиеся под космическими влияниями, находятся ли они в свете, электричестве, в магнетизме, в теплоте? Находятся ли они в отношении с вращением Земли, с электрическими токами, которыми физики объясняют земные магнитные полюсы? Какова может быть природа этих диссимметрических воздействий? Я думаю, что она космического порядка. Вселенная есть диссимметрическая совокупность, и я уверен, что жизнь, в том ее состоянии, в котором мы ее видим, есть функция диссимметрии Вселенной или одно из последствий, которые ею вызываются".

Чрезвычайно характерно, что в соединениях, связанных с жизнью, преобладает или исключительно существует один антипод. Другой совсем или почти совсем не проявляется – хотя он может быть получен в лаборатории. Замечу, что, согласно принципу Кюри, наш синтез совершается диссимметричной причиной, проявлением которой являются разум и воля экспериментатора.

Пастер считал, что в живых организмах устойчивы только правые формы материи, т.е. что пространство, занятое жизнью, благоприятствует сохранению только этих молекулярных структур. Он считал, что в наиболее важном веществе организмов – в семенах и яйцах – наблюдаются, резко преобладают только правые антиподы.

Пастера неуклонно занимала эта проблема. Он говорит: "Для того, чтобы понять образование молекул исключительно одного порядка диссимметрии, достаточно допустить, что в момент своей группировки атомы элементов подвержены диссимметрическому влиянию, а так как все органические молекулы, которые создались при аналогичных условиях, идентичны, каково бы ни было их происхождение и место образования, – это влияние должно быть всемирным. Оно должно охватывать весь земной шар". Это явление кладет резкую грань между энантиоморфными формами, создаваемыми в термодинамическом поле жизни, и другими, появляющимися в окружающей жизнь космической среде.

Исходя из симметрии, Пастер допускал возможность другой жизни с обратными антиподами – левыми в левом пространстве. Если явление связано с состоянием пространства, занятого жизнью, то правым – по непонятной пока нам причине – должно быть все пространство Солнечной системы, может быть галактическое.

Идеи Пастера не нашли отклика; факты, им полученные, не получили развития. Мы ни на шаг не пошли за эти 80 лет по пути, проложенному Пастером, бессильно остановились перед загадками, им освещенными. Хотя ясно огромное их значение и хотя ясна полная возможность экспериментального их исследования.

Это изучение важно не только для более полного понимания жизни, как это подчеркивал Пастер, оно не менее важно для изучения состояния физического пространства вообще, ибо оно вскрывает его новые свойства, которые ни в одном другом физическом явлении не проявляются. Необходимо подчеркнуть основной вывод: явления жизни позволяют здесь идти в изучении пространства Космоса так далеко, как это невозможно пока никаким другим путем. В этом проявляется космичность жизни.

Это ясно видел Пастер.

В биологии давно известен многочисленный ряд других явлений, сюда относящихся, к сожалению не собранных и не охваченных систематической научной мыслью.

Еще в конце XVIII столетия на одно из них обратил внимание французский писатель и ученый, имевший громкое имя, оставивший глубокий след в чувствах и мыслях людей XVIII столетия, предшественник романтизма на пороге прошлого века, Бернарден де Сен Пьер. Он в своих "Etudes de la Nature " писал: "Очень замечательно, что все моря наполнены одностворчатыми раковинами бесчисленного множества видов, у которых все завитки направлены в ту же сторону, т.е. слева направо, подобно движению Земли, если поставить их отверстием к северу и их концом к Земле. Лишь очень малое число видов составляют исключение… Их формы повернуты справа налево. Такое единое направление и столь своеобразное от него отклонение для некоторых имеют, без сомнения, причины в природе и в эпохах неведомых веков, когда создавались их предки" ("зародыши", как он говорит). Бернарден де Сен Пьер – больше художник, чем ученый, как это не раз бывает, – в своем космическом чувстве природы верно охватил грандиозное явление жизни того же порядка, к которому больше 50 лет позже него подошел строгий экспериментатор Пастер.

Мы вступаем здесь в огромную область факторов, не затронутых еще строгой научной мыслью. Можно и должно выдвинуть, однако, сейчас же важные указания, возбуждающие нашу пытливость. И я не могу, хотя бы вскользь, некоторые из них не отметить. Так, во-первых, по-видимому, направление спиралей раковин одного и того же вида может меняться в течение геологического времени. Так, есть указание, что раковины всех Fusus antiquus из красного лежня Англии (нижнепермские) все правые. Если бы не было какой-нибудь причины – неизбежно диссимметричной согласно принципу Кюри, нарушающей симметрию, то существовало бы одинаковое количество правых и левых спиралей. Причина, вызывавшая это явление, менялась в течение геологического времени. Она была в данной местности энантиоморфной левой в пермское время, и энантиоморфной правой в наше время.

Того же рода бесчисленные, не собранные воедино наблюдения разбросаны в литературе по отношению к окружающим нас другим спиральным формам растений и животных – к формам семян, цветов и т.п. Мы явно здесь находимся в области явной диссимметрии, тесно связанной с проблемами, затронутыми Пастером, но уже совсем не затронутыми теоретической мыслью.

Не исключена возможность, что здесь откроются те или иные особые свойства связанного с жизнью пространства или особого рода в нем действующая диссимметрическая сила. Дело настоящего и ближайшего будущего пойти по путям, которые здесь открываются.

Ясно, что жизнь неотделима от Космоса, и ее изучение должно отразиться – может быть, очень сильно – на его научном облике. Мы это видим и для других основных элементов Космоса, но останавливаться на них я здесь не могу.

Создание новых представлений о мире новой физикой заставляет особенно обратить внимание на изучение явлений жизни, указывающих на такой не земной только, но космический ее характер.

Перед биологией сейчас открываются широкие новые горизонты искания. Если подтвердится, что жизнь есть не планетное, а космическое явление, – последствия этого для биологических и гуманитарных концепций будут чрезвычайны.

Так это или не так, покажет будущее. Но пока что рост новой физики позволяет идти в решении новых проблем не только всегда в науке недостаточными и ненадежными философскими построениями, а строгим научным исканием, числом и мерою. Вскрывается новый путь изучения жизни, может быть уводящий нас далеко от биосферы, в которой сейчас сосредоточена работа биолога и в меньшей мере геохимика".

Таковы вкратце научные взгляды В.И.Вернадского – великого русского ученого.