Гіпотеза Геї

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Актуальність обраної теми дослідження обумовлена наступними теоретичними і практичними положеннями. Наукове уявлення про Землю, як про цілісну живу системі, живий суперорганізм розвивалося вченими-натуралістами і мислителями починаючи з 18-го століття (Дж. Геттон (1726-1797), Ж.Б.Ламарк (1744-1829), А.Гумбольдт (1769-1859)). У двадцятому столітті ця ідейна лінія отримала гідне втілення у вигляді грунтовної, науково обгрунтованої концепції "Біосфери" видатного російського вченого і мислителя В.І.Вернадського. Гіпотеза "Геї", висунута англійським вченим, інженером і мислителем Джеймсом Лавлоком в сімдесятих роках стала імпульсом для розробки сучасного варіанта системної науки про Землю - геофізіологіі, або теорії Геї. Можливо, геофізіологія з часом і стане тією синтетичною біосферною наукою, про створення якої В.І.Вернадський мріяв і думав ще півстоліття тому. Але значення гіпотези Геї не зводиться лише до формування якоїсь однієї конкретної наукової теорії. Її метафоричність, множинність формулювань надають їй метафізичний сенс. Сама метафора давньогрецької богині Геї робить сильний вплив на глибинну архетипову свідомість людей, викликає широкі асоціації, в тому числі і релігійні, і тим самим сприяє її широкої популярності не лише серед науковців-екологів та "зелених". Якщо розглянути перелік сучасних наукових гіпотез з метою з'ясування, в якої теорії найбільш розмита межа між відчутним і божественним, то, швидше за все, список очолить гіпотеза Геї. Стан наукової розробки. Аналіз останніх публікацій і досліджень з данної теми свідчить, що науковці по різному відносяться до гіпотези Геї. Зокрема, позитивно її оцінюють такі вчені як Джеймс Лавлок, Лінн Маргуліс, Льюіс Томас, Цзю Ляо, П. Банюард, Е.Янч, А.Уотсон, Дж. Кірчнер та багато інших вчених. Також існує чимало критиків данної гіпотези, серед них К.Поппер, Річард Докінз, Форд Дуліттл та інші. Проте, гіпотеза Геї потребує подальших досліджень, тому що для неї характерна наявність великої кількості необґрунтованих елементів. Мета дослідження - прослідкувати основні положення гіпотези Геї, історичний процес її формування та її значення.

Завдання:

- виявити основні положення гіпотези;

- проаналізувати її докази та критику;

- вивчити історичний процес її формування;

- обґрунтувати роль та значення гіпотези для сучасної науки та сучасного світу.

Об'єкт дослідження - планета Земля як живий організм.

Предмет дослідження - властивості Землі як живого організму, здатність до саморегуляції.

Методи дослідження. Методологічною основою проведеного дослідження стали загальні методи наукового пізнання, а також такі як методи аналізу і синтезу, формально-логічний, системний, порівняльний тощо.

1. Витоки та передумови формування гіпотези Геї

Названа ім'ям грецької богині Землі, гіпотеза Геї, висловлена і обгрунтована дослідником Джеймсом Лавлоком 35 років тому, представляє нашу планету як живий, дихаючий і саморегулюючий організм. Відповідно до старогрецької міфології, Гея: Мати-Земля. Найдавніше доолімпійське божество, що відігравало важливу роль у процесі створення світу в цілому. Вона була берегинею давньої мудрості, і їй були відомі веління долі та її закони. Греки вважали, що в Геї закладені найважливіші функції для життя, тому називали її Карпофорос - плодоносна, і схилялися їй за невичерпну родючість.

Тоді ця гіпотеза виглядала настільки радикальною, що наукове співтовариство відмовилося приймати її всерйоз. Проте всі отримані дослідниками дані так добре вписувалися в теорію Лавлока, що поступово наукове співтовариство стало використовувати ідею Геї у своїх дослідженнях, а в екологів вона зайняла одну з ключових позицій.

Гіпотеза Геї розвивалися, за словами Дж.Лавлока, члена Британського королівського наукового товариства -- незалежного ученого, автора, дослідника і еколога, як непередбачений побічний продукт космічної програми NASA, де вчений працював в кінці 60-х років в спеціальній лабораторії по розробці експериментів по виявленню життя на інших планетах, особливо на Марсі напередодні польоту автоматичних станцій [1, с. 568-570].Лавлок сформулював гіпотезу Геї в журнальних статтях, в 1970-х, а в 1979 видав книгу, яка називалась « Гея: Новий погляд на життя на Землі». До 1975 року гіпотеза майже повністю ігнорувалась. [2, с. 2-10; 3, с. 579-580].Проте згодом стаття в New Scientist 15 лютого 1975 року і книга 1979 почали привертати увагу науковців критиків.

Лавлок назвав її спочатку гіпотезою зворотного зв'язку Землі (2001 р.).

За словами Дж.Лавлока, образ Геї виникає при уявному погляді на нашу планету з космосу, коли вона розглядається як багаторівнева, багатошарова жива організація. Можна уявити собі подорож від макрорівня до мікрорівня (біосфера в цілому - біоценоз - організми - органи - клітини). Для Дж.Лавлока російська матрьошка є наочним символом Геї. Йому близький також образ Землі-Геї у вигляді поперечного перерізу товстого дерева, де жива частина - лише тонкий шар камбію під корою (біосфера), а основна за масою нежива деревина - продукт багаторічної діяльності цього шару.

Торкаючись особистого емоційного і навіть релігійного ставлення до Геї, Дж.Лавлок зауважує, що для нього Гея ближче за все, асоціюється з образом Богородиці.

Науково-теоретична частина концепції Геї дуже близька до концепції "Біосфери" В.І.Вернадського [4]. У сімдесятих Дж. Лавлок ще не був знайомий з працями великого російського вченого і мислителя, про що він з жалем пише в своїх роботах. Він пояснює своє не ознайомлення з одного боку, відсутністю на той час вдалих перекладів "Біосфери" на англійську мову, а з іншого - загальновідомою незацікавленістю англомовних авторів до інших мов (гостре критичне зауваження самого Дж. Лавлока). В наступні роки становище починає виправлятися. Більше того, можна говорити вже про сплеск популярності робіт В.І.Вернадського на Заході, що пов'язано із зростанням інтересу до проблем глобальної екології. Після публікації на англійській мові робіт істориків науки і зовсім недавно - самого повного тексту "Біосфери" з критичними коментарями відомого американського фахівця Мак-Менаміна, світова наукова громадськість отримала можливість усвідомити провидницький сенс цілого ряду ідей великого російського вченого.

Як уже зазначалося, в своїй науковій частині концепція Геї схожа з "Біосферою" В.І.Вернадського, особливо в сучасному її трактуванні. В якійсь мірі справедливим є твердження, що Дж.Лавлок через пів століття перевідкрив "Біосферу". Але він не тільки перевідкрив, а й розвинув її, довів до логічного кінця, у більш явній формі використовуючи метафору організму. Незважаючи на помітну загальну схожість, між концепцією біосфери (судячи по пізнім опублікованням робіт В.І.Вернадського) і Геєю є відмінності в розстановці певних акцентів як в науковому, так і в філософському плані. По-перше, Гея - це взагалі кажучи, Земля в цілому, а не біосфера. Тому Дж. Лавлок не досліджував питання просторових межах Геї, залишаючи це питання відкритим. По-друге, концепція Геї висунута набагато пізніше концепції біосфери, в іншому соціально-історичному контексті, в період швидкого розвитку екологічної кризи, викликаної в чималому ступені бурхливим науково-технічним прогресом. Грунтовна критика індустріального суспільства, "сцієнтизму" з боку сучасних філософів і переорієнтація науки на пізнання складних процесів, які само організовуються, посилила скепсис по відношенню до можливостей контролю людиною навколишнього середовища, повного підпорядкування її своїм інтересам. Не випадково гіпотеза Геї посилюється і доводиться майже до організменного рівня, якому властиві цілісності і автономності.

Одним зі своїх попередників Лавлок вважає шотландського лікаря і вченого 18 століття Дж. Хаттона, любителя-геолога, попередника засновника геології Чарлза Лайеля. Слід зазначити, що в російській літературі вченого традиційно іменують Геттон. Хаттон прямо порівнював річки з кровоносними судинами, а Землю вважав організмом. Цікаво в цьому контексті відзначити, що в 1933 р. В. І. Вернадський, будучи у відрядженні в Англії, спеціально відвідує Бібліотеку Британського музею, розшукує і знайомиться з працями Дж. Хаттона [5, c. 543]. Як незалежний учений (старовинна англійська традиція), Лавлок заробляє кошти на свої дослідження сам, шляхом розробки та патентування приладів в області контролю стану навколишнього середовища. Він здійснив переворот в області вимірювання надмалих концентрацій газів в атмосфері. Зокрема, газовий спектрофотометр, заснований на використанні ефекту електронного К-захоплення, створений ним ще у воєнні студентські роки дозволив вперше виявити накопичення в атмосфері хлорфторвуглеців, які згубно впливають на озоновий шар Землі.

Також у розробці теорії Геї Лавлоку допомагала Лінн Маргуліс, мікробіолог та лікар, яка в 1917 році початкову гіпотезу додатковою гіпотезою про те, як мікроби впливають на різні прошарки поверхні планети [6].

Маргуліс посвятила останній із восьми розділів своєї книги концепції симбіозу. Вона підчеркнула що Гея - це не організм, а виникаюча функція взаємодії між організмами. Вона конкретизувала Гею як «систему взаємодіючих екосистем, які складають одну велику екосистему». І все ж таки вона стверджує що «поверхня планети веде себе як фізіологічна система з деякою обмеженістю». Маргуліс погоджується з Лавлоком в тому, що ці фізіологічні процеси потрібно розглядати як процеси живого організму [7, c. 167-184].В книзі «життя клітини» Льюіс Томас робить зауваження дуже схоже на гіпотезу Геї: «Я стараюсь думати про Землю, як про своєрідний організм, але я не можу цього зробити. Це занадто велика, занадто складна система, з відсутньою великою кількістю робочих елементів. На днях, проїжджаючи по горбистій лісистій частині південної Нової Англії, я подумав про це. Якщо це організм,то на що це більше всього схоже. На той момент мене задовольнила думка, що Земля більше всього схожа на клітину.

Концепція Геї ввібрала і продовжує вбирати в себе всі сучасні досягнення геофізики, біології, біогеохімії, теорії систем. В найближчому майбутньому мабуть, у неї знайдуться спільні корені з теорією штучного розподіленого біологічного інтелекту, синергетикою, біосеміотікою, біогерменевтикою, сучасною фізикою. З самого початку розробки гіпотези широко використовується комп'ютерне моделювання для створення штучних гіпотетичних планетарних систем, що демонструють "ефект Геї".

2. Концепція Геї, її докази

Згідно концепції Геї, еволюція біоти, тобто сукупність всіх біологічних організмів, настільки тісно пов'язана з еволюцією їх фізичного оточення в масштабі планети, що разом вони складають «щось» , єдину систему, яка саморозвивається, володіє саморегуляторними властивостями, що нагадують фізіологічні властивості живого організму; тобто підтримує цілий ряд параметрів внутрішнього середовища на відносно стабільному, сприятливому для живих організмів рівні (гомеостаз в будь-якому часовому зрізі).Інакше кажучи, біота організує глобальні параметри середовища, безперервно підлаштовуючи їх "під себе", в процесі власного еволюційного розвитку (гомеорез).

«... Весь вигляд Землі, клімат, склад гірських порід, повітря і океанічних вод є не тільки результатом геологічних процесів, але і є наслідком присутності життя. Завдяки безперервній активності живих організмів, умови на планеті підтримуються у сприятливому для життя стані впродовж останніх 3.6 мільярдів років. Будь-які види, які несприятливим чином впливають на навколишнє середовище, роблять її менш придатною для потомства будуть в кінці кінців вигнані так само, як слабші, еволюційно непристосовані види …» - пише Лавлок у 1991 році [8, c. 190-192].

Лавлок вважає, що повітря, море і суша динамічно продовжують біосферу, так само як оперення і гніздо - птицю. Не тільки життя адаптується до свого матеріального оточення, а й матеріальне оточення старанно адаптується до життя. В атмосфері нашої планети не було б кисню, якщо б не було тих, хто виробляє процес фотосинтезу, і не було б води, якщо б не існувало кисню. "Без життя водень піде у космос, а моря швидко зникнуть", - говорить Лавлок. Він вважає, що існує складний багатосторонній зв'язок між живими істотами, сушею, морем і повітрям. Саме він утримує планету в стабільному стані, підтримує на оптимальному рівні температуру повітря і солоність води. Власне, таке розуміння взаємозв'язку життя і планети не можна назвати абсолютно новим. Ще у XVIII столітті вчений Джеймс Хаттон, писав: "Я розглядаю Землю як якийсь суперорганізм, і наукою, що підходить для її вивчення, повинна бути фізіологія". Але в XIX столітті ідея Хаттона про єдність всього живого і неживого була забута. У результаті біологія та геологія існують окремо аж до сьогоднішнього дня. Біологи рідко міркують про Землю і планети. Крізь лінзу мікроскопа вони дивляться на клітини, гени і молекули, а не на планету в цілому. Геохіміки мислять більш масштабно. Вони знають, що обмін вуглекислим газом між рослинами і тваринами є важливим, але вважають, що вплив життя на газообмін планети настільки малий, що ним варто знехтувати.

Однак, не взявши до уваги взаємозв'язок живого і неживого, навіть за допомогою витончених комп'ютерних моделей учені не можуть пояснити, чому такий низький рівень вмісту вуглекислого газу в земній атмосфері і чому вміст кисню в повітрі постійно тримається на рівні 21 відсотка. У цьому випадку Дж. Лавлок припустив, що один з важливих механізмів підтримки концентрації кисню в атмосфері на рівні 21% пов'язаний з тим фактом, що при концентрації кисню нижче 15% займання деревини неможливо, а при концентрації вище 25%, займання відбувається дуже легко і лісові пожежі просто знищать всі ліси. Хвойні породи і евкаліпти легко займаються, тому пожежі включаються до їх еволюційної стратегії. Інші види дерев і відповідні типи лісів менш чутливі до вогню. Конкуренція за простір між різними типами лісів може реалізувати коло глобального зворотнього зв'язку, що регулює концентрацію кисню в атмосфері [2].

Думка про те, що живі організми регулюють температуру земної поверхні і хімічний склад її атмосфери, прийшла до Лавлока, коли він працював за завданням НАСА над експериментами по виявленню життя на Марсі. Порівнюючи дані про атмосфери Марса і Венери, в яких домінує вуглекислий газ, з земними параметрами, він здивувався їх радикальному значенню.

Існують переконливі докази існування життя на Землі і такі ж переконливі докази його відсутності на Венері та Марсі. Земна атмосфера знаходиться в хімічно неврівноваженому стані. Марс та Венера навпаки мають атмосферу в більш врівноваженому стані. Насправді жодна інша планета Сонячної системи не має атмосфери з змішаними окислювальними і відновлюючи ми газами. Так було б і з самою Землею, якби життя на ній не існувало. Якщо життя на нашій планеті перестане існувати, більше ніж сто хімічних елементів, з яких складається земна поверхня, водойми і атмосфера, почнуть взаємодіяти разом, допоки не досягнуть хімічної рівноваги. Планета стане гарячою і безводною [16, c. 30].

Хімічний склад нашої планети стабільний і постійний. Звичайно, зміни відбуваються, але вкрай повільно. Така сталість потребує існування системи активного управління. Але яка природа цієї керуючої системи? І чи не визначальною частиною її є живі організми? "Вся система життя і її матеріального оточення саморегулюється в стан, комфортабельний для організмів", - до такого висновку прийшов Лавлок. Зникнення вуглекислого газу з атмосфери залежить від рівня зростання організмів і, отже, від клімату планети. Якщо температура дуже низька, вуглекислий газ акумулюється в атмосфері і обігріває планету, але коли температура підвищується до надмірно високих позначок, вуглекислий газ швидше поглинається рослинами. Таким чином встановлюється оптимальна температура.

Так, візьмемо, наприклад, повітря, яким ми дихаємо. Кисень є необхідним елементом практично для всіх живих організмів, від бактерій і риб, до людей. Цей газ тисячоліттями зберігався на рівні 21 відсотка складу земної атмосфери за допомогою певних живих організмів (рослин), які постійно вивільняють його. Кисень, будучи у високому ступені реактивним елементом, має здатність з'єднуватися з іншими газами і неорганічними речовинами атмосфери і земної кори, повністю зникаючи у своїй первинній формі. Незважаючи на нестабільність цієї ситуації, атмосфера Землі з відносною сталістю здійснює свою функцію захисту життя. Таким було одне з спостережень, описаних Джеймсом Лавлоком і висловлене на науковій конференції в Прінстоні в 1969 році. На противагу концепції, що сприймає природу як гру випадковостей, Лавлок постулював, що, цілком можливо, Земля існує у формі гігантського живого організму, який організував всі форми матерії, - як органічної, так і неорганічної, - з певною метою: створити середовище для підтримки життя. Ще одне зі спостережень, зроблених Лавлоком, - виявлення факту незмінності концентрації солі у морській воді, яка залишається на оптимальному рівні для підтримки в ній життя. Науці відомо, що води річок постійно приносять мінеральні солі в океан, проте, коли морська вода утворює хмари при випаровуванні, в них вже не містяться солі. Якщо слідувати строгій логіці, то було б правильно припустити, що концентрація солі у водах океану повинна зростати з плином часу. Однак цього не відбувається. Концентрація солі залишається незмінною століттями. На думку прихильників гіпотези Геї, це пояснюється здатністю колосальної істоти зберігати внутрішню рівновагу - феномен, який науково відповідає явищу "гомеостазу", характерному зазвичай для клітинних організмів. Деякі вважають, що відповідь на питання настільки загадкового феномену можна знайти в процесі утворення соляних копалень: протягом часу вода утворює затоку, яка пізніше відсікається сушею. Вода усередині випаровується і залишається тільки сіль. Ця частина землі вкривається шаром пилу і глини, з часом перетворюючись у скелю, не даючи можливість річці, яка потенційно може утворитися в майбутньому, відносити сіль. Чи можливо, що цей механізм довільно регулює концентрацію солі таким чином, що вода залишається придатним середовищем існування для риб та інших морських створінь? На думку тих, хто підтримує цю теорію, такий стан речей є не просто наслідком випадкового збігу обставин, але, скоріше, процесом, який регулюється самої Геєю. Пізніший приклад, що підтверджує теорію існування Геї, був зроблений вченими з університету Гонконгу, керованим Цзю Ляо. Під час вивчення прибережної лінії, група вчених зауважила, що припливи змушують прибережне дно "дихати", коли волога і повітря змінюють один одного при тиску води на дно моря. Найочевидніше прояв цього дихання спостерігався, коли з дна піднімалися бульбашки повітря. Схоже, що припливи впливають на ритмічний рух дна океану, що викликає явище, схоже з процесом дихання, але з уповільненим ритмом, що, звичайно ж, обумовлено величезними розмірами Землі. Факти, що доводять дихання і життя Землі на цьому не закінчуються: недавні доповіді вчених з обсерваторії Мауна Лоа (Гаваї) виявляють, що вміст вуглекислого газу за період з 1955 по 1995 змінювалося від більшого до меншого за певною ритмічною моделлю. Якщо до цієї інформації додати свідоцтва, зібрані з географічних станцій, можна інтерпретувати ці явища як докази дихання Землі: у вигляді вдихів і видихів [13,15]. Однак за результатами тих же спостережень стало видно, що океан протягом останніх десяти років став "дихати" частіше.

В результаті процесу спільної еволюції біоти і середовища народилася, розвинулася і досягла зрілого віку Гея. При цьому такі глобальні параметри Геї, як хімічний склад атмосфери, іонний склад морської води, клімат підтримуються в далекому від термодинамічної рівноваги стані, сприятливому для існування самого життя. У даній системі живе і неживе настільки нероздільні і потрібні один одному, беручи участь в загальному глобальному процесі кругообігу і переносу речовин, обміну інформацією, що традиційне уявлення про середовище, як про сукупність зовнішніх факторів, до яких організм змушений пристосовуватися в процесі адаптації та еволюції, виглядає одностороннім і вузьким поглядом зсередини, з точки зору популяції, виду та й то, в обмежених часових рамках, справедливим тільки в масштабах існування дрібних таксонів і приватних типів екосистем.

На думку біолога Л.Маргуліс, давньої соратниці Лавлока, основні якісні скачки в еволюції біоти відбуваються в результаті серії послідовного симбіогенеза. Так наприклад, утворилися еукаріоти з прокаріотів. Велика роль екзосимбіоза в появі багатоклітинних. Дарвінівські механізми безперервно беруть участь в процесі еволюції, але недостатні для реалізації якісних стрибків в еволюції. [7,17,18] Величезну роль в еволюції біосфери від зародження життя до цього часу грає бактеріальне співтовариство. В історично тривалий період, коли бактерії були єдиною формою життя на Землі, відбувався, як відомо, безперервний генетичний обмін між ними за допомогою вірусів і плазмід - кільцеподібних вірусоподібних структур. Таким чином, стародавнє бактеріальне співтовариство у вигляді тонкої плівки живих матів покривало поверхню Землі і панувало протягом трьох мільярдів років, являючи собою щось на кшталт єдиної тканини. На початку ордовика, близько 500 млн. років тому почався так званий фанерозойский вибух [19]. Царство бактеріальних спільнот у вигляді матів змінилося розвитком нескінченного розмаїття складних багаторівневих симбіотичних організацій. При цьому, як зазначає Е.Янч, основні автокаталітичні одиниці, що керують "фізіологічними" процесами Геї (відновлення та окислення, з'єднання кисню з вуглецем і навпаки) реалізуються все тими ж без'ядерними одноклітинними, такими, як бактерії грунту, або їх нащадками в ядерних клітинах - мітохондріями (окислювачі) і, хлоропластами (відновники) [20]. Останні ж, відповідно до ендосимбіотичної теорії - колишні прокаріоти, що увійшли до складу еукаріот у вигляді спеціалізованих клітинних органел. Тобто аутопоетична і саморегулююча система Геї, як свого роду каталітичний гіперцикл Ейгена, що зв'язує найдрібніші живі організми з макросистемою планетарної атмосфери і клімату, встановилася і стабілізувалася ще 1.5 мільярда років тому, коли вільний кисень досяг нинішньої концентрації. Лінн Маргуліс і її соратники продовжують активно розвивати концепцію симбіотичної організації та еволюції біосфери, Геї.

3. Критика гіпотези Геї

Багато учасників Першої Чепменівської конференції Американського Геофізичного Союзу присвяченій гіпотезі Геї, що проходила в 1988 р. погодилися з тим, що гіпотеза Геї є метафорою. Втім, поняття "боротьба за виживання" або навіть більш загальне і багатозначне поняття "боротьба за існування", підказане (якщо не нав'язане) Ч.Дарвіну соціальним дарвіністом Г.Спенсером також можна з тим же правом вважати метафорою. Тим не менш, це не завадило побудові до дива популярної еволюційної теорії. Позитивна роль метафори полягає в її здатності стимулювати наукову думку. Неминуча зворотна сторона медалі - породження численних помилок і міфів. І в тому і в іншому теорія Дарвіна, гіпотеза Геї та інші популярні концепції цілком досягли успіху.

Науковий естеблішмент різко критикує гіпотезу Геї з позиції досить ортодоксального позитивізму за її нібито "нефальсифікованість" по К.Попперу [21, c. 433]. Тобто критики надто формально і прямолінійно підходять до аналізу гіпотези, наївно вважаючи її строго науковою. Мається на увазі, наприклад, її первісне, інтуїтивне, нестроге і тавтологічне за своєю логічною структурою формулювання, згідно з яким біота підтримує на Землі умови, сприятливі для власного існування [10]. Справа в тому, що як вже зазначалося, вся біосфера подібна живій клітині і поділ її на біоту і неживу матерію в цій динамічній, циклічно організованій і самопродукованій системі досить умовний. Тим більше, мало наукового сенсу в тому, щоб малювати схему із зворотними зв'язками між цими компонентами, як робив Дж. Лавлок і його соратники для наочності в деяких популярних працях. Пізніше, Дж. Лавлок, на підставі робіт відомих чилійських вчених У.Матурани, Ф.Варели, особливо, під впливом роботи Е.Янча, став з обережністю трактувати Гею з наукової точки зору як багаторівневий аутопоезис (процес саморегуляції, самобудування). Концепція аутопоезису є досить нетрадиційною, досить сучасною теорією живих організмів. Її нерідко називають "екзистенційною біологією" тому, що існування живих систем прирівнюється до їх когнітивної діяльності і навпаки. Все це зближує аутопоезис з фундаментальною онтологією М. Хайдеггера і ставить питання про співіснування різних рівнів буття, крім того, вводиться поняття включеного спостерігача, на зразок того, як це робиться в Борівської інтерпретації квантової механіки. Фактично, вся основна гілка сучасної кібернетики, яка також називається кібернетикою другого порядку базується на концепції аутопоезису.

Крім того, слід врахувати, що з точки зору традиційної науки Гея є дуже складною системою з багатьма невивченими контурами зворотних зв'язків, що робить традиційний аналіз і навіть імітаційне моделювання поки що неефективними інструментами. Все це і змушує Дж. Лавлока продовжувати називати Гею гіпотезою і навіть вважати її "способом життя для агностиків" [15, c.6-7].

Критика гіпотези Геї з боку біолога, відомого еволюціоніста і при цьому досить одіозного соціобіолога Річарда Докінза виявилася більш істотною і стимулювала використання Дж. Лавлоком математичного моделювання. У своїй широко відомій книзі "Розширений фенотип" 1982го року, Річард Докінз говорить про те, що еволюція за Дарвіном з її генетичним "егоїзмом" ніколи не зможе привести до "альтруїзму" планетарного масштабу, необхідного для саморегуляції процесів на планеті. На його думку, Гея неможлива, оскільки планета не здатна відтворюватися, а без відтворення не може бути природного популяційного відбору у найбільш пристосованої з планет. Форд Дуліттл з Канади відкидає Гею на тих же підставах. Він каже, що планетарна саморегуляція можлива тільки за наявності у біоти здатності передбачати і планувати майбутнє і що не існує шляхів еволюції глобального альтруїзму шляхом природного відбору. Американський біолог Лінн Маргуліс, що є ідейним союзником, соратницею і фактично співавтором концепції Геї, надає великого значення такому недарвінському механізму макроеволюції, як ендосимбіоз, тобто взаємно вигідне співіснування організмів, при якому один з організмів живе всередині іншого. Наприклад, деякі бактерії, поглинені клітинами-еукаріотами, пристосувалися до спільного існування настільки, що клітина почала діяти як єдиний організм, і в результаті утворилися мітохондрії і хлоропласти, які мають власні дрібні рибосоми, такі ж, як у бактерій, і їх ДНК відрізняється від ДНК клітини, в якій вони існують [19].

Дуліттл цілком визнає існування симбіогенезу, але стверджує, що подібні процеси відбуваються тільки між тісно пов'язаними субстанціями, а Гея зажадала б існування спільноти біологічних видів, які щорічно збираються щоб домовитися щодо клімату та хімічного складу планети на наступний рік. У відповідь на дану критику, Дж. Лавлок разом з колегою А.Уотсоном створює комп'ютерну модель уявлюваної штучної планети "Світ маргариток" ("Daisywоrld")в 1983 році.

Для моделювання використовувались тільки 2 типи маргариток: білі та чорні. Коли планета була холодною на ранніх стадіях розвитку процвітали чорні маргаритки, тому що вони поглинають більше тепла і як наслідок збільшується температура поверхні планети достатня для процвітання білих маргариток. Білі маргаритки відбивають світло, таким чином охолоджуючи планету, і створюють баланс разом з чорними.

Тобто змодельовані маргаритки всього лише адаптуючись до локального середовища можуть стабілізувати в певних межах температуру планети шляхом біогенної зміни її альбедо (коефіцієнта відображення), компенсуючи відомий ефект майже лінійного збільшення яскравості сонця за період існування Землі

Отже, якщо енергія Сонця буде збільшуватись, то збільшуватиметься кількість чорних маргариток, якщо ж енергія Сонця буде зменшуватись, то збільшиться кількість білих маргариток. Багато вчених заявили, що через простоту і відсутність реалістичних змінних експеримент є недійсним. З появою комп'ютерів штучна планета була переглянута, щоб довести або спростувати думки скептиків. Було додано інші елементи та фактори, такі як сірі маргаритки, представників флори і фауни, погодні умови і випадкову смертність. Кожен раз коли до моделювання додавались складніші елементи, воно ставало ефективнішим доказом теорії. Скептики дійсно зробили висновок, що найбільший недолік «Світу маргариток» - це його простота [22].

Ще однією відповіддю Дж.Лавлока і його колег на зазначену критику була розробка доволі емпіричної, але більшою мірою - гіпотетичної моделі Архе, коли Гея, яка народилася з появою життя на планеті вперше "заявила про себе". По-перше, вона зігріла Землю парниковим газом - метаном відразу після зменшення, завдяки фотосинтезу концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Утворення кисневої атмосфери стало причиною глобальної кризи, яка також була успішно подолана появою оскифільних консументів і частковим відновленням концентрації вуглекислого газу.

Після тридцяти років роботи і численних експериментів з різними науковими напрямами все вказують в одному напрямку, гіпотеза Геї офіційно стала теорія. У 2001 році тисячі вчених Європейського геофізичного союзу засіданні була підписана Декларація Амстердама, починаючи із заяви "системи Земля поводиться як єдина, саморегулююча система з фізичними, хімічними, біологічними і людського компонентів».

4. Нові горизонти: "сильний" варіант гіпотези Геї та концепція авто еволюції

Дж. Кірчнер, в своїй доповіді на згадуваній вище Чепменівськой конференції проаналізував різні висловлювання Дж. Лавлока та його колег і прийшов до висновку, що в текстах творців гіпотези можна знайти кілька визначень, в яких роль життя на землі оцінюється по- різному. Так звані, "слабкі" форми гіпотези, в яких підкреслюється величезний вплив біоти на деякі фізико-хімічні характеристики біосфери ("впливова Гея") або теза про те, що життя і середовище - дві частини єдиної системи ("Коеволюційна Гея") в цілому не виходять за рамки традиційної консервативної геофізичної парадигми. Їх навіть не можна, строго кажучи, вважати новою гіпотезою [21].

У так званому стандартному варіанті гіпотези підкреслюється саморегуляція клімату, гомеостатичні здібності Геї, які є емерджентними властивостями єдиної еволюціонуючої системи біота - середовище ("гомеостатична Гея"). Дж. Кінеман, виступаючи на тій же конференції виявив у висловлюваннях засновників концепції Геї "сильні" варіанти гіпотези. Якщо стандартну гіпотезу він називає "екологічна Гея", то більш сильну - "еволюційна або телеологічна Гея". В еволюційній Геї підкреслюється, що біота, життя є не просто самоорганізовуючоюся системою, епіфеноменом, а й самодетермінуючоюся причинно активною системою, що визначає не тільки свою структуру і поведінку, а й напрямок еволюції. Інакше кажучи, вона здатна породжувати сенс і сама причинно активна в масштабі планети. Дж. Кінеман запропонував концепцію автоеволюції ("autevolution"), яка зараз активно обговорюється на конференціях в інтернеті. Для побудови теорії таких систем автор використовує ідеї квантової механіки модифікуючи їх стосовно біологічних систем. При цьому вводиться поняття макрокванта (квантово-подібні явища, які виявляються в живих системах на макрорівні) і дається нове трактування поняття спостереження [23, c.433].

Формально, теологічні (у тому числі язичницькі) і різні езотеричні трактування Геї (Гея-богиня, Гея-Логос тощо) укладаються в рамки самодетермінації, автоеволюцію, але вони відкидають науковий аналіз і використовують свої специфічні методи пізнання. Сам Дж. Кінеман намагається залишитися в рамках наукової теорії та методології. В аутопоезисі робиться акцент на автономність та самопідтримку організації, яка заради самозбереження маніпулює своєю внутрішньою структурою, конструює і підлаштовує її, пристосовуючись до середовища в процесі так званого структурного злиття. При цьому у У. Матурани жива система - це синонім когнітивної системи, процес життя - це синонім процесу пізнання. Акцент на самозбереженні організації робить проблематичною розробку теорію еволюції біосфери, що враховує біосферні катастрофи. На відміну від цього, автоеволюція - це більш фундаментальний, активний творчий процес самотворення в процесі досвіду, спостереження ("self-experiencing"). Можна навіть уявити, що це еволюція феноменологічного суб'єкта, "себе самого" ('self-experience of the self'). У концепції відчуваються установки пост - гуссерліанской феноменології та аналітичної філософії, ідеї "фіолософіі організму" та "еволюційної космології", "процесуальності" Альфреда Уайтхеда. Ідейно близька концепції автоеволюції також метафізична концепція Тейяра де Шардена з її "Точкою Омеги" [22].

гея земля еволюція біологічний

5. Відплата Геї

У лютому 2003 року Джеймс Лавлок випускає книгу під назвою "Відплата Геї", в якій розвиває свою теорію, що описує Землю в буквальному сенсі як живий організм, здатний хворіти і страждати. Напередодні виходу книги він опублікував статтю, в якій коротко описує суть "Відплати Геї". Людство, з точки зору Лавлока, є "нервовою системою" Землі, завдяки якій Гея усвідомлює сама себе, пізнає свій вигляд і місце у Всесвіті. Але "нервова система" Геї приносить їй же самій незліченні лиха ... "Гея зробила мене планетарним лікарем, і, оскільки я сприймаю свою професію всерйоз, мені хоч-не-хоч доводиться повідомляти погані вісті", - пише Лавлок. - Центри з вивчення клімату у всьому світі, що представляють собою еквівалент діагностичної лабораторії чи лікарні, доповідають про фізичний стан Землі, і фахівці бачать, що планета серйозно хвора, і в найближчий час у неї почнеться лихоманка, яка триватиме не менше 100 тисяч років. І я повинен сказати вам, члени Земний сім'ї, що ми знаходимося в смертельній небезпеці " [12, C. 192].

За твердженнями Лавлока, планета підтримувала себе у здоровому і міцному стані протягом більш ніж трьох мільярдів років свого існування. Проте ми почали забруднювати її якраз в той момент, коли це менш за все слід було робити. Лихоманка ось-ось почнеться, а за нею піде і стан, схожий з комою. Планета вже побувала в цьому стані і одужала, але на це пішло 100 тисяч років. Людство несе відповідальність за цю хворобу, і ми випробуємо на собі всі наслідки цього: вже протягом цього століття температура на середніх широтах підскочить у середньому на 8 градусів, а в тропіках - на 5. Це означає, що більша частина суші в тропічних широтах, покриється в кращому випадку низькорослої рослинністю, або просто перетвориться до пустелі, і отже, в кліматичній саморегуляції планета більше ніякої ролі відігравати не буде. Таким чином, 40% поверхні Землі виявиться виснаженою і безплідною [24].

Насдідки зменшення чи збільшення температури повітря Аерозольне забруднення в Північній півкулі, що сприяє зниженню проникності атмосфери, - і відповідно, стримує загальне нагрівання, - може зникнути буквально за кілька днів, і це, пише Лавлок, означає, що ще до кінця сторіччя мільярди людей загинуть, а ті, що виживуть будуть тулитися в Арктичних широтах, де клімат залишиться терпимим. "Будучи не в змозі зрозуміти, що Земля сама регулює свій клімат і стан, ми осмілилися взятися за це самостійно, ніби ця відповідальність лежить на нас. І тим самим тепер ми прирікаємо себе на найгіршу форму рабства. Якщо ми беремося зображати стюардів планети, тоді ми повинні відповідати за те, щоб атмосфера, океан і поверхня суші залишалися придатними для існування. А це скоро буде вже неможливо ... "- пише Лавлок у статті, порівнюючи ефективність від потенційних зусиль людства щодо кліматичної саморегуляції з діалізною машиною щодо живих і здорових нирок, і відзначаючи, що часу у людства залишилося зовсім небагато, у той час як сам Лавлок визнає, що не уявляє собі, що може зупинити основних "постачальників" CO2 в атмосферу - промисловість США і економіки Індії та Китаю.

Гея є самоцінністю і не може бути підпорядкована людині. Швидше навпаки, людина повинна усвідомити, що він частина Геї, що здоров'я Геї є і її здоров'я. Необхідно спрямувати зусилля людей на вивчення і підтримку природних механізмів саморегуляції та самоорганізації на планетарному рівні. Кращою турботою про людину є турбота про всю Гею. Практика, прийнята в індустріально розвинених країнах, коли величезні кошти витрачаються на охорону здоров'я за дуже слабкої підтримки державних міжнародних зусиль зі збереження біосфери і навколишнього середовища є порочним колом. Чим більше ми піклуємося про людство, як про окремий біологічний вид, використовуючи для цього науково-технічний потенціал, тим сильніше ми погіршуємо середовище для всіх інших видів, а в результаті, через десятки - сотні років - і для себе (ефект відстроченого бумеранга). В рамках Геї мусить панувати любов і гармонія, коли всі види, від бактерій до людини рівноцінні і співіснують в свого роду багаторівневому симбіозі. Як зазначалося вище, будь-які види-"вискочки", які порушили гармонію і несприятливо впливають на навколишнє середовище, роблять її менш придатною для потомства будуть в кінці кінців вигнані також, як і більш слабкі, еволюційно непристосовані види. Таким чином, Гея, як і однойменна грецька богиня Землі є строгим одноосібним управителем світу. Людина, завдяки своїй вірі в безмежний науково-технічний прогрес і жадобі активного перетворення світу уподібнює себе богам, будучи по природі лише істотою кінцевою. Якщо вона кидає виклик Геї, то неминуче зазнає поразки, бо вона бореться сам з собою. Коли людина народжується, то вона виходить з лона матері в лоно Геї, яке є єдино можливою, практично вічної системою життєзабезпечення для людської популяції [24].

Як відомо, штучно створені людиною мікрокосми недовговічні. В. І. Вернадський, розвиваючи концепцію ноосфери - сфери розуму, абсолютно логічно прийшов до ідеї "людини автотрофної", свого роду людини - біосфери. Логічне колоз амкнулося, ідея ноосфери повернулася до ідеї біосфери. Сам Дж.Лавлок ніде не торкається ідеї ноосфери. У той же час абсолютно очевидно, що з позиції гіпотези Геї чисто технологічний, "сцієнтистський" варіант ноосфери - техносфера, цей апофеоз наукової експансії і підкорення біосфери і всього космосу, цей інформаційний "Біг банг" просто нежиттєздатний. Як зазначає Лавлок, керувати біосферою, Геєю - немислиме і невдячне завдання, так як це практично нескінченно складна система, що накопичила мудрість циклічного багаторівневого еволюційного процесу, що тривав більше трьох з половиною мільярдів років.

Антропоцентризм перетворив людську популяцію в хворий орган, який живе за власними законами, неузгодженим з Геей і космосом. Аналітичний розум затьмарив глибинний інтуїтивний розум наших далеких предків з їх інтуїтивної, міфологічної але значно менш однобокою картиною світу. Людська популяція просто загине, якщо не буде слідувати правилам цієї світової гармонії. Таким чином, в теорії Геї висловлюється сумнів у можливостях людини чисто науково-технологічними методами створити життєздатну ноосферу - альтернативу біосфері , здатній до самоорганізіції. Гіпотеза Геї породила цілий широкий рух, в рамках якого відбувається новий синтез науки, мистецтва, філософії та релігії, практикуються позанаукові способи пізнання і "спілкування" з Геєю (медитація, інтуїція, "екософія", містичний досвід). Так, наприклад відроджуються відсунуті на задній план і забуті в епоху "індустріального вибуху" ідеї великого метафізика, натураліста і письменника Гете. Якщо не симбіоз, то в крайньому разі, плідна взаємодія в рамках загальної етичної платформи наукового та позанаукового знання цілком можлива. Працями видатних філософів і мислителів ХХ - го століття закладена основа серйозного скептицизму по відношенню до "чисто наукових" методів освоєння реальності. Але що дивно, ці ж роботи стають методологічним базисом розвитку розподіленого штучного еволюційного біоінтеллекту.

Лавлок - сильний і гострий полеміст, різко критикує як "зелених" екстремістів, так і бездумне сучасне індустріальне суспільство, що невблаганно веде людство (але не Гею!) до загибелі. На його думку, найнебезпечніші плоди цивілізації в даний час умовно виражаються трьома англійськими "c" - chain saw, car and cattle (мотопила, автомобіль і скотарство). Ці три досягнення цивілізації сприяють збезлісення і посилення парникового ефекту, тим самим послаблюючи саморегуляторні здібності Геї. Зелений покрив - це щось на зразок шкіри, а хмари - піт планети і її захисний екран. "Ми повинні бути серцем і розумом Землі, а не просто вірусним захворюванням. Так давайте ж наберемося мужності думати не тільки про потреби і права людини, але і про те, якої шкоди ми завдали Землі, і як нам примиритися з Геєю. Ми повинні взятися за справу, поки ми ще досить сильні для цього, поки ми ще не убогий натовп людей, перебитий жорстокою волею здичавілих військових диктаторів. Головне, що ми повинні пам'ятати, так це те, що ми частина Землі, і що вона й справді є нашим будинком", - закінчує Лавлок свою статтю.

На одному із сайтів Інтернету наводиться наступний анекдот про Гею.. "Зустрілися в космосі дві подружки - планети. Одна з них поскаржилася інший на те, що дуже погано себе почуває, тому що у неї завелися люди. Співрозмовниця глибоко їй поспівчувала і згадала, що подібна ж неприємна напасти траплялося і з нею. Вона тут же заспокоїла нещасну, знаючи з особистого досвіду, що хвороба не смертельна і запевнила подругу, що та безумовно з нею впорається ". Хотілося б, щоб людина порозумнішала і перестала бути планетарною хворобою. Є надія, що так і станеться і вона все ж врятує себе і інші вищі форми життя. Але для цього доведеться дуже добре попрацювати всім!

Висновки

1. Лавлок стверджував: «Земля - більше, ніж просто будинок, це живий організм, і ми є його частиною». Як ставитися до цієї гіпотези, незрозуміло. Адже в ній немає чітко визначених висновків, які можна було б перевірити експериментально, а така перевірка потрібна для будь-якої наукової теорії. Деякі вважають, що цю гіпотезу краще розглядати як літературну метафору - можливо, корисну при міркуванні про планети, але недостатньо точну. 2. Прихильники гіпотези зазначають, що вона передбачає наявність механізму зворотного зв'язку з боку живих організмів, завдяки чому планета залишається придатною для життя. Однак ці механізми зворотного зв'язку добре відомі, і для їх пояснення не потрібна гіпотеза Геї.

3. Значення ж гіпотези полягає в тому, що вона сприяла розвитку системного підходу до вивчення Землі, при якому планета розглядається як єдине ціле, а не як набір окремих частин. Дійсно, розвиток науки про Землю в останні десятиліття ХХ століття стимулювався розумінням того, що різні частини планети - наприклад, гірські породи або океани - не можна досліджувати у відриві один від одного. Саме тому відповідні факультети в американських університетах стали частіше називатися факультетами науки про земні системи, а не просто геологічними, як раніше. Багато в чому ця зміна була викликана прогресом у розвитку обчислювальної техніки, але й гіпотеза Геї також зробила свій внесок.

4. Також гіпотеза Геї спонукає вчених і людство загалом до розробки заходів для «лікування Геї», оскільки на даний момент Земля перебуває в дуже ослабленому та виснаженому стані. За словами Дж. Лавлока: «Ми так захопилися ідеєю прогресу, що ми сприймає слово «відхід, відкат», як щось брудне, чого потрібно соромитися. Філософ і історик Джон Грей відзначив в своїй книзі «Солом'яні собаки», що тільки дуже рідко ми можемо дивитися на речі ширше потреб людства, і він пов'язав це зі слііпотою нашої християнської та гуманістичної інфраструктури. Вона виникла 2000 років тому і тоді була невинною, і ми не представляли значної загрози Геї. Зараз, коли нас сім мільярдів голодних і жадібних людей, які сподіваються жити по першому класу, наш міський спосіб життя паралізує живу Землю. Ми беремо у неї настільки багато, що вона не в змозі більше підтримувати комфортний світ, який ми приймали як належне. Світ змінюється, відповідно до своїх внутрішніх законів, до стану, який більше не гостинний для нас. Пізно сподіватися на сталий розвиток; нам потрібен стійкий «відхід» назад».

Список використаних джерел

1. Lovelock, J.E. (1965). "A physical basis for life detection experiments". Nature 207 (7).

2. Lovelock, J.E.; Margulis, L. (1974). "Atmospheric homeostasis by and for the biosphere- The Gaia hypothesis". Tellus 26 (1).

3. Lovelock, J.E.; (1972). "Gaia as seen through the atmosphere". Atmospheric Environment 6 (8).

4. Вернадский В.И. Биосфера.-М.: Наука, 1967.

5. Аксенов Г.П. Вернадский.- М.: Соратник,1994.

6. Turney, Jon.; Lovelock and Gaia: Signs of Life. UK: Icon Books, 2003

7. Margulis L.,Guerrero R. and Peter Bunyard. We are all Symbionts.-In: P.Bunyard (ed), Gaia in Action. Cromwell Press, Wilts, 1996.

8. Lovelock J.E. Gaia: The practical science of planetary medicine.-Gaia book limited, 1991.

9.Lovelock J.E. Gaia: A new look at life on Earth.- Oxford University Press,1979.-252 pp.

10. Lovelock J.E. Geophysiology: A new look at Earth science. In: R.E.Dickinson (ed), The Geophysiology of Amazonia. Vegetation and climate interactions.-J.Wiley & Sons, Inc.,1987, pp. 11-23.

11. Lovelock J.E. Geophysiology, the science of Gaia.- Reviews of Geophysics, 1989, 80, pp.169-75.

12. Lovelock J.E. Gaia: The practical science of planetary medicine.-Gaia book limited, 1991.

13. Lovelock J.E. A numerical model for biodiversity. Roy.Soc. of Lond. Phil. Trans.,1992, Ser. B. 338.

14. Lovelock J.E. What's in a Name? - Gaia Circular, 1998, vol.1, issue 1, pp.6-7.

15. Lovelock J.E. A way of life for agnostics. - Gaia Circular, 1999.

16. Lovelock J.E. and A.J.Watson. The regulation of carbon dioxide and climate: Gaia of geochemistry. Journal of Planetary Science, 1982, 30.

17. Margulis L. Early Life: The microbes have priority. In :W.I.Thompson (ed). Gaia: A way of knowing: political implications of the new biology. Hudson, N.Y.:Lindisfarne, 1987, pp.98-109.

18. Margulis L. and Sagan D. What is Life? - Weidenfeld and Nicholson Ltd.,1995.-207 pp.

19. ФЕНОМЕН ГЕЇ Джеймса Лавлока, / А.Б. Казанський; Інститут еволюційної фізіології та біохімії ім. І.М. Сеченова РАН / (http:// www. Evol. Nw. Ru/labs/lab38/kazansky/fenomen. Htm)

20. Jantsch,E. The Self-Organizing Universe: Scientific and Human Implications of the Emerging Paradigm of Evolution.-New York /Oxford Pergamon Press, 1980

21. Kirchner, J. The Gaia Hypotheses: Are They Testable? Are They Useful? Chapter 6 In: Schneider, S.H., and Boston, D.J., eds. Scientists on Gaia. Papers delivered at the American Geophysical Union's annual Chapmaan Conference in March, 1988. Cambridge, M.a.

22. DaisyWorld & the Gaia Hypothesis (http://www.gingerbooth.com/flash/daisyball/index.html)

23. Kineman, J.J. Gaia: Hypothesis or Worldview? Chapter 7 In: Schneider, S.H., and P.J.Boston (eds). Scientists on Gaia. Papers delivered at the American Geophysical Union's annual Chapman Conference in March, 1988. Cambridge, MA: M.I.T. Press, 1991.

24. “Реванш Геи” Джеймса Лавлока (http://ecocrisis.wordpress.com/2009/01/17/1111/)

25. Gaia hypothesis (http://en.wikipedia.org/wiki/Gaia_hypothesis)

26. James LOVELOCK - Author of the GAIA theory (http://www.ecolo.org/lovelock/)

Размещено на Allbest.ru