Человек и биосфера

Человек, как было отмечено выше, является частью биосферы. Все необходимое для жизни — воду, пищу, значительную часть энергии и строительного материала своих органов — он получает из биосферы. В биосферу человек сбрасывает отходы своей жизнедеятельности. Долгое время природа перерабатывала эти отходы и сохраняла свое равновесие. Однако в последнее столетие вмешательство человека в природные процессы стало не только слишком сильным, но чрезмерным по своим масштабам. По представлениям биологов, в природе действует «правило 10%», согласно которому она в экстремальных ситуациях способна выдержать десятикратную нагрузку по сравнению с обычной. Человек своим воздействием на природу вплотную подошел к этому рубежу, и поэтому сегодня среди прочих глобальных проблем человечества возникла щобальная экологическая проблема сохранения жизни на Земле

Влияние человека на природу

Интересно проследить, как в процессе общественного развития возрастало воздействие человека на окружающую среду. В ходе эволюции человек от первоначального потребления природных богатств перешел к активному вмешательству в живую природу и ее преобразованию. Он создал искусственную среду обитания: предметы материальной и духовной культуры, искусственные экологические системы, технику и т.п. Первая созданная человеком культура — палеолит (каменный век) — существовала примерно 20—30 тыс. лет. Она совпала с периодом длительного оледенения. Экономической основой жизни человеческого общества тогда был присваивающий тип хозяйства — собирательство и охота на крупных животных (оленей, носорогов, ослов, лошадей, мамонтов). На стоянках человека каменного века ученые находят многочисленные кости диких животных, доказывающую успешность охоты наших предков. Именно так были истреблены и исчезли с лица Земли многие виды животных.

Несмотря на трудные условия, человек в это время сумел распространиться на значительной территории планеты, создав социальный организм — общество, основанное на совместном труде и коллективной памяти. Тем не менее, человек палеолита еще продолжал оставаться частью природы, пользуясь ее дарами и не начиная ее сознательного переустройства, он еще вписывался в естественные биогеохимические циклы биосферы, и антропогенное воздействие на них было незначительным.

Но 10—12 тыс. лет назад наступило резкое потепление, ледник отступил, леса распространились в Европе. Там же появился и человек, истребивший к этому времени большую часть животных, составлявших его пищу. Таким образом, изменилась экологическая база человеческого общества. Это привело к первому (за время су-

шествования человека на Земле) экологическому кризису — перенаселению планеты. Ведь человек палеолита жил в основном небольшими группами, средняя численность которых составляла около 50 человек, а чтобы прокормить такое количество людей с помощью собирательства и охоты нужна территория до 900 км2. Так, на площади, равной современной Украине, могли прокормиться всего 30—40 тыс. человек.

Это означало, что закончился период использования человеком готовых, созданных природой средств существования. В новых условиях необходимо было активно добывать и перерабатывать природные продукты. Для этого нужно было отказаться от присваивающего типа хозяйства в пользу производящего. Это и было сделано в ходе так называемой неолитической революции, которая завершилась около 7 тыс. лет назад. Но сама эпоха неолита (нового каменного века) началась около 10 тыс. лет назад, когда стали появляться первые поселения, в которых археологами были обнаружены остатки пшеницы, ячменя, чечевицы, а также кости домашних животных — коз, овец и свиней. Люди предпринимали первые попытки одомашнивания животных, разведения растений, начинали производство керамики. Так, постепенно, наряду с охотой и собирательством все большее значение стали приобретать земледелие и скотоводство — производящие типы хозяйства.

Зачатки земледельческого и скотоводческого хозяйства сформировались в разных местах Передней и Средней Азии, Кавказа, Южной Европы. Постепенно развивалось подсечное земледелие, начиналось освоение минеральных ресурсов, зарождалась металлургия. Это и была неолитическая революция — переход к производящему хозяйству. Она стала способом решения экологического кризиса. Ценой, которую человечество заплатило за это, стало уменьшение численности населения в 8 раз. Революция завершила эру животной жизни человека, с нее началось целенаправленное его вмешательство в природные процессы, трансформация биосферы под свои потребности. Возникли антропоценозы — сообщества организмов, в которых человек являлся доминирующим видом, а его деятельность определяла состояние всей системы.

На этом этапе развитие человеческого общества и культуры пошло значительно быстрее. Появились первые цивилизации на Древнем Востоке, затем в Древней Греции возникли частная собственность и наука, ставшие основой европейской, а затем и мировой цивилизации. В это же время происходят радикальные изменения в обществе, на смену родоплеменным структурам пришло рабовладение, классовая структура, аристократическое государство, религия и философия. Так было определено лицо феодализма и раннего капитализма в Европе. Традиционные общества Азии основывались на азиатском способе производства.

Этот этап истории культуры и общества основывался на второй, технологической, революции, которая произошла в эпоху неолита (первая революция была связана с овладением огнем и созданием орудий труда). Но как первая революция привела к первому экологическому кризису (перенаселению), так и вторая технологическая революция вызвала второй экологический кризис. Он был связан с истощением растительности и почв в результате подсечно-огневого земледелия, ошибок при построении и эксплуатации ирригационных сооружений, вызывавших засоление почв. Результатом стало образование пустынь — Сахары в Африке, Каракумов и других пустынь в Центральной и Средней Азии. Таким образом, данный экологический кризис привел к гибели большинство древних цивилизаций нашей планеты.

Teм не менее, в Европе цивилизация продолжала развиваться. Особенно эти процессы ускорились после того, как произошла первая глобальная научная революция XVI—XVII вв., повернувшая науку лицом к практическим потребностям производства. Позднее в Европе утвердился настоящий союз науки, в котором техника проектировалась на основе научных теорий. Технологическим центром индустриального производства становится машина, которая вначале работала на паровом двигателе, а в XX в. стала использовать в качестве движителя почти все формы движения материи — электричество, электромагнитное поле, ядерные взаимодействия, химические и биологические процессы. С этого момента человек, его разум, воплощенный в научную мысль, и его деятельность стали фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы. Человечество становится доминирующим видом среди живого вещества биосферы.

Сегодня человек освоил не только всю территорию нашей планеты, не оставив ни одного незаселенного уголка (даже в Антарктиде есть научные станции), но и вышел в космос (пока, правда, только в околоземное космическое пространство), освоение которого уже вполне реально является делом завтрашнего дня, ближайшего будущего.

Все это позволило В. И. Вернадскому назвать не только живое вещество планеты, но, прежде всего, человека, вооруженного научной мыслью, величайшей геологической силой современности. Если живое вещество создавало современный облик нашей планеты в течение миллионов и миллиардов лет, то человек своей деятельностью меняет его на наших глазах, демонстрируя поистине безграничные возможности в деле переустройства природы.

Тысячелетия, прошедшие после неолитической революции, стали эпохой покорения природы, когда она сама не принималась во внимание в качестве активного партнера для человечества. Особенно это характерно для европейской цивилизации, которая приняла христианский тезис о сотворении мира для человека, считающегося господином этого мира, имеющим право делать с этим миром все, что угодно.

Масштабы созданной человечеством материальной культуры поистине огромны. Темпы ее развития постоянно увеличиваются и вместе с этим увеличивается и воздействие человека на биосферу.

Уровень воздействия человека на окружающую среду зависит в первую очередь от технической вооруженности общества. Она была крайне мала на начальных этапах развития человечества. Однако с развитием общества, техническим прогрессом ситуация изменилась коренным образом. XX столетие, сформировавшее качественно новые отношения науки, техники и технологии, колоссально увеличило масштабы воздействия общества на природу, поставило перед человечеством целый ряд чрезвычайно острых проблем.

По силе своего воздействия на планету техника сегодня в состоянии как минимум на равных спорить с живым веществом. По результатам преобразования окружающей среды с помощью техники можно уже говорить о новом ее состоянии — техносфере. Это понятие отражает совокупность технических устройств и систем вместе с различными видами технической деятельности человека. Ее структура достаточно сложна, так как включает в себя техногенное вещество, технические системы, живое вещество, верхнюю часть земной коры, атмосферу, гидросферу. Более того, с началом эры космических полетов техносфера вышла далеко за пределы биосферы и охватывает уже околоземное космическое пространство.

Техносфера все больше преобразует природу, изменяя прежние и создавая новые ландшафты, активно влияя на другие сферы и оболочки Земли. Однако пока что наука и техника нацелены на максимальную эксплуатацию природных ресурсов, удовлетворение нужд человека и общества любой ценой. Последствия такого воздействия на природу удручают. Техногенные ландшафты, уничтожение жизни в целых регионах — отрицательные плоды технического воздействия человека на окружающую среду. Все это говорит о новом экологическом кризисе, источником которого стала НТР, начавшаяся в середине XX в. На данный момент человечество в ходе своего вмешательства в природу уничтожило около 70% естественных экологических систем. Понятно, что такая активная деятельность существенно влияет на характер процессов в биосфере: рост искусственной среды приводит к разрушению естественной. Современное состояние отношений между человеком и природой может быть охарактеризовано как экологический кризис.

Основы концепции ноосферы В.И.Вернадского В 1923 году Вернадский в своих лекциях по геохимии, прочитанных в Париже, впервые указал на явление дисимметрии нашей планеты на примере \\"подвижной части земной коры\\" - астеносферы в районе Тихого океана: \\" Существование дисимметрии (не сплошных оболочек) указывает, что их происхождение тесно связано с геологическими явлениями в истории нашей планеты, имеющих планетарный характер. Оно отражается коренным образом на всех явлениях, имеющих место на Земле, и на всех исканиях, с Землей связанных\\" (В.И. Вернадский). Вернадский впервые получил количественный показатель, подтверждающий дисимметрию планеты и указал на возможность нахождения \\"дисимметричных явлений\\" даже в Космосе. Он так же отмечал, что особую роль в биосфере играют биологические круговороты, где важнейшим процессом является фотосинтез, осуществляемый растительностью планеты, которая оказывает влияние на все компоненты природного комплекса биосферы - атмосферу, гидросферу, почву, животный мир. Велика роль растений в жизни человеческого общества. Они создают необходимую среду существования и снабжают ее различными веществами. Перенос вещества и энергии осуществляется затем посредством пищевых цепей. К своеобразной разновидности круговоротов в биосфере относятся ее ритмические изменения. Ритмикой называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый раз развиваются в одном направлении. При этом различают две ее формы: периодическую - это ритмы одинаковой длительности (время оборота Земли вокруг оси) и циклическую - ритмы переменной длительности. Периодичность в биосфере проявляется во многих процессах: тектонических, осадконакоплении, климатических, биологических и многих других. Ритмы бывают разной продолжительности: геологические, вековые, внутривековые, годовые, суточные и т.д. Ритмичность - это форма своеобразной пульсации биосферы как целостной системы, причем ритмы как и круговороты веществ, замкнуты в себе. Знание и учет ритмических явлений необходимы при рациональном природопользовании и охране естественных ресурсов нашей планеты. Развивая учение о биосфере, Вернадский пришел к следующим выводам: \\"Биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению\\". Вовлекая неорганическое вещество в \\"вихрь жизни\\", в биологический круговорот, жизнь способна со временем проникать в ранее недоступные ей области планеты и увеличивать свою геологическую активность. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основа которой - взаимодействие живого и костного вещества. Он писал: \\"Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей\\". Взаимодействие живого и костного вещества характеризуется прежде всего тем, что часть энергии костного вещества усваивается, ассимилируется живым веществом. Эта новая геологическая сила изменяет организацию поверхности Земли. Количество накопленной потенциальной энергии увеличивается. Живое вещество становится, таким образом, регулятором действительной энергии биосферы. В биосфере виды и роды растительных и животных организмов взаимосвязаны, продолжительность средней жизни есть производное отбора, которое оптимально гарантирует выживание и компенсирует потомство. Величина необходимой поглощаемой энергии у автотрофных и гетеротрофных организмов лимитируется этой основной закономерностью эволюционного процесса. \\"...В земной коре в результате жизни и всех ее проявлений происходит увеличение действительной энергии\\" (В.И.Вернадский). \\"...Это увеличение активной энергии сказывается хотя бы в увеличении сознательности и в росте влияния в биосфере в геохимических процессах единого комплекса жизни. Оно создание, медленно шедшее в геологическом времени, такой геологической силы, какой является характерное для нашей психозойской эры цивилизованное человечество, ясно это показывает\\" (В.И.Вернадский). \\"...Организмы представляют живое вещество, т.е. совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением\\" ( В.И.Вернадский). Самая существенная особенность биосферы - это биогенная миграция атомов химических элементов вызываемых лучистой энергией Солнца и проявляющихся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов. Эта биогенная миграция атомов подчиняется двум биогеохимическим процессам: 1. Стремится к максимальному явлению: возникает \\"всюдность\\" жизни. 2. Приводит к выживанию организмов, увеличивающих биогенную миграцию атомов. \\"Эволюция видов, приводящая к созданию форм, устойчивых в биосфере, должна идти в направлении, увеличивающем проявление биогенной миграции атомов в биосфере\\" (В.И.Вернадский). Это биохимический принцип Вернадского утверждает высокую приспосабливаемость живого вещества, пластичность, изменчивость во времени. В свих работах Вернадский не ограничился общим описанием биосферы и выяснением ее общих закономерностей. Проведя детальные исследования и выразив в формулах и цифрах активность живого существа, а так же проследив судьбу некоторых химических элементов в биосфере, например, общая масса живого вещества на Земле была подсчитана им в 1927 году, он представил приближенную величину порядка 10г., или же 10т.. Вернадский писал: \\"Живое вещество по весу составляет ничтожную часть планеты. По-видимому, это наблюдается в течение всего геологического времени, т. е. Геологически вечно. Оно сосредоточено в тонкой, более или менее сплошной пленке на поверхности суши в тропосфере - в полях и лесах - и проникает весь океан. Количество его исчисляется долями, не превышающими десятых долей процента биосферы по весу, порядка близкого к 0,25%. На суше оно идет в больших скоплениях на глубину в среднем, вероятно, меньше 3 км. Вне биосферы ее нет\\". Однако эта величина оказалась завышенной. С тех пор разные исследователи производили свои оценки биомассы на Земле, которые приводили к разным величинам. Научное и практическое значение Вернадского как основателя учения о биосфере состоит в том, что он впервые глубоко обосновал единство человека и биосферы. Согласно современным представлениям, биосфера - это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхние горизонты литосферы. Продукты жизнедеятельности живых существ относятся к весьма подвижным веществам, которые перемещаются в пространстве далеко за пределы обитания организмов. Поэтому естественно, что распределение живых организмов более ограничено в пространстве, чем вся биосфера в целом. Возникновение жизни и биосферы представляют собойпроблему современного естествознания. Постепенное развитие живого вещества в пределах биосферы, к переходу ее в ноосферу ( от греческого \\"ноос\\" -разум). Под ноосферой понимают сферу взаимодействия природы и общества. Ноосфера (\\"ноос\\" - по-гречески означает разум, дух. ) - новое эмоциональное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития. Для ноосферы характерно взаимодействие человека и природы: связь законов природы с законами мышления и социально-экономическими законами. Иногда можно услышать мнение, будто бы введенное Вернадским понятие ноосферы не содержит в себе чего-либо нового и исчерпывается учением о географической среде обитания человечества. Однако вряд ли справедливо подобное отождествление. Категории \\"географическая среда\\" и \\"ноосфера\\" относятся не к совпадающим вещам, не перекрываются по смыслу. Географическая среда - та оболочка Земли, которая воздействует на условия жизни, производства, культуры, быта людей. Ноосфера - оболочка Земли на которую воздействуют производство, культура, быт людей; сюда относятся и бывшие погребенные слои Земли, изменившиеся под влиянием прошлых антропогенных воздействий, не включенные в нынешнюю географическую среду. Ноосфера отражает планетарное воздействие общественного производства на верхние оболочки Земли; не все эти изменения входят непосредственно в географическую среду. Разрушение озонового слоя органическими растворителями и хладагентами уже идет, по элементом географической среды еще не стало, поскольку пока не влияет на производство, культуру, формы общения людей. Это - факт ноосферы, а не географической среды. Ноосфера, по Вернадскому, требует качественно иного подхода: глобального управления планетарными процессами по единой разумной воле. Этот путь ведет к идеям социалистического планового общества без частной собственности, без воин. Ноосфера сформировалась на Земле врезультате воздействия или отражения божественного разума, духа. Примерно так понимал ноосферу Тейлор де Шарден, но не так - Вернадский. Вот что он написал, обосновывая зарождение и появление понятия ноосферы: \\"Впервые в истории человечества интересы народных масс - всех и каждого - и свободной мысли личности определяют жизнь человечества, являются мерилом его представлений о справедливости. Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободного мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть \\"ноосфера\\". В наши дни особую актуальность приобретает учение Вернадского о переходе биосферы в ноосферу, что может послужить основой фундаментальных исследований экологических проблем. С гениальной прозорливостью Вернадский предвидел научно-техническую революцию ХХ века со всеми ее последствиями для биосферы. Именно в познании закономерностей развития биосферы и лежит ключ к разумному природопользованию. Прежде чем вплотную заняться изучением геохимии биосферы, Вернадский еще в 1913 году совершенно определенно, кратко, чрезвычайно интересно и содержательно охарактеризовал геохимическую деятельность человечества. Он писал: \\"В последние века появился новый фактор, который увеличивает количество свободных химических элементов, преимущественно газов и металлов, на земной поверхности. Фактором этим является деятельность человека\\". Продолжая деятельность живого вещества, человек осуществляет такие химические реакции, которых не было раньше на Земле. Выделяется в чистом виде железо, олово, свинец, алюминий, никель и многие другие химические элементы. Количество добываемых и выплавляемых человеком металлов достигает колоссальных размеров и возрастает с каждым годом. Еще более значительна добыча горючих полезных ископаемых. При горении каменного угля и другого топлива идет образование углерода, азота и других продуктов. Это побочные, бессознательно осуществляемые процессы. К числу их относится и развитие некоторых видов микроорганизмов, сопровождающие деятельность человека. \\"Еще большее влияние оказывает человек полным изменением лика Земли, которая производится им во все больших и больших размерах по мере развития культуры и распространения влияния культурного человечества. Земная поверхность превращается в города и культурную землю и резко меняет свои химические свойства. Изменяя характер химических процессов и химических продуктов, человек совершает работу космического характера. Она является с каждым годом все более значительным фактором в минеральных процессах земной коры и мало- помалу меняет их направление\\" (В.И.Вернадсеий). Вернадский настойчиво подчеркивал связь планетных и космических процессов. Он писал: \\"В нашем столетии биосфера получает совершенно новое понимание. Она выявляется как планетарное явление космического характера. Человечество как живое вещество неразделимо связанно с материально-энергетическими процессами определенной геологической оболочки Земли - с ее биосферой. Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну минуту\\". Здесь очевидно стремление научной мысли найти единство естественно-природных и социально-исторических процессов, увидеть и проанализировать ход воздействия. В этих целях Вернадский выделил так же особый этап в развитии биосферы, связанной с социальной деятельностью человека. Вернадский сумел увидеть то, что давно было у всех перед глазами, объединил, казалось бы, несоединимое. В том и заключается великая простота и неожиданность научных открытий. Ученый стал исследовать геологическую деятельность человека в ее сходстве и различиях с другими природными геологическими силами. Геологическая роль человека недооценивалась учеными. Вернадский выявил некоторые геохимические и общегеологические закономерности деятельности человека на планете. Он совершенно справедливо связывал геологическую мощь человечества с техническим и промышленным прогрессом: \\"Вся история техники показывает нам, как постепенно человек научился видеть источник силы в природных предметах, казавшихся ему мертвыми, инертными, ненужными\\" (В. И.Вернадский). В 1938 году Вернадский писал: \\"Мы присутствуем и жизненно участвуем в создании в биосфере нового геологического фактора, не бывалого в ней по мощности. ...Создание ноосферы из биосферы есть природные явления, более глубокое и мощное в своей основе, чем человеческая история ...\\". Нет сомнения, что противоречия между технократическим экологическим подходом человека к Земле и биосфере и конструктивным биосферным подходом будет разрешено в пользу последнего, ибо оно основано на прочной теоретической базе, опирающейся на факты науки, которые Вернадский называл эмпирическими обобщениями. Оказавшись вместе с мыслителем на такой высоте, мы обязаны совершенно иначе относиться к природе: не бороться с ней, как это было в недавнем прошлом, не умиляться и не идеализировать \\"добродетельное\\" доцивилизованное равновесие человека с природой, а последовательно улучшать свои взаимоотношения вместе с нею, способствовать совершенствованию механизма этой гигантской машины. Вернадский рассматривал биосферу как одну из геосфер, как геологическую оболочку, а не так, как это упрощенно понимают некоторые даже видные ученые - лишь как живую пленку планеты, то есть \\"свободное\\" от геологического прошлого и физической среды собрание живых организмов. Важно понять и представлять нерасторжимую сопряженность живого вещества, как выражался Вернадский, со всеми вещественными структурами Земли. Твердая оболочка планеты и сейчас, и всегда была связана с биосферой. Совершенно неверно ее разделение на несколько биосфер, она всегда была единой потому, что биосферный процесс наЗемле никогда не прерывался. Нельзя отходить от геологического понимания биосферы и соответственно геологического значения человеческого разума. Это уже совершенно новое понимание управляющей планетарной роли человечества. Человек - вершина космической эволюции: \\"С появлением на нашей планете одаренного разумом живого существа планета переходит в новую стадию своей истории. Биосфера переходит в ноосферу\\". Труд человека, то есть основная форма его жизнедеятельности, есть в первую очередь взаимодействие его с природой. Человек проявляет эту свою способность не столько в качестве источника энергии или массы, сколько в виде специфического регулятора, возбуждающего действие одной силы природы против другой. Именно здесь возникает и проявляется \\"хитрость разума\\". Особенно ярко и вдохновенно писал Вернадский о воздействии человеческой деятельности на природу в работе “Несколько слов о ноосфере\\", созданной в 1943 году: “Лик планеты - биосферы - химически резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно. Меняются человеком физически и химически воздушная оболочка суши, все ее природные воды. В результате роста человеческой культуры ХХ веке все более резко стали меняться ( химически и биологически ) прибрежные моря и части океана. ...Сверх того человеком создаются новые виды и расы животных и растений.” Вернадский подчеркивал: \\" Научная мысль человечества работает только в биосфере и в ходе своего проявления в конце концов превращает ее в ноосферу, геологически охватывает ее разумом. Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше. Ноосфера - последнее из многих состояний эволюции биосферы в геологической истории - состояние наших дней\\". В действительности существует лишь одна последовательность: биосфера-ноосфера, а механизмы, пути в космических, глобальных и региональных масштабах могут быть многочисленные и самые разнообразные. Сегодня преобразование биосферы в промышленных, аграрных и других целях осуществляется различно и не только в результате технического вмешательства человека. Например, все возрастающее число заповедных зон Земли есть важный элемент современного периода превращения биосферы в ноосферу. Вернадский сформулировал и изложил его лишь в самой первоначальной форме. Учение о ноосфере намечает пути использования и развития природных сил в интересах человека, роста производительности общественного производства, рационального природопользования, сохранения и развития здоровья населения. Таким образом, интересы человечества легли в основу концепции Вернадского. Классические научные представления Вернадского и их дальнейшее развитие в современном естествознании со всей ясностью указывают, что человечество становится все более мощной геологической силой, кардинальным образом преобразующей биосферу, поверхность планеты околоземное космическое пространство. Но тем самым человечество берет на себя ответственность за продолжение и регулирование многих важнейших биосферных процессов и механизмов. На сегодняшний день деятельность человека достигла глобальных масштабов воздействия на биосферу, изменяя круговорот веществ, водный баланс планеты, оказывая сильное влияние на почвы, растительность и животный мир. Антропогенная деятельность создала новые токсические источники загрязнения биосферы, что в конечном счете может создать угрозу существования самого человека. Взаимоотношения Человека и Природы носят сложный характер и нуждаются в тщательном и полном изучении. Успехи человечества в потреблении природных ресурсов зависят от познания законов природы и умелого их использования. Человечество как часть природы может существовать только в постоянном взаимодействии с ней, получая все необходимое для жизни. Человечеству для своего дальнейшего существования необходимо заботиться о сохранении окружающей среды. И для этого требуются обширные знания в области экологии и широкое применение их во всех отраслях своей деятельности. Следует сказать и о значении таких проблем, как укрепление здоровья человека, а также борьба с хроническими заболеваниями, патологическим старением, освоение новых экстремальных районов планеты и космоса, совершенствования существования человека в земных условиях. Сейчас актуальны проблемы пресной воды, чистого воздуха, зеленого покрова планеты, загрязнения окружающей среды, приближение к критическим пределам использования невостребованных рудных и энергетических ресурсов. Вернадский всегда реально оценивал значение научных открытий, их возможные последствия для человечества и придерживался всю жизнь высоких эстетических принципов ученого-гражданина. Это отношение к научным исследованиям, открытиям проявилось во всем. Прекрасный пример этого - дальновидное предостережение ученого о последствиях открытия атомной энергии и его беспокойство о том, в чьих она окажется руках и каким целям послужит в будущем - целям добра и зла. Владимира Ивановича человек был прежде всего носителем разума. Он верил, что разум будет господствовать на планете и преображать ее разумно, предусмотрительно, без ущерба природе и людям. Он верил в человека, в его добрую волю. Человечество не может делать все что заблагорассудится. Оно ограничено в своих действиях, ибо человеческая история - не сумма случайностей. В основных своих чертах она закономерна и направлена.\\" В геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление\\" (В.И.Вернадский). Владимир Иванович Вернадский верил в человеческий разум, ему никогда не была свойственна философия пессимизма.Для этого достаточно вспомнить, на какой торжествующей ноте он закончил свое научное творчество. В 1944 году, в безоговорочном предвидении крушения гитлеризма, в статье \\"Несколько слов о ноосфере\\", он выразил свое убеждение в прекрасных перспективах человека и человечества: \\"Сейчас мы переживаем новое геологическое эволюционное изменение биосферы. Мы входим в ноосферу. Мы вступаем в нее - в новый стихийный геологический процесс - в грозное время, в эпоху разрушительной мировой войны. Но важен для нас факт, что идеалы нашей демократии идут в унисон со стихийным геологическим процессом, с законами природы, отвечают ноосфере. Вернадскому была ясна социальная природа ноосферы. В 1925 году в статье \\"Автотрофность человечества\\" он писал: \\"В биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе, представлениях научных или имеющих научную основу. ... Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного\\". \\" Биосфера ... переходит в новое эволюционное состояние - в ноосферу, перерабатывается научной мыслью социального человечества\\". Можно смотреть поэтому на наше будущее уверенно. Оно в наших руках и мы его не выпустим\\"! Ноосфера в конце ХХ века: прогнозы и реалии В книге \\"Научная мысль как планетное явление\\" В.И.Вернадский анализирует геологическую историю Земли и утверждает, что наблюдается переход биосферы в новое состояние - в ноосферу под действием новой геологической силы, научной мысли человечества. Однако в трудах Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он писал о ноосфере в будущем времени (она еще не наступила), в других в настоящем (мы входим в неё), а иногда связывал формирование ноосферы с появлением человека разумного или с возникновением промышленного производства. Р.К.Баландин пишет: \\"Надо заметить, что когда в качестве минералога Владимир Иванович писал о геологической деятельности человека, он ещё не употреблял понятий \\"ноосфера\\" и даже \\"биосфера\\". О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершённой работе \\"Научная мысль как планетное явление\\", но преимущественно с точки зрения истории науки.\\" Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды В.И.Вернадского позволяют более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия, разбросанные по страницам книги \\"Научная мысль как планетное явление\\" и отчасти в других публикациях В.И.Вернадского: Заселение человеком всей планеты. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. Расширение границ биосферы и выход в космос. Открытие новых источников энергии. Равенство людей всех рас и религий. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. Продуманная система народного образования и подъём благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. Исключение войн из жизни общества. Условия выживания Проследим, насколько выполняются эти условия в современном мире и остановимся более подробно на некоторых из них. Заселение человеком всей планеты. Это условие выполнено. На Земле не осталось мест, где не ступала бы нога человека. Он обосновался даже в Антарктиде. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. Это условие также можно считать выполненным. С помощью радио и телевидения мы моментально узнаём о событиях в любой точке земного шара. Средства коммуникации постоянно совершенствуются, ускоряются, появляются такие возможности, о которых недавно трудно было мечтать. И здесь нельзя не вспомнить пророческих слов Вернадского: \\"Этот процесс - полного заселения биосферы человеком - обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи мысли, её одновременного обсуждения на всей планете.\\" До недавнего времени средства телекоммуникации ограничивались телеграфом, телефоном, радио и телевидением, о которых писал ещё Вернадский. Имелась возможность передавать данные от одного компьютера к другому при помощи модема, подключенного к телефонной линии, документы на бумаге передавались с помощью факсимильных аппаратов. Только в последние годы развитие глобальной телекоммуникационной компьютерной сети Internet дало начало настоящей революции в человеческой цивилизации, которая входит сейчас в эру информации. В 1968 году Министерство Обороны США озаботилось связью множества своих компьютеров в специальную сеть, которая должна была способствовать научным исследованиям в военно-промышленной сфере. Изначально к этой сети было предъявлено требование устойчивости к частичным повреждениям: любая часть сети может исчезнуть в любой момент. И в этих условиях всегда должно было быть возможным установить связь между компьютером-источником и компьютером-приёмником информации (станцией назначения). Разработка проекта такой сети и его осуществление было поручено ARРA - Advanced ResearcН Рrojects Agency - Управлению передовых исследований Министерства Обороны. Через пять лет напряжённой работы такая сеть была создана и получила название ARРAnet. В течение первых десяти лет развитие компьютерных сетей шло незаметно - их услугами пользовались только специалисты по вычислительной и военной технике. Но с развитием локальных сетей, объединяющих компьютеры в пределах одной какой-либо организации, появилась потребность связать воедино локальные сети различных организаций. Время от времени предпринимались попытки использовать для этого уже готовую сеть ARРAnet, но бюрократы Министерства Обороны были против. Жизнь требовала быстрых решений, поэтому за основу будущей сети сетей Internet была взята структура уже существующей сети ARРAnet. В 1973 году было организовано первое международное подключение - к сети подключились Англия и Норвегия. Однако причиной начала взрывного роста сети Internet в конце 80-х годов стали усилия NSF (National Science Foundation - Национальный научный фонд США) и других академических организаций и научных фондов всего мира по подключению научных учреждений к сети. Рост и развитие сети Internet, совершенствование вычислительной и коммуникационной техники идёт сейчас подобно тому, как идёт размножение и эволюция живых организмов. На это в своё время обратил внимание В.И.Вернадский: \\"Со скоростью, сравнимой скоростью размножения, выражаемой геометрической прогрессией в ходе времени, создается этим путём в биосфере всё растущее множество новых для неё косных природных тел и новых больших природных явлений.... Ход научной мысли, например, в создании машин, как давно замечено, совершенно аналогичен ходу размножения организмов.\\" Если раньше сетью пользовались только исследователи в области информатики, государственные служащие иподрядчики, то теперь практически любой желающий может получить доступ к ней. И здесь мы видим воплощение мечты В.И.Вернадского о благоприятной среде для развития научной работы, популяризации научного знания, об интернациональности науки. Действительно, если раньше людей разделяли границы и огромные расстояния, то теперь, возможно, только языковой барьер. \\"Всякий научный факт, всякое научное наблюдение, - писал Вернадский, - где бы и кем бы они ни были сделаны, поступают в единый научный аппарат, в нём классифицируются и приводятся к единой форме, сразу становятся общим достоянием для критики, размышлений и научной работы\\". Но если раньше для того, чтобы вышла в свет научная работа, чтобы научная мысль стала известной миру, требовались годы, то сейчас любой учёный, имеющий доступ к сети Internet, может представить свой труд, например, в виде так называемой WWW странички (WorldWide Web - \\"Всемирная паутина\\") на обозрение всем пользователям сети, причём не только текст статьи и рисунки (как на бумаге), но и подвижные иллюстрации, а иногда и звуковое сопровождение.Сейчас сеть Internet - это мировое сообщество около 30 тысяч компьютерных сетей, взаимодействующих между собой. Население Internet уже составляет почти 30 миллионов пользователей и около 10 миллионов компьютеров, причём количество узлов каждые полтора года удваивается. В.И.Вернадский писал: \\"Скоро можно будет сделать видными для всех события, происходящие за тысячи километров\\". Можно считать, что и это предсказание Вернадского сбылось. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. Это условие можно считать если не выполненным, то выполняющимся. Возникшая после второй мировой войны Организация Объединённых наций (ООН) оказалась гораздо более устойчивой и действенной, чем Лига наций, существовавшая в Женеве с 1919 г. по 1946 г. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами,протекающими в биосфере. Это условие также можно считать выполненным, хотя именно преобладание геологической роли человека в ряде случаев привело к тяжёлым экологическим последствиям. Объём горных пород, извлекаемых из глубин Земли всеми шахтами и карьерами мира, сейчас почти в два раза превышает средний объём лав и пеплов, выносимых ежегодно всеми вулканами Земли. Расширение границ биосферы и выход в космос. В работах последнего десятилетия В.И.Вернадский не считал границы биосферы постоянными. Он подчёркивал расширение их в прошлом как итог выхода живого вещества на сушу, появления высокоствольной растительности, летающих насекомых, а позднее летающих ящеров и птиц. В процессе перехода в ноосферу границы биосферы должны расширяться, а человек должен выйти в космос. Эти предсказания сбылись. Открытие новых источников энергии. Условие выполнено, но, к сожалению, с трагическими последствиями. Атомная энергия давно освоена и в мирных, и в военных целях. Человечество (а точнее политики) явно не готово ограничиться мирными целями, более того - атомная (ядерная) сила вошла в наш век прежде всего как военное средство и средство устрашения противостоящих ядерных держав. Вопрос об использовании атомной энергии глубоко волновал Вернадского ещё более полувека назад. В предисловии к книге \\"Очерки и речи\\" он пророчески писал: \\"Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. ... Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить её на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую неизбежно должна ему дать наука?\\". Огромный ядерный потенциал поддерживается чувством взаимного страха и стремлением одной из сторон к зыбкому превосходству. Могущество нового источника энергии оказалось сомнительным, он пришёлся не ко времени и попал не в те руки. Для развития международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии в 1957 году создано Международное Агентство по Атомной Энергии (МАГАТЭ), объединявшее к 1981 году 111 государств. Равенство людей всех рас и религий. Это условие если не достигнуто, то, во всяком случае, достигается. Решительным шагом для установления равенства людей различных рас и вероисповеданий было разрушение в конце прошлого века колониальных империй. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. Это условие соблюдается во всех странах с парламентской формой правления. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. Трудно говорить о выполнении этого условия в стране, где ещё совсем недавно наука находилась под колоссальным гнётом определённых философских и политических построений. Сейчас наука от таких давлений свободна, однако из-за тяжёлого экономического положения в российской науке многие учёные вынуждены зарабатывать себе на жизнь ненаучным трудом, другие уезжают за границу. Для поддержания российской науки созданы международные фонды. В развитых и даже развивающихся странах, что мы видим на примере Индии, государственный и общественный строй создают режим максимального благоприятствования для свободной научной мысли. Продуманная система народного образования и подъём благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. О выполнении этого условия трудно судить объективно, находясь в большой стране, стоящей на пороге голода и нищеты, как об этом пишут все газеты. Однако В.И.Вернадский предупреждал, что процесс перехода биосферы в ноосферу не может происходить постепенно и однонаправлено, что на этом пути временные отступления неизбежны. И обстановку, сложившуюся сейчас в нашей стране, можно рассматривать как явление временное и преходящее. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. Это условие, особенно в нашей стране, не может считаться выполненным, однако первые шаги в направлении разумного преобразования природы во второй половине XX века несомненно начали осуществляться. В современный период происходит интеграция наук на базе экологических идей. Вся система научного знания даёт фундамент для экологических задач. Об этом также говорил Вернадский, стремясь создать единую науку о биосфере. Экологизация западного сознания происходила начиная с 70-х годов, создавая условия для возникновения экофильной цивилизации. Сейчас экстремистская форма зелёного движения оказалась там уже не нужной, поскольку заработали государственные механизмы регулирования экологических проблем. В СССР до 80-х годов считалось, что социалистическое хозяйствование препятствует угрозе экологического кризиса. В период перестройки этот миф развеялся, активизировалось движение зелёных. Однако в современный период политическое руководство переориентировалось в основном на решение экономических проблем, проблемы экологии отошли на задний план. В мировом масштабе для разрешения экологической проблемы в условиях роста населения планеты требуется способность решения глобальных проблем, что в условиях суверенитета различных государств кажется сомнительным. Исключение войн из жизни общества. Это условие В.И.Вернадский считал чрезвычайно важным для создания и существования ноосферы. Но оно не выполнено и пока неясно, может ли быть выполнено. Мировое сообщество стремится не допустить мировой войны, хотя локальные войны ещё уносят многие жизни. Таким образом, мы видим, что налицо все те конкретные признаки, все или почти все условия, которые указывал В.И.Вернадский для того, чтобы отличить ноосферу от существовавших ранее состояний биосферы. Процесс её образования постепенный, и, вероятно, никогда нельзя будет точно указать год или даже десятилетие, с которого переход биосферы в ноосферу можно будет считать завершённым. Конечно, мнения по этому вопросу могут быть разные. Ф.Т.Яншина пишет: \\"Учение академика В.И.Вернадского о переходе биосферы в ноосферу является не утопией, а действительной стратегией выживания и достижения разумного будущего для всего человечества\\". Мнение Р.К.Баландина несколько иное: \\"Биосфера не переходит на более высокий уровень сложности, совершенства, а упрощается, загрязняется, деградирует (небывалая скорость вымирания видов, разрушение лесных зон, страшная эрозия земель...). Она переходит на более низкий уровень, т.е. в ней наиболее активной преобразующей и регулирующей силой становится техновещество, совокупность технических систем, посредством которых человек - преимущественно невольно - переиначивает всю область жизни\\". Сам Вернадский, замечая нежелательные, разрушительные последствия хозяйствования человека на Земле, считал их некоторыми издержками. Он верил в человеческий разум, гуманизм научной деятельности, торжество добра и красоты. Что-то он гениально предвидел, в чём-то, возможно, он ошибался. Ноосферу следует принимать как символ веры, как идеал разумного человеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научных достижений. Надо в неё верить, надеяться на её пришествие, предпринимать соответствующие меры.

Человек – дитя  Земли Вся природа  в  целом  представляет  собой  необходимую  предпосылку  для  генезиса  человека. Человек,   человеческий  разум  и  общество  являются   вершиной  естественного  развития   Земли  и  её  биосферы.  Со  всей  определённостью   можно  сказать,   что  человек – дитя  Земли. Сейчас    наступил  период   духовной   эволюции  и  разума.  Это  качественно  новая  эпоха  в  эволюции  Земли.  Она  характеризуется  развитием  разума  и  переходом  от  биосферы  к  ноосфере – сфере  взаимодействия   природы  и   общества,  в  пределах  которой  разумная  человеческая  деятельность  становится  определяющим  фактором  эволюции. Но  речь  идёт  не  только  о  человеке  как  сугубо  биологическом  виде.  Имеется  ввиду  гораздо  большее.  Вместе  с  человеком  появляется  разум,  мысль,  сознание.  Разум  является  уже  принципиально  новым  явлением  по  сравнению  со  всем  тем,  что   существовало  в  предшествующей  истории. Проблема   антропогенеза Человек – сложная  целостная  система,  которая  в  свою  очередь  является  компонентом  более  сложных  систем – биологической  и  социальной.  Это  обусловлено  тем,  что  он  является  существом,  как  биологическим,  так  и  социальным,  Одной  стороной  своего  существования  человек  принадлежит  природе, другой -  социальному  миру. А  в  целом  он  является  предметом  изучения  множества  наук.  Первый  вопрос,  на  который  следует  ответить, заключается  в  том,  как   биологический  организм,  принадлежащий,  к  типу  хордовых,  подтипу  позвоночных,  классу  млекопитающих,  отряду  приматов,  семейству  гоминид,   превращается  в  человека – существо  не  только  биологическое,  но и социальное,  в  носителя  культуры.  В  этом  и  состоит  суть  проблемы    антропогенеза.

Человек, индивид, личность.     Индивидом обычно называют единичного конкретного человека, рассматриваемого в качестве биосоциального существа. Понятие «человек» как правило, употребляют, желая показать принадлежность какого-либо лица к человеческому роду (Homo sapiens), а также тот факт, что данное лицо обладает всеобщими, свойственными всем людям чертами и качествами. От этих двух понятий необходимо отличать понятие «личность».           Слово «личность» (лат. persona) первоначально обозначало маску, которую надевал актер в античном театре. Затем его стали применять к самому актеру и его роли («персонаж»). У древних римлян слово persona употреблялось не иначе, как с указанием социальной функции, роли, амплуа человека (личность судьи, личность отца, личность консула и т. п.). Превратившись в научный термин, слово «личность» существенно изменило свой смысл и выражает теперь нечто противоположное тому содержанию, которое в него вкладывали в древности.           Личностью называется человеческий индивид, являющийся субъектом сознательной деятельности, обладающий совокупностью социально значимых черт, свойств и качеств, которые он реализует в общественной жизни. Когда говорят о личности, прежде всего подразумевают его социальную индивидуальность, неповторимость. Последняя формируется в процессе воспитания и деятельности человека, под влиянием конкретного общества и его культуры.           Не всякий человек является личностью. Человеком рождаются, личностью становятся в процессе социализации.           Социализацией называется осуществляющийся на протяжении всей жизни индивидов процесс воздействия на них общества и его структур, в результате которого люди накапливают социальный опыт жизнедеятельности в конкретном обществе, становятся личностями. Социализация начинается в детстве, продолжается в юности, а часто и в довольно зрелом возрасте. От ее успеха зависит, насколько личность, усвоив ценности и нормы поведения, принятые в данной культуре, сумеет реализовать себя в процессе общественной жизни. Окружающая человека среда может влиять на развитие личности как целенаправленно (путем организации процесса обучения и воспитания), так и непреднамеренно. Огромную роль играет здесь такой важный социальный институт, как семья.           Благодаря процессу социализации личность приобщается к жизни общества, может приобретать и изменять свой социальный статус. Социальный статус — это положение в обществе, связанное с определенной совокупностью прав и обязанностей. Социализируется и система потребностей человека: к потребностям биологическим (в пище, дыхании, отдыхе и др.) добавляются потребности социальные, такие, как потребность в общении, в заботе о других людях, в получении высокой оценки со стороны общества и т. д.           Для самого общества успешная социализация является гарантией его самосохранения и самовоспроизводства, сохранения его культуры.

Экология  и  здоровье  человека Экология  человека,  являясь  составной  частью   общей  экологии,  определяется прежде  всего  негативным  воздействием  на  людей  ими  же  изменяемой  окружающей  среды  обитания. Ещё  в  XVIII в.  человечество  находилось  в  гармонии  с  природой.  Но  уже  в  конце  XIX в.  возник  дисбаланс  между  человеком  и  окружающей  средой.  Сейчас  объём  допустимого  воздействия  на  биосферу  превышен  в  8 – 10  раз.  Хотя  экологическая  проблема,  в  принципе,  имеет  глобальный  характер,  но  в  различных  странах  она  проявляется  по-разному.  Мы  будем  рассматривать  её  применительно  к   условиям  современной  России,  в  которой  экологическое  состояние  природы  и  населения  является,  по  некоторым  оценкам,  наихудшим  в  мире. В  стране  имеется  13  зон  с  опасной  экологической  ситуацией.  К  ним  относятся,  прежде  всего  такие  районы,  как  зона  аварии  Чернобыльской  АЭС,  Южный  Урал – окрестности  Челябинска,  где  появилось  новое  для  врачей  понятие – “хроническая  лучевая  болезнь”  и  др. Поэтому  закономерно,  что  здоровье  населения  ухудшается. Таким  образом,  экологическая  проблема  в  нашей  стране  выдвигается  на  первый  план,  прежде  всего  в связи  с  угрозой  физическому  и психическому  развитию  и  даже  выживанию. Перед  обществом  встаёт  ещё  одна  важнейшая  задача – формирование  экологического  сознания  населения.

Глобальные экологические проблемы современности

Экологические проблемы связаны с ухудшением качества окружающей среды в связи с нарушением баланса веществ в процессе природопользования по следующим причинам:

Сведение к минимуму лесов. Особенно это заметно в Амазонии и Юго-Восточной Азии, где планомерно уничтожаются леса. Это приводит к нарушению водного режима и снижает содержание кислорода в атмосфере;

- процесс опустынивания, в результате которого выводится из оборота большое количество сельскохозяйственных и других земель. Во многом это обусловлено нерациональным использованием почв и перевыпасом скота;

- истощение водных ресурсов и ухудшение их качества;

- загрязнение окружающей среды в результате добычи полезных ископаемых и их переработки в конечный продукт, из-за чего происходит выброс вредных веществ в почвы, воду, атмосферу, происходит деградация биосферы, что в конечном счете отражается на здоровье людей;

- разрушение озонового слоя атмосферы, защищающего Землю от избыточного ультрафиолетового излучения. Считается, что повышение объема антропогенных выбросов определенного класса летучих соединений в атмосферу особенно сильно разрушает озоновый слой;

- парниковый эффект вследствие избыточного выброса в атмосферу диоксида углерода.

Рассмотрим подробнее некоторые глобальные проблемы. Так, острота водной проблемы в целом на Земле обусловлена тем, что хорошие воды портит человек своей деятельностью, потребление воды растет, а водные ресурсы не увеличиваются. Воды на земной поверхности много - почти 1,5 млрд км², но мало хорошей пресной воды, необходимой для людей и техники. Пресная вода (льды, озера, реки) составляет только 1/2000 всей воды, и почти вся она сосредоточена в ледниках, главным образом в Антарктиде. Доля доступной жидкой пресной воды не превышает 1/40 всей пресной воды; но не всю жидкую пресную воду можно использовать, а только ее избыток - сток, иначе пресные воды истощатся. Кроме того, водные запасы распределены неравномерно: многие районы и государства бедны водой.

Решение проблемы пищевых ресурсов связано с вопросом о том, истощаются ли природные ресурсы Земли. Человек потреб-

ляет в пищу главным образом органическое вещество. Каждый человек должен потреблять в год около 40 кг мяса, около 20 кг рыбы и, кроме того, растительную пищу. Органическое вещество, потребляемое человеком, является частью биомассы Земли, которая составляет около 2,7 10¹² т, а людей 6 10⁹. Следовательно, на одного человека приходится около 50 т органического вещества. Но чтобы не истощить биомассу, человек должен использовать ее прирост - урожай, зависящий от продуктивности животных и растений. Однако население Земли питается неравномерно, и хуже в Южной Америке, развивающихся странах Африки и Южной Азии, где отмечается особенно большой прирост населения. В этих регионах урожайность пшеницы в 3-4 раза ниже среднемировой, и население недоедает. Чтобы ликвидировать зону голода, надо увеличить потребление пищи в 3 раза. Для этого нужны огромные средства, равные затратам, понесенным государствами во Второй мировой войне.

Распространено мнение, что земной поверхности угрожает перегрев из-за парникового эффекта. Выделяют следующие причины антропогенного перегрева: накопление солнечной теплоты в результате человеческой деятельности и увеличение энергии, вырабатываемой человечеством. Земная атмосфера задерживает тепло поверхности Земли так же, как стекло сохраняет тепло в парнике. Парниковый эффект усиливается с увеличением содержания в атмосфере углекислого газа и водяного пара. Главный источник углекислого газа - природный - дыхание растений (ночью) и животных - действует в течение нескольких миллиардов лет. Второй источник - антропогенный - широкое использование человеком горючих полезных ископаемых - угля, нефти и газа (метана), при сжигании которых выделяется углекислый газ. По мере развития промышленности количество углекислого газа в атмосфере возрастает каждые 10 лет на 10%. Уже сегодня его вдвое больше, чем было в атмосфере в конце XIX в. Парниковый эффект атмосферы влияет и на температуру земной поверхности. Согласно одной из оценок, в 3000 г. температура ее увеличится на 12 °С.

Вторая причина нагревания земной поверхности - деятельность человека, который вырабатывает энергию во все возрастающих количествах. Эта энергия поступает в географическую оболочку. Согласно второму закону термодинамики, все виды

энергии переходят в тепловую, следовательно, земная поверхность все больше разогревается.

В настоящее время принимаются меры по ликвидации отдельных противоречий во взаимодействии природы и общества. От того, как каждый из нас будет участвовать в этом процессе, зависит будущее человечества.

Таким образом, суть современных глобальных проблем человечества сводится к следующим основным моментам: быстрое истощение природных ресурсов - сырьевых, энергетических; быстрое загрязнение природной среды - атмосферы, литосферы, гидросферы. Все это накладывается на быстрое увеличение численности человечества. Следовательно, чтобы выйти из кризиса, необходимы разумное самоограничение в расходовании природных ресурсов, особенно энергетических источников; поддержание динамического равновесия между природой и человеком; формирование в обществе экологического сознания. Это требует разработки новых методологических и методических подходов, в первую очередь в рамках естествознания, которые бы могли позволить выйти из современного экологического кризиса и решить глобальные проблемы человечества.

Экологические кризисы

Современный назревающий экологический кризис не первый и, вероятно, не последний в истории человечества, а тем более в истории жизни на нашей планете. Всю эволюцию жизни можно рассматривать как непрерывную цепь проблем, кризисов и катастроф. В параграфе 4.7 уже были упомянуты первые возможные экологические кризисы исчерпания абиогенной органики и аноксигенного фотосинтеза. Но эти кризисы в значительной мере гипотетичны. Есть и более доказанные явления, относящиеся даже не к кризисам а к экологическим катастрофам. Так, например, как катастрофу можно рассматривать относительно быстрое вымирание процветавшей в мезозое группы динозавров. Вообще, каждое исчезновение биологического вида можно представить как назревающую экологическую проблему, которая затем переходит в экологический кризис, заканчивающийся экологической катастрофой.

В чем же особенность проблем, возникающих с появлением человека? Особенность заключается в очень большой скорости эволюции и в очень интенсивном воздействии на среду, особенно с развитием техники и про­мышленности в последние два столетия. Можно, конечно, и к человеку подойти с позиции обычной биологической эволюции, т. е. рассматривать современный экологический кризис как рядовое явление, в результате которого вид Homo sapiens сам себя уничтожит в результате, допустим, глобальной ядерной войны, или просто захлебнется в ядовитых отходах, или потеряет имунную стойкость и будет уничтожен какой-нибудь эпидемией типа СПИДа. А эволюция на Земле пойдет дальше своим путем. Некоторые прорицатели именно такой поворот и предсказывают.

Но разумные существа должны находить способы исключения таких неприятных путей развития. Мы вполне обладаем средствами, чтобы перевести эволюцию со стихийного уровня на уровень сознательного управления — на уровень социальной эволюции. Несколько кризисов человек в своей истории уже преодолел.

Само появление примитивного человека около 1млн лет назад можно считать разрешением очередного экологического кризиса, который был последним в чисто биологической эволюции приматов. Этот кризис проявился в нехватке пищевых ресурсов и убежищ и был разрешён появлением способности использовать дере­вянные и каменные орудия труда. Начался первый в истории человека период, который получил название перио­да собирательства (растительная пища), первобытной охоты и рыболов­ства. Потребляемое количество энергии составляло 100 — 150 Вт/чел. Такой уровень можно обеспечить, когда на одного человека приходится 10⁴ — 10⁵  га охотничьей территории и 500 — 1000 га территории с растительной пищей.

Рост населения при необходимости использования таких больших территорий привел примерно 50 тыс. лет назад к первому антропогенному кризису перепромысла крупных консументов. Этот кризис был разрешен переходом к производящему хозяйству: Земледелие на свободных от леса площадях при ручной обработке Земли и кочевое скотоводство. Затраты энергии возросли примерно до 300 Вт/чел. Кочевое скотоводство позволяло обходиться уже в десять раз меньшей территорией (не более 10 га/чел), а для получения растительной пищи достаточно было от 2 до 8 га/чел.

Примерно 10 — 20 тыс. лет назад, полученный резерв площадей снова был исчерпан. Наступил второй кризис - кризис ручного Земледелия и кочевого скотоводства. Пришлось повысить производитель­ность труда переходом к пастбищному скотоводству, при котором необходимая площадь составляла около 10 га/чел. В Земледелии стал использоваться рабочий скот, и площадь сократилась до 0,8 га/чел. Пот­ребление энергии возросло до 550 Вт/чел.

Очередной третий антропогенный кризис мог бы разразиться в Европе 400 — 500 лет назад, но его предотвратила эпоха великих географических открытий и колониальных завоева­ний. Началось освоение малозаселенных территорий Африки, Америки и Австралии. Это раз­рядило обстановку и отодвинуло кризис пастбищного скотоводства и Земледелия с использованием рабочего скота на середину и конец 19 в. Кризис разрешился за счёт использования техники и машин для обработки Земли. Появилось стойловое скотоводство (круп­ные птицефабрики, свинокомплексы и т.д.), при котором скот практически не дви­гается и интенсивно откармливается растительной продукцией, получаемой с сельскохозяйственных полей и сенокосных угодий. Необходимые площади сокра­тились для получения мясной пищи до 1,6 га/чел, растительной — до 0,2 гa/чел. Очень резко увеличилось энергопотребление. Сегодня в развитых странах оно превышает 25 тыс. Вт/чел.

Настоящее время — период назре­вания четвертого антропогенного экологического кризиса, который можно назвать кризисом продуцентов. Суть его состоит в том, что чело­вечество уже приблизилось к получению максимально возможной уро­жайности с единицы площади обычных открытых земельных угодий. Ника­кие совершенствования методов обработки Земли и дополнитель­ные затраты энергии уже не могут повысить естественную урожайность. В связи с этим прогнозируется переход к закрытому Земледелию (защи­щенный грунт), при котором все основные параметры вегетации (тепло, свет, влага, минеральное питание) контролируются и поддерживаются в нужных пределах. Это вызывает еще более резкое увеличение энергопотребления. Энергия нужна теперь не только на получение сельскохозяйственной продукции, но и на получение новых материалов, на добычу новых видов минеральных ресурсов, на переработку сырья, на развитие новых отраслей промышленности.

Далее прогнозируется появление следующего пятого кризиса, который можно назвать кризисом редуцентов. Он будет обусловлен тем, что производимые в больших количествах новые синте­тические материалы, переходя в отходы, не могут быть разрушены ес­тественным путем микроорганизмами - редуцентами. Придётся внедрять новые специальные химические технологии для переработки таких мате­риалов. Энергопотребление ещё более увеличится. К этому времени следует также ожидать и полного исчерпания минеральных ресурсов.

И наконец, можно спрогнозировать шестой, так называемый глобальный тер­модинамический кризис (тепловой), который будет заключаться в пере­греве атмосферы из-за использования внутренних источников ядерной энергии. Тепловой кризис не грозит до тех пор, пока мы сможем об­ходиться исключительно солнечной энергией при условии, что прекратим в ближайшее время сжигать горючие ископаемые. В противном случае возможен кризис из-за парникового эффекта (накопление СО₂ в атмосфере).

У нас пока еще есть небольшой запас дополнительных источников энергии. Этот запас ограничивается существующим в экологии правилом одного процента. В соответствии с этим правилом в экосистему, без нарушения её нормальных функций, можно внести дополнительную энергию в количестве не более 1 % естественного потока. Поступление солнечной энергии на Землю составляет 10¹⁷ Вт. 1 % этой энергии составляет 10¹⁵ Вт. Современное мировое потребление энергии человечеством достигло величины порядка 10¹³ Вт. Откуда следует, что потребление энергии мы можем увеличить не более чем в сто раз.

За последнее столетие энергопотребление на 1 человека возросло примерно в 50 раз, а население возросло примерно в 3 раза, т.е. общее энергопотребление возросло в 150 раз за 100 лет. С учётом того, что скорость потребления со временем возрастает, очередное стократное увеличение энергопотребления можно ожидать не более чем за 50 лет.

Возможные выходы из теплового кризиса:

1. Освоение космического пространства. Этот выход некоторые учёные [28] считают абсолютно не реальным, утверждая, что человеческое существо способно нормально существо­вать исключительно в земных условиях.

2. Плановое регулирование рождаемости и снижение численности населения планеты до безопасного уровня.

Обе задачи настолько сложны, что их можно решить только сов­местными усилиями, если бросить на их решение практически все име­ющиеся силы и средства.

Развитие средств информационных технологий

Удовлетворение все возрастающих потребностей общества при неуклонном росте народонаселения земного шара требует резкого повышения эффективности всех сфер деятельности человека, непременным условием которого выступает адекватное повышение эффективности информационного обеспечения. Под информационным обеспечением понимается представление необходимой информации с соблюдением требований своевременности и актуальности выдаваемой информации. Представление необходимой информации – одна из важнейших составляющих информационного общества.

Концепция информатизации включает прежде всего создание унифицированной в широком спектре приложений и полностью структурированной информационной технологии, охватывающей процессы сбора, накопления, хранения, поиска, переработки и выдачи всей информации, необходимой для информационного обеспечения деятельности.

Чтобы информационная технология была унифицированной в широком спектре приложений, в неменьшей степени должны быть унифицированы: представление об информации, т. е. ее классификация и описание параметров основных видов, выделенных в классификационной структуре; структура и общее содержание информационного потока, т. е. процессов генерирования, фиксации и циркуляции информации в целях информационного обеспечения деятельности; перечень и содержание процедур обработки информации во все время и на всех этапах информационного обеспечения деятельности; перечень и содержание методов решения задач обработки информации.

Перечисленные проблемы (особенно последние две) оказались достаточно сложными, однако к настоящему времени не только доказана принципиальная возможность их решения, но и получены конкретные решения, представляющиеся достаточно эффективными: обоснована системная классификация информации; построена унифицированная структура информационного потока; доказана возможность разделения всех процедур обработки информации на три унифицированных класса задач – информационно-поисковые, логико-аналитические и поисково-оптимизационные– и осуществлена детализация задач в пределах каждого класса; произведена систематизация методов решения задач каждого класса. А это означает, что уже создана практически полная совокупность предпосылок, необходимых для построения унифицированной информационной технологии и полной ее структуризации.

Возможности унификации информационных технологий открывают широкие перспективы развития как самих технологий, так и информатики в целом. На основе естественно-научных предпосылок уже в настоящее время может быть создана и реализована информационная технология, унифицированная в такой степени, что, с одной стороны она может использоваться в различных сферах деятельности без дополнительной трансформации и адаптации, а с другой – она может быть стабильной, не нуждаться в принципиальном совершенствовании достаточно продолжительное время.

Названные обстоятельства создают весьма благоприятные предпосылки для поэтапного, эволюционного и целенаправленного, т. е. по единому перспективному плану, развития и совершенствования способов реализации, распространения и использования информационных технологий. Последовательное решение совокупности решаемых задач означает не что иное, как эволюционный переход от ЭВТ в универсальном исполнении к технике информационных технологий.

При любом подходе к постановке целей и задач информационных технологий вычислительные средства в разнообразных формах, начиная от мини-ЭВМ, персональных компьютеров и кончая суперЭВМ и сложнейшими вычислительными системами и комплексами, играют первостепенную, основную роль в информационном обеспечении и развитии общества.

Управление сложнейшими автоматизированными процессами, быстрая переработка колоссальных объемов научно-технической информации стали уделом не сотен и тысяч, а миллиардов людей, практически в той или иной степени – каждого из нас. Информация – постоянный спутник человека. Это те сведения, которые помогают нам не только ориентироваться в окружающей среде, но и активно воздействовать на нее, выбирая при этом наиболее рациональные и оптимальные способы.

История развития вычислительных средств

Для облегчения физического труда еще с древних времен изобретались разнообразные приспособления, механизмы и машины, усиливающие механические возможности человека. Но лишь немногие механизмы помогали человеку выполнять работу, похожую в каком-то смысле на умственную, хотя потребность в такой работе возникла очень давно. В течение долгого времени вначале использовались примитивные средства счета: счетные палочки, камешки и т. д. На заре цивилизации для облегчения вычислений стали применять счеты. Если раньше подавляющее большинство людей занималось физическим трудом, то в последнее время значительная часть работающих, особенно в развитых странах, занимается умственной деятельностью. Совершенно ясно, что без машин, способных резко усилить умственные возможности человека, теперь просто не обойтись.

Первые машины, выполнявшие арифметические действия, появились в XVII столетии: в 1642 г, Паскаль изобрел устройство, выполняющее сложение чисел, а в 1673 г. Лейбниц сконструировать арифмометр, позволяющий выполнять четыре арифметических действия. Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое распространение. С их помощью производились даже сложные расчеты, например расчеты баллистических таблиц артиллерийского назначения. Существовала и специальная профессия – счетчик – человек, работающий с арифмометром, быстро и точно выполняющий определенную последовательность инструкций, впоследствии названную программой. Но все же многие расчеты производились довольно медленно, для осуществления некоторых из них даже десятки счетчиков тратили по нескольку недель, а иногда и месяцев. Причина такой медлительности проста – выбор выполняемых действий и запись результатов производились счетчиком, а скорость его действий весьма ограниченна.

В первой половине XIX в. была сделана попытка построить универсальное вычислительное устройство – аналитическую машину, которая смогла бы выполнять вычисления самостоятельно, без участия человека. Для этого она должна была исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт (карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий), и иметь хранилище для накопления данных и промежуточных результатов (в современной терминологии – запоминающее устройство, память либо накопитель информации). Технические средства того времени не позволили реализовать идею создания аналитической машины: она оказалась слишком сложной для технического воплощения. Только спустя почти столетие, в 1943 г. с применением электромеханического реле – новинки XX в., была создана аналитическая машина.

Потребность в автоматизации вычислений различного назначения, в том числе и для военных нужд, стала настолько велика, что над созданием новых аналитических машин работало несколько групп исследователей и разработчиков. Подобную аналитическую машину начали конструировать уже на базе электронных ламп, а не реле. Такая машина работала в тысячу раз быстрее, чем ее предшественница. В дальнейшем приступили к разработке новой машины, способной хранить программу в своей памяти. В 1945 г. к этой работе подключился известный математик Нейман, который вскоре сделал получившее широкую известность сообщение об общих принципах функционирования универсальных вычислительных машин, получивших позднее название компьютеров.

Первый компьютер, в котором воплощены принципы Неймана, был создан в 1949г. С того времени компьютеры стали гораздо совершеннее, но большинство из них построено на принципах Неймана.

В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения для них – одна из важных сфер экономики многих стран. Чтобы более глубоко осознать причины такого стремительного роста компьютеров, вернемся к основным принципам их устройства и работы.

Согласно принципам Неймана, для универсальности и эффективности работы компьютер должен содержать следующие устройства: арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; устройство управления, которое организует процесс выполнения программ; запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных; внешние устройства для ввода-вывода информации.

В современных компьютерах арифметико-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в центральный процессор. Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких процессорах.

Компьютер обрабатывает информацию только в цифровой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в цифровую форму.

Современная вычислительная техника, в том числе и персональные компьютеры, – это продукт поступательного развития естествознания на протяжении длительного времени, результат кропотливой работы естествоиспытателей многих поколений и прежде всего ученых и специалистов разных и в то же время смежных отраслей естественных наук: в первую очередь механики, на всех этапах развития весьма важной математики, с все возрастающей ролью физики, сравнительно молодой микроэлектроники, зарождающейся наноэлектроники и др. Совершенно очевидно, что крупные достижения прежде всего в физике во второй половине XX в. послужили базой для стремительного развития средств вычислительной техники. Поэтому неслучайно в развитии средств вычислительной техники выделяют четыре поколения, непосредственно связанных с открытиями в прикладной физике.

ЭВМ первого поколения (40-е –начало 50-х годов) базировались на электронных лампах. С появлением дискретных полупроводниковых приборов связывают второе поколение ЭВМ (середина 50-х– 60-е годы). В 60-е годы создано третье поколение ЭВМ, основанное на интегральных микросхемах. Середина 60-х годов считается началом разработки ЭВМ четвертого поколения, элементная база которых включает большие интегральные схемы. В последнее время проводятся интенсивные работы по освоению не только модернизированной элементной базы ЭВМ, но и принципиально новых средств накопления, хранения и обработки информации для создания более совершенных ЭВМ следующих поколений.

ЭВМ 40-х и 50-х годов представляли собой крупногабаритные устройства, занимавшие огромные помещения. На их создание тратились колоссальные деньги, и поэтому они были доступны только лишь крупным учреждениям и компаниям. Благодаря применению передовых технологий, основанных на развитии естествознания в целом, современные ЭВМ стали гораздо компактнее и существенно дешевле (стоимость современных персональных компьютеров колеблется от нескольких сотен до 10 тыс. долл.). По сравнению с большими ЭВМ и мини-ЭВМ персональные компьютеры выгодны для многих деловых применений. Без преувеличения можно сказать, что персональный компьютер стал важным инструментом в условиях рыночной экономики.

Стремительный рост индустрии персональных компьютеров объясняется и другими не менее важными особенностями, присущими персональным компьютерам: простота пользования, обеспеченная диалоговым взаимодействием пользователя с компьютером; удобные и понятные программы, включающие меню, подсказки, «помощь» и т. п.; возможность индивидуального взаимодействия с компьютером без посредника; относительно большие возможности по переработке информации; емкость жестких дисков – несколько сотен и более Мбайт); высокая надежность; простота ремонта, основанная на интеграции компонентов компьютера; возможность адаптации к особенностям применения компьютера: один и тот же компьютер может быть оснащен различными периферийными устройствами и разным программным обеспечением; наличие программного обеспечения, охватывающего практически все сферы деятельности, а также мощных систем для разработки нового программного обеспечения.