Владимир Иванович Вернадский
Начало и вечность жизни
VI
Но натуралисты ставили логическую необходимость абиогенеза или археогенеза и из других соображений.
Нельзя отрицать, что это представление имеет очень глубокие корни в нашем научном мировоззрении. На это указывает его постоянное возрождение, несмотря на постоянное опровержение точным опытом и наблюдением, как мы видели, на протяжении всей истории научной мысли. Идея начала жизни связана с идеей о начале мира – она проникла в научное мировоззрение нашего времени извне, из философских или религиозных космогоний. Не только еврейско-христианская мысль, но, кажется, все сменявшиеся религиозные построения, так или иначе связанные с культурой народов и Западной, и Восточной Европы, не могли обойтись без идей о начале и конце мира, о создании его божеством; для многих из этих представлений ставился и вопрос о начале божественных проявлений в Космосе. Можно проследить тесную генетическую связь идеи о необходимости и неизбежности начала жизни и живого, столь ярко развитую в науке, с этими седыми созданиями далекой древности наших рас. Ученые XVII–XX веков нелегко могут быть свободны от окружающей и охватывающей их духовной атмосферы, созданной поколениями предков. Поэтому им так трудно примириться с тем результатом отсутствия начала жизни вне живого, какое получается в эти века при научном подходе к этому вопросу.
То, что нам кажется таким странным, должно казаться совсем простым для ученых, далеких от духовной среды, бессознательно проникнутой традицией религиозных или философских навыков, связанных с идеей о начале мира. В области индийских, в частности, буддийских настроений религиозного осознания мира мы не имеем вопроса о начале мира. Для людей, сросшихся с этой духовной атмосферой, вопрос о начале мира или жизни не будет казаться неизбежным. Извечное существование живого будет для них более понятным, чем его появление во времени.
Для европейской научной мысли мы в других вопросах – связанных, например, с материей, энергией, эфиром, – давно уже отошли от сознания логической необходимости ставить вопрос об их начале. Для них мы приняли бесконечность во времени. Вероятно, примем такую же безначальность и для жизни, живого вещества в форме организмов, примем и безначальность мира. Глубокий кризис, сейчас переживаемый, в понимании времени еще более оттеняет необходимость критического отношения к этим не исшедшим из фактов природы положениям.
Но помимо этих ясно извне пришедших в науку представлений идея археогенеза или абиогенеза поддерживается сейчас еще двумя течениями мысли, анализ которых тоже указывает на их более тесную связь не с наукой, а с другими сторонами духовного творчества человека.
Необходимость начала жизни, во‑первых, указывается как логическая предпосылка эволюционного процесса. Во-вторых, необходимость археогенеза или абиогенеза представляется неизбежным следствием отрицания для живых организмов особых, им только свойственных сил.
И то и другое, как мы знаем, связано с господствующим научным мировоззрением нашего времени, его проникает.
Я не могу здесь останавливаться сколько-нибудь подробно на анализе этих выводов и ограничусь немногими замечаниями.
Несомненно, отказ от биогенеза (археогенеза) и замена его представлением об извечности жизни и живого в той форме, какую мы изучаем в биологии, не является безразличным и для эволюционной теории, и для авиталистического представления о живом организме. Но в этом и его значение, ибо оно в связи с этим должно служить плодотворным источником и научной работы, и углубления в понимании наших теоретических представлений. Мы не должны забывать, что представление о вечности жизни (omne vivum ab aeternitate e cellula Рихтера) более отвечает научным фактам, чем представление об абиогенезе, которое им противоречит и основано на вере.
Если абиогенез логически связан со всеми эволюционными и авиталистическими теориями, тем важнее выяснить его противоречие с научно установленной действительностью.
Указание на логическую необходимость признания начала для эволюционного процесса имеет скорее философский, чем научный интерес. В конце концов, мы также мало можем говорить о начале, как и о конце эволюционного процесса. Ибо при непрерывности всего живого, неизбежности в нем биогенеза от архейской (и, несомненно, альгонкской) эры вплоть до настоящего времени, на всем его протяжении эволюционный процесс представляет не что иное, как различное проявление одного и того же субстрата в течение геологического времени при меняющихся условиях связанной с ним земной среды. Необходимость начала для эволюционного процесса в этом понимании его отсутствует; она появляется лишь тогда, когда мы станем схематизировать эволюцию – что часто делают, – забудем, что эволюционный процесс для натуралиста основан на фактах наблюдения или опыта. А в числе этих фактов неизбежно находится постоянно происходящий в нем биогенез, согласно принципу Реди. В понятие эволюционной теории происхождения животных и растительных видов входит уже биогенез; предположение о его отсутствии в той или иной стадии эволюции разрывает с фактами, является экстраполяцией. Археогенезу в эволюционном процессе – в области точного наблюдения, на котором он основан, – нет места.
Гораздо глубже противоречие вечности живого и отсутствия археогенеза с тем представлением о живом, которое охватило научную мысль в более чистой форме со второй половины XIX столетия. Огромные успехи достигнуты были в науке о жизни за последние 50–70 лет, когда биологи, особенно физиологи, стали изучать явления жизни, оставив в стороне всякие объяснения этих явлений особой жизненной силой, пытаясь подвести все их, так или иначе, под известные нам силы и явления физики и химии. Для последовательного натуралиста это только метод работы. Он исходил из известного и исследовал, достаточно ли оно для полного объяснения жизни и живого или окажутся такие явления, которые заставят его признать в организме особые, ненаблюдаемые в косной материи силы. Оставаясь на почве научного исследования, он не считал решенным вопрос о том, сводимы ли все проявления живого организма на материю и на энергию (или на известные нам формы энергии), или нет. Он это только испытывал. Когда же он утверждал, что в организме нет никаких других форм энергии, кроме тех, которые наблюдаются во всякой косной материи, или что ничего, кроме энергии и материи в нем нет, он это утверждал не как ученый, а как философ. В лучшем случае он высказывал научную гипотезу, которая никогда до сих пор доказана не была.
Это необходимо иметь в виду, ибо признание извечности жизни как будто указывает на какоe-то коренное различие живого от мертвого, а это различие должно или свестись на какое-то различие материи или энергии, находящихся в живом организме по сравнению с теми их формами, какие изучаются в физике и химии, то есть в обычной косной безжизненной материи, – или оно указывает на недостаточность наших обычных представлений о материи и энергии, выведенных из изучения косной природы для объяснения всех процессов живого…
Мы знаем, что сейчас научная мысль подходит вновь к критике этих авиталистических представлений из других соображений; испытанный метод работы – сведение всего, чего возможно в организме, на физику и химию мертвой среды остается, но толкование, что этим путем можно понять все составляющее живой организм, становится все более и более сомнительным. Возрождение разных форм виталистических и энергетических гипотез жизни является здоровым проявлением научного критицизма. Оно является реакцией против незаконно охватившего науку философского представления, ему чуждого. К тому же это философское построение связано с материализмом, тем философским течением, которое было живым в конце XVIII, середине XIX века и которое в тех проявлениях, в каких оно выражается в науке, является историческим пережитком в современной философии. Живого материалистического течения мысли в современной философии, находящейся сейчас в бурном движении, нет. Это и понятно, так как философия всегда в своих живых течениях тесно связана с исканиями научной мысли, а старое представление о материи, лежащее в основе материалистических систем философии, отвечает научным о ней представлениям XVII–XIX веков и противоречит той коренной ломке ее понимания, к которому подошла наука XX столетия.
Понятно поэтому, какое малое значение может иметь для современного натуралиста логическая неизбежность признания абиогенеза, связанная с умирающими и чуждыми науке, проникающими пока ее, философскими представлениями.
Идея вечности и безначальности жизни, тесно связанных с ее организованностью, есть то течение научной мысли, последовательное проявление которого открывает перед научным творчеством широчайшие горизонты. К той формулировке этой идеи, которую дал Рихтер, мы сейчас должны только добавить, что принцип Реди имеет приложение и к клетке, к ее мельчайшим организованным элементам, и что, может быть, клетка не является единым, всеобщим элементом живого вещества.
Идея вечности и безначальности жизни – и помимо ее космических представлений – давно проникает научное мировоззрение отдельных натуралистов. Ее история в прошлом нами не осознана и не написана. Ее касаться здесь я не имею возможности. Но сейчас эта идея получает в науке особое значение, так как наступил момент истории мысли, когда она выдвигается вперед как важная и глубокая основа слагающегося нового научного мировоззрения будущего.
Об условиях появления жизни на земле
Статья была впервые напечатана в журнале «Известия АН СССР.7 сер. ОМЕН.1931. № 5. С. 633–653. Именно к этой статье было впервые предпослано уведомление РИСО Академии о несогласии с идеями автора: «Не разделяя ряда основных положений автора, редакционно-издательский совет тем не менее публикует его статью ввиду глубокого интереса затрагиваемых ею вопросов». В статье впервые разработаны положения о геохимических функциях биосферы, то есть о взаимодополняющих ролях классов и видов животных, растений, микроорганизмов, которые составляют биосферу как полный организм, как систему. Здесь впервые автору стало ясно, что бактерии одни, без посредства других организмов, способны выполнять самые важные функции биосферы.
1
Проблема первого появления жизни на нашей планете сейчас наукой не ставится. Это область философской или религиозной мысли, и ученые, которые ее касаются, обычно выходят за пределы научной работы. Их выводы имеют равное, а не большее значение, чем выводы, делаемые из других, ненаучных построений. Они касаются этих вопросов, их исследуют не как ученые, а как философы.
Мне кажется, сейчас настало время подойти к этой проблеме иначе. Можно к ней подойти, не выходя из области научного знания. Научный подход к этой проблеме возможен, однако не во всей ее полноте. Это необходимо учитывать и резко определить область, научному ве́дению в данное время подлежащую.
Этой областью не будет решение вопроса о механизме зарождения или появления жизни на нашей планете, абиогенеза, например, но ею может являться определение условий, в которых такое появление или зарождение единственно возможно.
Условия появления жизни на нашей планете должны быть поставлены в реальную обстановку. В реальной обстановке жизнь нам известна только как неразрывная составная часть определенного механизма на нашей планете. Таким механизмом является одна из геосфер нашей планеты – биосфера[26].
Условия, определяющие первое появление жизни на Земле, те же, которые определяют создание или начало биосферы на нашей планете.
Научно вопрос о начале жизни на Земле сводится, таким образом, к вопросу о начале в ней биосферы. И только в этой форме он должен сейчас изучаться. Вне биосферы мы жизнь научно не знаем и проявлений ее научно не видим. Организм, удаленный из биосферы, есть не реальное, есть отвлеченное логическое построение – по своим свойствам столь же далекое от реальности, как далек от реального «воздуха», то есть тропосферы, воздух физика. Он дает только первое приближение к научному пониманию, и многие важнейшие свойства тропосферы при таком отвлечении исчезают из научного кругозора. Воздух физика (resp. жизнь вне биосферы) есть логическое построение, тропосфера (resp. жизнь как часть биосферы) – реальный факт[27], вернее, эмпирическое обобщение[28].
Рассматривая проблему появления жизни на Земле как проблему появления биосферы, мы не только приближаемся к реальности[29], мы получаем новую прочную базу для научной работы, опирающуюся на огромный эмпирический материал геологии и геохимии.
Геология позволяет сейчас научно ставить вопрос о начале биосферы, а геохимия научно точно определяет условия, каким должна удовлетворять жизнь для того, чтобы могла создаться биосфера.
Под научной постановкой проблемы я подразумеваю такую постановку, которая сводит или всю проблему, или отдельные, логически непреклонно с ней связанные следствия к форме, допускающей точную проверку научным опытом или научным наблюдением.
Сводя проблему о начале жизни к проблеме о начале биосферы, мы возможность такой проверки получаем.
2
Необходимо иметь в виду еще одно обстоятельство. Говоря о создании жизни на Земле – о создании биосферы, – неизбежно должен считаться незыблемым принцип Реди[30] – то великое эмпирическое обобщение, которое было установлено в XVII веке и которое неизменно подтверждается научным опытом и наблюдением. Его выражают: «Все живое происходит от живого». Так впервые выраженный по латыни, ученом языке того времени, omne vivum е vivo – принцип Реди безусловно верен, но это не философский принцип, а научное обобщение. Ученый никогда не может придавать этой краткой формуле абсолютного значения и делать из этой краткой формулы все логические выводы: это не отвлеченное, идеальное построение, а реальное эмпирическое обобщение. В связи с этим его можно выразить так: «Все живое происходит из живого в биосфере, комплекс физико-химических явлений в которой точно ограничен и определен». Принцип Реди, следовательно, не указывает на невозможность абиогенеза вне биосферы или при установлении наличия в биосфере (теперь или раньше) физико-химических явлений, не принятых во внимание при научном определении этого механизма.
Полезно вспомнить недавно пережитое, ярко указывающее на различие научного и философского определения основных принципов естествознания. В XVIII веке был установлен принцип постоянства вещества. Для натуралиста он обозначал: вещество постоянно в своей массе и не теряется в пределах физико-химических явлений, нам известных. И мы знаем, что вплоть до открытия радиоактивности непрерывно шли опытные проверки правильности этого принципа. Это был и есть не абстрактный, идеальный принцип философии, а реальное эмпирическое обобщение науки, верное в определенных границах. В этих границах оно осталось незыблемым и тогда, когда открылись явления, в которых вещество непостоянно. Так же и принцип Реди: он не указывает на невозможность абиогенеза, generatio aequivoca[31] вообще, он только точно определяет область и условия, в пределах которых абиогенеза нет.
Абиогенеза, согласно принципу Реди, нет и не было в биосфере в пределах геологического времени, то есть в пределах времени, когда жизнь в механизм этой геосферы входила.
3
В научной литературе высказывались два представления о начале жизни на Земле, оба не связанных с ее геологическим строением и с ее историей[32].
Согласно одному, жизнь проникла на нашу планету извне, из космического пространства, может быть, проникает в нее постоянно и непрерывно и сейчас[33]. Согласно другому взгляду, жизнь образовалась на Земле из мертвой (косной) материи каким-то неизвестным путем в один из геологических древних периодов ее бытия или, может быть, незаметно для нас непрерывно и постоянно на ней этим путем, путем «самопроизвольного зарождения» – абиогенеза, образуется, но нами этот процесс не замечается.
Оба взгляда, высказанные в такой неопределенной форме, противоречат нашему точному знанию, хотя не только распространены, но, к сожалению, широко используются в нашей популярной и научно-популярной литературе как научные достижения или научные гипотезы. Ни тем ни другим они не являются.
В первом взгляде вопрос о начале жизни переносится во внеземные условия, причем логически возможно представление, что жизнь есть такая же вечная черта строения Космоса, какой является атом и его совокупности, формы лучистой энергии и т. п. Возможно, однако, и другое предположение, что зарождение жизни не могло произойти на нашей планете, произошло где-то в Космосе, но живые организмы, раз попав на Землю, могли на ней удержаться, так как нашли здесь благоприятную почву для проявления. Очевидно, при этом жизнь может не являться вечной чертой Космоса, но условия ее возникновения связаны с процессами, в земной природе отсутствующими.
Во втором взгляде – случае той или иной формы абиогенеза – скрытым образом отрицается принцип Реди[34]. До сих пор в течение более чем 250 лет неуклонно опыт и наблюдение опровергают это отрицание, но человеческая мысль упорно с этим не считается. Фактической – научной – основы это отрицание под собой не имеет: отрицание связано с противоречием принципа Реди некоторым распространенным философским или религиозным верованиям и выводам.
В действительности принцип Реди (§ 2) не отрицает абиогенез, он только указывает пределы, в которых абиогенез отсутствует.
Возможны такие условия в земной истории, когда не было биосферы и существовали на земной коре физико-химические явления или состояния, которые сейчас в ней отсутствуют и которые были необходимы для абиогенеза. Возможно и то, что есть нам неизвестные физико-химические явления (неучтенные принципом Реди), которые допускают абиогенез, происходящий и ныне на Земле, но по своей незначительности и недостаточной точности наших обычных методов исследования ускользающий от внимания.
Отрицать существование таких явлений, не принятых во внимание принципом Реди, нельзя, но их открытие не может нарушить его правильности в пределах тех физических и химических явлений, которые при установке его приняты во внимание. Среди них находятся и обычные химические и геохимические процессы[35].
4
Не имея возможности решить, какой из этих взглядов отвечал действительности и нет ли еще каких-нибудь иных возможных представлений, попытаемся, исходя из сведения проблемы о начале жизни к проблеме о начале биосферы, – установить условия появления биосферы и проявления в ней жизни, обязательные для всякого представления о ее начале на нашей планете.
Здесь мы должны считаться с успехами геологии, определяющими возраст биосферы, и с данными геохимии, исключающими некоторые из ходячих представлений об эволюции форм жизни в пределах биосферы.
Следующие данные геологии должны быть учтены как эмпирически установленные.
Поле жизни – то есть температура и давление, связанный с этим климат и химический характер среды – существует непрерывно, в общем, неизменно со времен архейской эры. В течение более чем полутора миллиардов лет поле жизни было аналогично современному.
Огромная часть архейской эры была уже охвачена жизнью, в основных чертах аналогичной современной, с ней генетически связанной. Биосфера существовала все это время неизменно. На это указывают не только остатки жизни, но неизменность в течение всего этого времени процессов выветривания, характер и парагенезис тех минералов, которые образуют биосферу и которые теснейшим образом в своем образовании связаны с жизнью.
Возможно, что архейская система не войдет вся целиком в археозой, как это казалось возможным допускать. Мне представляется заслуживающими серьезного внимания и требующими тщательной проверки указания Р. Швиннера[36] на особую структуру древнейшей части остатков архейской эры – лаврентьевской системы (§ 9). В них отступают на второй план породы и минералы, которые генетически связаны с выветриванием, источники которого надо искать в биосфере.
Таким образом, в геологии мы как будто подходим к началу биосферы, то есть к началу жизни. Была ли биосфера в лаврентьевскую эпоху?
5
Изучение явлений жизни в геохимическом аспекте, в свою очередь, оттеняет особенности воздействия организмов на окружающую их среду, которые позволяют точно определить условия, которые должны существовать при появлении жизни. Они ставят границы возможным предположениям и представлениям о формах проявления как абиогенеза, так и космического заноса жизни. С ними должны считаться все теоретические построения.
Два явления могут быть здесь выдвинуты. Во-первых, должны быть учтены особые свойства пространства, занятого жизнью, своеобразной структуры в этом смысле биосферы, отсутствующей в других геосферах (§ 6). И, во‑вторых, необходимо считаться с особенностью геохимических функций живых организмов и механизма биосферы, вызывающих сложность жизни, существование неразрывного комплекса организмов, распадающихся на многочисленные морфологически различные формы. В биосфере всегда наблюдалось, говоря терминами геохимии, разнородное живое вещество[37], и жизнь всегда исполняла одновременно разнородные биогеохимические функции[38].
Все суждения о начале биосферы должны прежде всего дать объяснение резко неоднородной структуре пространства биосферы, глубокого физического отличия участков биосферы, занятых живыми организмами, от ее частей, занятых косной материей. Они, с другой стороны, не могут допускать абиогенез или занос морфологически единого организма, появление одной какой-нибудь водоросли или бактерии, из которой эволюционным путем зародились в бесчисленные годы миллионы видов растений и животных. Должен был одновременно появиться сложный комплекс живых форм (§ 8), развернувшийся затем в современную живую природу.
