9121-1 (Коэволюция природы и общества. Пути ноосферогенеза)

Коэволюция природы и общества. Пути ноосферогенеза.

Н.Н. Моисеев, действительный член Российской Академии наук

В самом начале XX века В.И. Вернадский впервые сформулировал утверждение о том, что человек превращается в основную геологопреобразующую силу планеты¹ и чтобы обеспечить свою будущность, ему предстоит взять на себя ответственность за дальнейшее развитие биосферы и общества². Подчеркну — и биосферы, и общества. В результате такого целенаправленного воздействия биосфера перейдет в качественно новое состояние. Это новое СОСТОЯНИЕ биосферы, которое определяется (направляется) деятельностью разума человека, Ле Руа назвал ноосферой. Произошло это в начале 20-х годов на одном из семинаров Бергсона в Париже, когда Вернадский излагал свою концепцию развития биосферы. Позднее термин «ноосфера» широко использовал Тейяр де Шарден. Сам Вернадский использовал этот термин весьма осторожно и лишь в самом конце своей жизни.

Термин «ноосфера» в настоящее время получил достаточно широкое распространение, но трактуется разными авторами весьма неоднозначно. Поэтому в конце 60-х годов я стал употреблять термин «эпоха ноосферы». Так я назвал тот этап истории человека (если угодно, антропогенеза), когда его коллективный разум и коллективная воля окажутся способными обеспечить совместное развитие (коэволюцию) природы и общества. Человечество — часть биосферы, и реализация принципа коэволюции — необходимое условие для обеспечения его будущего. Последнее утверждение вряд ли следует доказывать, ибо как только любой живой вид его нарушает (например, превращается в монополиста в своей экологической нише), то ему угрожают деградация и гибель. Прежде всего из-за разрушения его экологической ниши.

Вопрос о том, наступит ли эпоха ноосферы, то есть о том, сумеет ли человечество согласовать свои обычаи, свое поведение, то есть стратегию своего развития со «стратегией» развития биосферы, остается пока открытым. Последнее условие и есть необходимое условие перехода биосферы в то состояние, которое Ле Руа, интерпретируя рассуждения Вернадского, назвал ноосферой.

Сейчас проблема обеспечения будущности человечества и понимание того, что оно потребует значительных усилий и прежде всего изменения структуры нравов и обычаев, привело к ряду локальных запретов на деятельность людей, заведомо вредную и опасную для развития цивилизации. Так, в 1992 году на международном конгрессе в Рио-де-Жанейро была предпринята попытка сформулировать некую общую позицию, общую схему поведения планетарного сообщества, которая получила название sustainable development, неудачно переведенное на русский язык как «устойчивое развитие».

Этот термин возник не случайно. В 60-х годах при описании экосистем и отдельных популяций я встречал термин «sustainability». Он означал такое развитие популяции, которое согласовано с развитием той экосистемы, к которой она принадлежала. Другими словами, развитие популяции не разрушало экосистемы. Отсюда позднее возник и термин sustainable development, то есть развитие общества, приемлемое для сохранения экологической ниши человека, а значит, и условий для развития цивилизации. Поскольку экологической нишей человечества является вся биосфера, мне представляется наиболее разумным считать его идентичным термину «коэволюция человека и биосферы». Именно поэтому я буду считать разработку стратегии sustainable development определенным шагом к эпохе ноосферы, то есть шагом на пути ноосферогенеза³.

Надо заметить, что понятие коэволюции человека и биосферы само требует тщательной расшифровки. Или более точно — системы исследований, в результате которой мы устанавливаем зависимость характеристик биосферы от активной деятельности человека. Только имея достаточно полное представление о характере этой взаимосвязи, мы сможем сформулировать те ограничения на деятельность человека, которые необходимы для обеспечения его будущего. Я хочу подчеркнуть — необходимые, но заведомо недостаточные. Я думаю, что условий, достаточных для обеспечения будущего цивилизации, просто не существует. Не только на Земле, но и во всем Универсуме ничего не существует вечного!

Изучение проблем коэволюции открывает новое и, возможно, важнейшее направление фундаментальных исследований. Часто говорят, что в отличие от века пара, каким был век XIX, и века ХХ, который был веком электричества и атомной энергии, наступающий век будет веком гуманитарных знаний. Я принимаю такую формулировку, ибо наука об обеспечении коэволюции и есть та комплексная дисциплина, которая должна дать людям знание о том, что необходимо для продолжения существования человечества на Земле и дальнейшего развития его цивилизации.

В настоящее время изучение необходимых условий коэволюции продвинулось в целом ряде конкретных направлений. Так, например, изучение физико-химических особенностей атмосферы позволило установить влияние фреонов на структуру озонового слоя и даже принять важнейшее решение о переориентации холодильной промышленности на другой тип хладонов (см. Монреальский протокол ООН). Постепенно на ряде частных примеров показана огромная стабилизирующая роль биоты в целом и отдельных экосистем. Я бы особенно выделил работы профессора В.Г. Горшкова (С.-Петербург) и профессора Н.С. Печуркина (Красноярск), во многом весьма различные и, как всегда бывает в таких случаях, вероятно, весьма дополняющие друг друга. Еще рано говорить о построении динамики биосферы как стройной теории, способной быть инструментом анализа устойчивости биосферы.

Биосфера представляет собой грандиозную нелинейную систему. Однако до сих пор основное внимание исследователей уделялось изучению отдельных фрагментов этой системы. Я бы позволил себе сказать более жестко: в центре внимания исследователей были прежде всего многочисленные механизмы отрицательной обратной связи. И нетрудно понять, почему именно к ним было приковано внимание исследователей. В самом деле, наиболее концептуально интересен вопрос о стабильности биосферы, ее способности реагировать на внешние возмущения так, чтобы они не выводили ее из состояния установившегося квазиравновесия. Я думаю, что для любого ученого, изучающего биосферу как самостоятельный объект, наиболее интересен вопрос справедливости принципа Ле Шателье. И в этом плане, как мне кажется, в последние десятилетия получены результаты первостепенной важности, которые показали удивительные способности биоты противостоять внешним возмущениям. Однако лишь в определенных пределах, которые еще придется установить.

Но описать особенности эволюции биосферы с помощью одних механизмов отрицательных обратных связей нельзя. Как во всякой сложной развивающейся системе, в ней присутствует и множество положительных обратных связей. Обойтись без них тоже нельзя, поскольку именно положительные обратные связи и являются ключом к развитию системы, то есть усложнению системы и росту разнообразия ее элементов, что приводит к сохранению ее целостности (хотя может привести и к другому состоянию квазиравновесия).

Таким образом, любая сложная саморазвивающаяся система всегда обладает неким набором механизмов, некоторые из которых играют роль положительных, а другие — отрицательных обратных связей. Первые отвечают за развитие системы, рост ее сложности и разнообразие элементов. Вторые — за стабильность (гомеостаз) системы и сохранение уже существующего квазиравновесия. Разделение этих механизмов весьма условно. Однако оно дает качественное представление о характере функционирования сложной развивающейся системы. В настоящее время наибольшее внимание привлекает изучение механизмов отрицательной обратной связи, что, на мой взгляд, достаточно естественно, поскольку человек живет в определенных условиях, к которым он адаптировался. И смена этих условий может оказаться трагичной. Но изучение отдельных механизмов, даже в их сочетании, еще недостаточно для построения теории развития биосферы. А без такой теории говорить о стратегии человечества во взаимоотношениях с биосферой очень трудно и опасно.

Дело в том, что биосфера — система существенно нелинейная, и она даже без активных внешних воздействий способна к кардинальным перестройкам своей структуры. И теория развития биосферы не может считаться полноценной, если не изучено множество ее бифуркационных состояний, условий перехода из одного состояния в другое и структура аттракторов, то есть окрестностей более или менее стабильных состояний.

Однако система уравнений, описывающая функционирование биосферы даже в ее простейшем варианте, столь сложна, что непосредственное использование математических методов (то есть теории динамических систем) представляется крайне сложным. Поэтому пока что единственным эффективным способом анализа может служить эксперимент с компьютерными моделями, имитирующими динамику биосферы.

В 70-х годах группа исследователей (преимущественно из Академии наук СССР) начала систематическое изучение биосферы как единой комплексной системы. Такое исследование возможно только с помощью компьютерной модели, поскольку никаких реальных экспериментов с биосферой человек себе позволить не может. Неожиданно созданная нами вычислительная система пригодилась для вполне практической задачи.

Летом 1983 года мы провели в Вычислительном центре Академии наук СССР серию расчетов на завершенной к этому времени компьютерной модели, имитирующей функционирование биосферы. Наша вычислительная система объединила модели атмосферной и океанической циркуляции с моделью биоты (точнее — углеродного цикла) и энергетикой биосферы (потоки солнечной радиации, образование облаков, выпадение снега и т.д.). Мы поставили своей задачей количественную проверку гипотезы К.Сагана о возможной ядерной зиме и ядерной ночи после крупномасштабного обмена ударами водородными бомбами. Замечу, что к этому времени наша система моделей была единственной системой, способной проделать необходимые расчеты. Результаты этих расчетов докладывались на конгрессе в Вашингтоне 1 ноября 1983 года и хорошо известны: они подтвердили гипотезу и дали первые количественные оценки эффекту ядерной зимы (см. монографию: Н.Н. Моисеев, В.В. Александров, А.М. Тарко. Человек и биосфера. - М., 1985).

В дальнейшем, в течение 80-х годов мы провели десятки экспериментов с нашей компьютерной системой. Нас интересовали те конечные состояния биосферы, те квазиравновесные состояния, которыми завершится тот или иной эпизод крупномасштабного воздействия человека на биосферу. Результаты, которые мы получали, заставляли задумываться и строить разнообразные гипотезы.

Во всех тех случаях, когда интенсивность воздействия превосходила некоторый порог (энергия воздействия порядка 2-3 тысяч мегатонн), биосфера никогда не возвращалась в исходное состояние или даже похожее на исходное. Совершенно иной становилась циркуляция атмосферы, менялась структура океанических течений, структура осадков и, конечно, распределение температур, а значит, и распределение биоты (если она сохранится после катаклизма). Другими словами, Земля после столь мощного воздействия переставала быть похожей на ту Землю, которую мы знаем в четвертичном периоде. И эта новая Земля уже не могла служить ойкуменой человечества: биота сохранится очень обедненной и самое главное без людей!

Замечу, что такая качественная перестройка вовсе не требует крупномасштабной ядерной войны: порог устойчивости и переход в новое качественное состояние мог произойти и в результате незначительных, но постоянно действующих возмущений, что и представляется особенно опасным. Эти результаты невольно отсылают нас к идеям синергетики. По-видимому, биосфера может иметь несколько совершенно различных квазистационарных режимов, другими словами, — целый ряд различных аттракторов. И не исключено, что тот процесс эволюции биоты, который привел к появлению homo sapiens, мог быть осуществлен только в окрестности одного из аттракторов. Переход в окрестность другого аттрактора исключит возможность разумной жизни на планете.

Таким образом, теория биосферы должна представлять собой не просто совокупность изученных механизмов функционирования отдельных элементов биоты и абиотических составляющих биосферы, взаимодействие которых способно реализовать принцип Ле Шателье (что, разумеется, совершенно необходимо). Для того чтобы обеспечить выживание человечества как вида, обеспечить возможность дальнейшего развития его цивилизации, нам предстоит изучить динамику биосферы как нелинейной системы, изучить структуру ее аттракторов и границы между областями их притяжений.

Итак, возникает новая фундаментальная наука. И она носит абсолютно прикладной характер, поскольку эта дисциплина сделается научной базой судьбоносных решений для человечества. Заметим еще раз, что переход биосферы из одного состояния в другое вовсе не обязательно требует мгновенных сверхнагрузок, как при атомных взрывах и последующих пожарах. Катастрофа может подкрасться и незаметно. И стратегия развития человечества не просто должна быть согласована с развитием биосферы, но должна быть такой, чтобы развитие биосферы происходило в нужном для человечества эволюционном канале.

Другими словами, обеспечение коэволюции человека и биосферы (или, что то же самое, для реализации стратегии sustainable development) требует развития специальной синтетической научной дисциплины. Работа по созданию такой дисциплины, по существу, уже началась. Ее естественной составляющей является экология. Я подчеркиваю — составляющей, ибо проблемы, которыми сегодня занимается экология, получившая широкое развитие за послевоенные десятилетия, не включают в себя целый ряд вопросов, жизненно важных для будущего, для поисков пути в эпоху ноосферы. И в частности, пока еще не занимается исследованием биосферы как целостной динамической системы.

Однако и это лишь одна из глав будущей науки, ибо она прежде всего должна быть наукой гуманитарной. Научная программа разработки принципов коэволюции, или концепции ноосферогенеза, неизмеримо шире тех естественнонаучных и экономических программ, которыми занимаются профессиональные экологи или экономисты.

Но разработку принципов ноосферогенеза или поисков пути в эпоху ноосферы нельзя откладывать. Разработка научных основ этой проблемы и ее реализация должны идти параллельно. И по существу эта работа уже началась: появляются первые запреты, основанные на серьезном научном анализе. Тот же самый запрет (Монреальский протокол 1987 г.) на использование хлор- и фторсодержащих хладонов, который приведет к полной перестройке всей холодильной промышленности, уже является одним из тех табу, которыми мировое сообщество защищает себя от разрушения озонового слоя. Развернуты широкие исследования возможных последствий потепления климата из-за увеличения концентрации углекислоты и метана в атмосфере, что, по-видимому, приведет к новой системе запретов.