Биогеохимия и отворено системно мислене с Владимир Вернадски  

   
 

https://www.strategic-culture.org/news/2022/08/28/biogeochemistry-and-open-system-thinking-with-vladimir-vernadsky/

Матю Ерет 28 август 2022 г © Снимка: Flickr/thierry ehrmann

Всред войната и кръвта Вернадски продължава да работи и пише, като никога не губи хватката на епохата на разума (епохата на ноосферата), която според него неизбежно се пробужда в бъдещето.

На неотдавнашен форум на Световното правителство в Дубай, президентът на WEF и подобен на д-р Evil Клаус Шваб направи голяма сделка за системните промени, които в момента са в ход по целия свят и въпреки опасностите, породени от срива, Клаус вярваше, че трябва да се намерят големи възможности за тези, които са гладни да оформят нова система. В речта си Клаус каза :

„Историята наистина е в повратна точка. Все още не знаем пълния обхват и системните и структурни промени, които ще се случат. Знаем обаче, че глобалните енергийни системи, хранителните системи и веригите за доставки ще бъдат дълбоко засегнати.“

Междувременно в Джаксън Хоул, Уайоминг, се провежда конференция на централните банкери, където дискусията за системната криза и новата система от цифрови валути на централната банка и „зелени финанси“ ще проправи пътя към предполагаемото икономическо възстановяване на зеления Нов курс.

От другата страна на желязната завеса, наскоро проведен форум, озаглавен „Силни идеи за ново време“, където президентът Путин също говори за новите системни промени, които оформят всички аспекти на живота, противопоставяйки многополюсната перспектива на манията за „международен ред, основан на правила“, оживявайки запад. В речта си  Путин каза :

„Тези огромни промени са необратими, разбира се. В ход са национални и глобални процеси за разработване на основите и принципите на един хармоничен, по-справедлив и по-фокусиран върху общността и безопасен световен ред като алтернатива на съществуващия световен ред или еднополюсния световен ред, в който живеехме и който поради неговата природа определено се превръща в спирачка за развитието на нашата цивилизация.

Без значение откъде се гледа в тези дискусии, протичащи в коридорите на властта в Евразия или в западния еднополюсен блок, идеята, че нова система ще замени сегашния ред, е неоспорима реалност.

Но колкото и подобни думи да се припокриват, основните концепции, свързани с двете системи (еднополярни срещу многополюсни), всъщност са диаметрално противоположни. Освен ако човек не отдели малко време, за да оцени не само естеството на затвореното системно мислене, оживяващо западните технократи, или противоположната по-здравословна парадигма на отвореното системно мислене, оживяващо голямото стратегическо планиране на лидерите на евразийското партньорство, тогава беше невъзможно да се ориентирате правилно през сегашната ни буря.

Докато и двете парадигми включват концепции за „естествен ред“, едната предполага система, чието естествено състояние е еднополюсно, изисква огромно намаляване на населението, декарбонизация, свиване на потреблението на енергия и намаляване на производството на храни. Другата система обаче е дълбоко отворена, многополюсна и основана на идеята за продължаващ научен и технологичен растеж.

Природата на системния анализ и Вие

Понятието „системи“ е неразделна част от цялото човешко мислене, независимо дали го знаем или не, и е занимавало умовете на велики мислители от хиляди години.

Въпреки че умът, погълнат от наивна вяра в сетивните впечатления, често ще допуска съществуването на самоочевидни „неща“ в природата, които се носят в празно пространство, без да се съобразяват с известните и неизвестните контексти, оформящи споменатия обект на сетивни впечатления, реалността е, че няма просто „ нещо” съществува като остров сам по себе си.

За нито един атом от периодичната таблица на Менделеев не може да се каже, че има някакво самостоятелно съществуване извън целия спектър от елементи и изотопи, които оформят неговото поведение, цел и природа в рамките на едно цяло.

По същия начин не съществува клетка извън живата система, която да формира нейното поведение и чието поведение тя на свой ред формира.

Не съществува нито едно растение или вид растителен живот извън биосферата, която сама по себе си е оформена от дълги еволюционни сили, като всяко растение играе пряка роля в поддържането и на свой ред се поддържа от цялата био-геохимична система, в която съществува.

Точно като елемент или клетка, тази биосферна активност сама по себе си е оформена от атомни, астрофизични и дори галактически сили, които носят както материални, така и енергийни свойства, простиращи се до най-голямата област на полето на влияние на нашата галактика и по-широкия клъстер от галактики, които нашият скромен Milky Пътят е само част. За тези много големи и много малки сили познанията ни са оскъдни, въпреки че се увеличават с малки скокове в напредъка.

Всяка система, към която човек избира да насочи вниманието си - от литосферата, биосферата, тялото на организъм или дори на галактика, могат да бъдат наблюдавани определени фундаментални инвариантни характеристики.

Четири свойства на отворените системи

1) Всяка система може да се разбира като „Едно“, „Много“ и „безкрайно“… едновременно. По този начин аристотелевите начини на логика, които априори твърдят , че „нещо трябва да бъде А или Не А, но никога едновременно А и Не А“, се разпадат. Вместо това предпочитаният начин на разсъждение, демонстриран от Платон в диалога с Филеб, се оказва безкрайно по-полезен при анализирането на света такъв, какъвто е в действителност. (1)

2) Една система се разбира или като организирана от разума или произвола. Ако произволно, тогава бихме могли да спрем да се опитваме да обвием ума (разума) около неразумното и да се откажем веднага. Тъй като продължаваме нашето пътуване, предполагам, че сте съгласни с мен, че разумът управлява природните системи. Ако това е така, тогава трябва да се установи, че частите на всяка анализирана система демонстрират както целта, така и дизайна в рамките на цялото, от което са части. Това ни отвежда директно до осъзнаването на съгласуваността, която трябва да съществува между субективните свойства на творческата мисъл и откриваемите свойства на обективната вселена.

3) Всяка по-широка система, оформяща по-малки системи, не може да бъде ограничена от същите свойства и принципи. В този смисъл откриваме, че ежедневните цикли на планетарно въртене не намират 100% съответствие в по-високите геометрии на годишните обороти на планетите около слънцето, нито революцията на слънцето около галактическия център намира точно съизмеримост с по-ниските цикли на Слънчевата система. Разбира се, ще има общи черти, изразени в по-ниски и по-високи цикли, но също така ще има и уникални свойства с всеки новооткрит цикъл. Опровержението на Kurt Gцdel от 1931 г. на Matematica Principia на Ръсел-Уайтхед предоставя едно от многото интересни доказателства за този факт. Спорът на Лайбницс Лок, Декарт и Нютон осигуряват допълнително гориво за тази линия на платонови разсъждения.

4) Всяка изследвана система трябва да се разбира като нещо повече от нейната сума от части. Биологът редукционист, който се опитва да изолира жизнения принцип в заека, се оказва объркан от факта, че мъртвият заек не се различава количествено от живия заек – съставен е от същите молекули и газове. И все пак има нещо отвъд простия „материален израз“ на живата материя, което споменатият редукционист не може да проумее, което отново е мястото, където аристотеловата логика на материалистите ще има тенденция да се разпадне.

Основният спор, оформил цялата световна история, се основава на двойния въпрос за връзката на ума с природата и следствието от него: отворени или затворени са системите фундаментално?

Случаят с разбирането на Владимир Вернадски за отворените системи

Велик биогеохимик, който оформя по много начини потока на някои от най-вълнуващите скокове в творческия научен прогрес през първата половина на 20-ти век, се казва Владимир Иванович Вернадски (1863-1945). През цялата си кариера Вернадски служи като водеща светлина в руската наука, действайки едновременно като основател и първи президент на Украинската академия на науките и лидер на Руската академия на науките. Вернадски основа Радиевия институт на Русия, след като си сътрудничи широко с мадам Мария Кюри във Франция, наблюдаваше развитието на ядрената наука в Русия, беше сред най-ранните поддръжници на производството на ядрена енергия и като такъв се смята за бащата на руската ядрена наука.

През годините на продуктивна научна работа Вернадски усвои методите, очертани от неговия наставник Димитрий Менделеев, и приложи творческите си сили за намиране на обединяващи принципи, които оформят поведението на системите не само когато са „намерени“ в пространството, но и във времето.

Въпреки че не пренебрегва горите заради дърветата, Вернадски демонстрира изключително качество на строгост, докато овладява механиката на областите на биологията, геологията и химията, достигайки границите на познанието на човечеството и в трите области. Признавайки, че необходимите открития във всяка една област изискват преминаване от тесни специализации към другите две области на знанието, Вернадски е пионер в нова област на изследване, наречена „Биогеохимия“ в началото на 20-те години.

В цялата си работа върху Геохимията (1924), Биосферата (1926), За принципите на биогеохимията (1938) и Състоянията на физическото пространство (1938) , Вернадски се стреми да открие възможно най-много обединяващи принципи на природата, доколкото е възможно те биха могли да бъдат открити чрез холистично разглеждане на поведението на живата материя като разлика от неживата материя.

Няколко от тези принципи, които той нарече „емпирични обобщения“, могат да бъдат изброени тук:

1) Принципът на Хюйген. Въпреки че калцият, въглеродът, азотът и т.н. са изрази на неживата материя, тяхното поведение, цел и форма, когато са оживени от живота, са напълно различни поради несъизмеримата разлика между живот и нежива сфера. Вернадски пише за този принцип през 1943 г.: „[Кристиан] Хюйгенс установява научното обобщение, че „животът е космически феномен, по някакъв начин рязко различен от неживата материя“. Наскоро нарекох това обобщение „принципът на Хюйгенс“.

2) Несъществуването на абиогенеза. Точно както не може да се каже с основателна причина, че съществуването възниква от несъществуване, невъзможността животът да възникне от неживот е изследвана от Луи Пастьор през 19 век и е възприета от Вернадски като основополагащо емпирично обобщение. Вернадски пише: „Връзката между живата и инертната субстанция на биосферата е неразривна и материална в рамките на геологичното време… Абиогенезата не е позната в никаква форма на нейното проявление. На практика натуралистът не може да пренебрегне в работата си тази емпирично точна дедукция от научно наблюдение на природата, дори ако не е съгласен с нея поради своите религиозни или философски религиозни предпоставки.

3) Златното сечение . Петкратните симетрии и златното сечение, които по същество са обединени в конструкцията на петоъгълника, проникват в живите системи както във формата, така и в моделите на растеж на населението във времето. Тези атрибути почти напълно липсват в неживия свят на абиотичната материя и са изследвани за първи път от Леонардо да Винчи в края на 15 -ти век. Сравнявайки конфигурацията и поведението на атомите, съдържащи се в неживите кристали, в сравнение с живите организми, Вернадски пише:„Живите организми проявяват петкратни или по-високи от шесткратни оси на симетрия. Това показва, че тук нямаме работа със симетрията или атомната структура на едно хомогенно твърдо тяло. Тук липсва хомогенността на вътрешната структура, която е толкова характерна за кристалите. Вътрешността на живия организъм е ясно разнородна, неговите атоми са в непрекъснато движение, никога не се връщат в същите точки, където са били, за разлика от кристалите, където атомите не се изместват в продължение на милиарди години, освен ако външни сили не предизвикат това да се случи.

4) Леко въртене. Животът върти равнини от поляризирана светлина, което не се случва, когато същата поляризирана светлина преминава през течни разтвори, лишени от каквото и да е присъствие на органичен материал. Вернадски пише: „Всички протеини показват ляво въртене на равнината на светлината, както при животните, така и при растенията. Това означава, че в сложната материя на живите тела само левите изомери в протеиновите тела - основният компонент на протоплазмата - са стабилни. Десните изомери отсъстват”

5) Сръчност/хиралност . Това свойство, проучено задълбочено от младия Луи Пастьор през 1850 г., се простира до изомери/хиралност на молекулярната биология, която започва да отваря нови врати за открития през живота на Вернадски. Точно както живите системи демонстрират „сръчност“ по отношение на хармоничното неравновесие, предпочитайки лявата спирала в морските черупки пред обратното, така и молекулите с идентични атоми и свойства на свързване демонстрират различни качествени свойства, когато се образуват в огледален образ на себе си. Тук отново логиката на аристотелското (или друго силогистично машинно мислене) се разпада. Вернадски пише за това ранно откритие, казвайки:„Молекулярната дисиметрия, открита от Пастьор, показа, че присъствието на жива материя се отразява в химическата формула, включително в разтворите, и че десните и левите атомни структури се оказват нееквивалентни в химичните реакции. Те са химически различни в живата материя, но химически идентични в инертни химически среди.

Прост пример за хирални молекули на обща аминокиселина. Сред многото интересни примери за хирални молекули (енантиомери) е карвонът, който води до аромат на мента в една конфигурация и ким в огледален образ

6) Вездесъщността на живота. В анализа на Вернадски напрежението, установено в биосферата, което е свързано с появата на нови живи свойства сред видовете, НЕ се намира в недостига или вакуума, както твърдяха британските дарвинисти от десетилетия, а по-скоро в положителния копнеж животът да изрази своя потенциал възможно най-пълната мярка и по този начин надскочи границите на природата чрез появата на нови биологични „технологии“. Този копнеж на всеки вид да се изрази в най-голяма степен беше разглеждан от Вернадски като процес на колонизация и новите „технологии“, които природата генерира (дали молекулата на хлорофила, която позволи на ранния живот да започне да използва слънчевата светлина, за да увеличи силата си да процъфтява и да създава ) придавайки на живата материя атрибута за преминаване от по-ниски към по-високи състояния на организация и сложност. Вернадски пише:„Творението, произтичащо от тази еволюция на нови живи форми, се адаптира към нови форми на съществуване, увеличава повсеместното присъствие на живота и разширява неговата област. По този начин животът прониква в областите на биосферата, където преди това не е имал достъп.

7) Системна промяна отгоре надолу като основна . Вернадски подчертава, че всяко преминаване от една по-ниска система към по-висока система в еволюционното време се случва като промяна в рамките на системата като цяло и никога в рамките на натрупването отдолу нагоре на единици от определени видове или индивиди, борещи се за оцеляване в затворена система от намаляваща възвръщаемост, както намираме в дарвинисткия мироглед.

8) Увеличаване на биогеохимичната енергия.От материална гледна точка всеки напреднал нов вид и организъм обработва молекули и атоми от околната среда в процес, подобен на този на водовъртеж. За разлика от водовъртежа обаче, всеки жив организъм не просто движи елементите през него непроменени, но по-скоро променя молекулярните и дори изотопните свойства на елементите чрез актове на дишане, хранене и възпроизводство. От енергийна гледна точка, организмите са склонни да напредват по такъв начин, че метаболитната сила (съотношението на материята, преобразувана в енергия) под формата на хранене се увеличава с постигането на по-големи средства за извършване на работа. Ориентацията на целия този процес не е математическа хомеостаза, както трябва да предполага интерпретацията на затворена система на природата,Вернадски пише в своите Проблеми на биогеохимията II : „Основната отличителна черта на биогеохимичната енергия е ясно и убедително демонстрирана в увеличаването на свободната енергия на биосферата в хода на геоложкото време.“

9) Биогенна миграция на атоми : Като следствие от точка 8), напредналите живи системи са склонни да увеличават пропускателната способност на биогенната миграция на атоми подобно на все по-ефикасни водовъртежи, придвижващи въглерод, калций, калий и други елементи по-силно през организмите и обратно в биосферата, което води до дългосрочни промени в цялата биосфера и дори в геологията, атмосферата и дори озоновия слой на планетата като цяло. Вернадски заявява:„Биогенната миграция зависи не само от количеството атоми, уловени от нея във всеки момент в биосферата, но и от бързината на тяхното движение, броя на атомите, преминаващи през живата материя за единица време, или от изместването, в същата тази единица време, провокирана от намеса на технологичен ред от живата материя в околната среда… Биогенната миграция на химичните елементи в биосферата клони към най-пълното си проявление.“

10) Цефализация. Като се прицели в дарвинистката интерпретация на естествения подбор, която отхвърля всяка идея за насоченост в потока на еволюцията, Вернадски вместо това възприема емпиричните обобщения на Дана и Джоузеф Льо Конт. На тези двама мъже Вернадски пише: „По-младите съвременници на Дарвин, J[ames] D[wight] Dana (1813-1895) и Joseph Le Conte (1823-1901), и двамата велики американски геолози (и Dana, минералог и биолог) изложи още преди 1859 г. емпиричното обобщение, че еволюцията на живата материя протича в определена посока. Това явление е наречено от Дана „цефализация“, а от Льо Конт „психозойска ера“.

В работата на Дана "цефализацията" представлява тенденцията на живота да се организира все повече около все по-централизирани нервни системи, които осигуряват важен ориентир за потока от живи системи в еволюционното време, докато в Le Conte понятието "психозойска ера" ” определя възрастта на човечеството, която телеологично насочва потока от промени във всички предходни епохи в еволюционното време.

Отвъд атомните и молекулярните свойства на силите и материята, които са оформени или от живота, или от неговото отсъствие. Вернадски винаги е внимавал да разграничава понятията „жива материя“ в противовес на „живот“, който той разбира като принцип на самото пространство-време, като пише през 1943 г.: „Вместо понятието „живот“, аз въведох това за „живот“. материя“, която сега изглежда твърдо установена в науката. „Живата материя“ е съвкупността от живи организми.“ Вернадски добави, че животът трябва да се разбира като „планетарен феномен, който е космически по природа“.

Ноосферата

Живата материя е просто един конкретен израз на живота в ума на Вернадски и същото може да се каже за ноосферата (свойства на ума), която можем да изследваме чрез форми на ноетични вкаменелости под формата на материя, оформена от човешката мисъл.

Примерите за последното включват не само инструменти или инфраструктура, но и видове домашни плодове, растителност и животни, чието съществуване е станало възможно само благодарение на бавното селективно размножаване от човешки същества през поколенията. С всеки скок на властта на ума над природата откриването и предаването на концепции от един ум на друг ум е жизненоважно. Сред най-ранните подобни открития, които дават на човечеството власт над природата, Вернадски се фокусира върху откриването и използването на огъня:

„Откриването на огъня представлява първият случай, в който жив организъм завладява и овладява една от силите на природата. Несъмнено това откритие лежи, както сега виждаме, в  основата на последващото бъдещо нарастване на човечеството и на сегашните ни сили.

Докато тези ноетични вкаменелости могат да бъдат видени, измерени и претеглени, те са само сенки на нещо по-фундаментално каузално. Това е тази по-дълбока причина, която не може да бъде видяна, вкусена, чута или усетена от сетивата и въпреки това непременно съществува. Трансценденталната „светлина“ на плодотворната дейност на ума, която хвърля „сенките“ на материалните промени в литосферата, биосферата и самото човешко общество, ни въвежда в науката за ума като геологична сила и причина за всички промени. Вернадски пише: „Ноосферата е нов геоложки феномен на нашата планета. В него за първи път човекът се превръща в мащабна геоложка сила.

Именно тук Вернадски разкрива, че разпознава в творческата умствена дейност нова форма на причинна енергия, която все още не е правилно разгледана или усвоена от съвременната наука или икономическо мислене. Той пише за това парадоксално свойство на ума по следния начин:

„ Пред нас изникна нова загадка. Мисълта не е форма на енергия. Как тогава може да промени материалните процеси?”

Това не означава, че трансформационният характер на човешкото творческо мислене като геоложка сила е „неестествен“, както предполагат много съвременни еколози, а е по-скоро неразривно свързан както с биосферата, така и с по-широката астрофизична среда.

„Човекът е елементарно неделим от биосферата. И тази неразделност едва сега започва да ни става точно ясна. В действителност на Земята не съществува жив организъм в свободно състояние. Всички тези организми са неразривно и непрекъснато свързани - преди всичко  чрез хранене и дишане - с тяхната материално-енергийна среда."

Разликата между светогледа на Вернадски за отворена система в контраст с дарвинистите, опаринианците и нео-малтусианците на затворената система от неговото време е, че той разбира, че всичките три фазови пространства на природата се управляват от цел, дизайн и творчески растеж – макар и на много различни времеви мащаби.

Когато на природата биха били нужни безброй милиарди години, за да генерира еволюции в периодичната таблица на елементите, същият процес на еволюция, когато се прилага към живи системи, се случва несъизмеримо по-бързо. Физическото пространство-време на човешката ноетична дейност действа, за да „огъва“ по естествен начин потока на вече съществуващия променящ се импулс в пространство-времето на биотичните и абиотичните системи, въпреки че съществува предупреждение поради фактори на свободната воля и морала. В този смисъл, когато действаме в съответствие с разбирането и в подчинение на природния закон, човечеството може да накара една пустиня да разцъфти след десетилетия, докато същият процес, ако бъде оставен на себе си, може иначе да отнеме хилядолетия.

Вернадски пише: „С човека… формата на биогеохимичната енергия, свързана с разума, расте и се разширява с времето, като бързо излиза на преден план. Това нарастване вероятно е свързано с растежа на самия разум - процес, който изглежда се случва много бавно (ако изобщо се случва), но е свързан главно с неговото усъвършенстване и задълбочаване при използването му за съзнателно трансформиране на социалната среда и се дължи най-вече на растеж на научните знания.

За съжаление, светът на Вернадски не видя настъпването на положителната епоха на координирано саморазвитие на човешкия вид, както великият учен беше видял толкова ясно в съзнанието си. Въпреки усилията му да предаде идеите си на колегите си учени, светът затъва все по-дълбоко в тинята на войната и до юни 1941 г. Германия нахлува в Русия и една епоха на хаос достига кулминацията на варварство. И все пак сред войната и кръвта Вернадски продължава да работи и пише, като никога не губи хватката на епохата на разума (епохата на ноосферата), която според него неизбежно се пробужда в бъдещето.

В своите „ Някои думи за ноосферата “ от 1945 г. Вернадски пише: „ Сега живеем в период на нова геологична еволюционна промяна в биосферата. Навлизаме в ноосферата. Този нов елементарен геоложки процес протича в бурно време, в епохата на разрушителна световна война. Но важният факт е, че нашите демократични идеали са в унисон с елементарните геоложки процеси, със закона на природата и с ноосферата. Затова можем да гледаме уверено в бъдещето. То е в нашите ръце. Няма да го пуснем.”