научная статья по теме МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ АНТРОПНОГО ПРИНЦИПА В ПОЗНАНИИ БИОСФЕРЫ География

Текст научной статьи на тему «МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ АНТРОПНОГО ПРИНЦИПА В ПОЗНАНИИ БИОСФЕРЫ»

ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2010, № 3, с. 106-114

ВЗГЛЯД ГЕОГРАФА

УДК 910.1

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ АНТРОПНОГО ПРИНЦИПА

В ПОЗНАНИИ БИОСФЕРЫ1

© 2010 г. Ю.Н. Голубчиков*

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Поступила в редакцию 14.07.2009 г.

Рассматриваются антропно-критические характеристики земной биосферы. Изменения в массе, положении или ориентации планеты до 10-15% привели бы к исчезновению на ней белковой жизни. Постоянная концентрация кислорода в земной атмосфере поддерживается строгим соотношением между фитомассой и зоомассой. С нарушениями кислородного баланса связываются палеонтологические вымирания.

Антропный принцип. В эпоху мрачного Средневековья человек еще был центром Вселенной. Ради него вращались планеты и звезды, светила Луна, всходило и заходило Солнце. К ХХ в. от этого мировоззрения почти ничего уже не осталось. "Увеличивая мир до чрезвычайных размеров, новое научное мировоззрение в то же время низводило человека со всеми его интересами и достижениями - низводило все явления жизни -на положение ничтожной подробности в Космосе" [8, с. 247].

Маргинализированное пребывание в "ничтожной подробности" не пройдет даром. Человеку, видимо, уже никогда полностью не отрешиться от предствления о себе как об исчезающе малой величине на поверхности микроатома среди устрашающе бесконечных пространств. Долго еще ему предстоит отрицать свою миссию "царя мироздания" и предуготовленность для него Вселенной.

Интуитивные представления прошлого начали вновь пробуждаться с 1970-х годов, когда было установлено, что самые фундаментальные законы природы, действующие как для мельчайших элементарных частиц, так и для скоплений галактик, удивительным образом задаются несколькими фундаментальными константами. К ним относятся:

- гравитационная постоянная всемирного тяготения,

- заряд электрона,

* Статья подготовлена при финансовой поддержке Special and Extension Programs Центрально-Европейского университета (Будапешт).

- масса электрона,

- константа слабого ядерного взаимодействия,

- постоянная Планка,

- константа, обратная скорости света.

К концу 1960-х годов было известно всего о 8 таких постоянных, к концу 1970-х их насчитывалось 23, к концу 1980-х - тридцать. Сегодня физики указывают приблизительно на 40 таких констант. Каждая из них выглядит случайной, не связанной с другими, казалось бы, могла бы иметь другие значения. Но каждый раз выяснялось, что малейшие изменения этих фундаментальных характеристик ведут не к соответствующим пропорциональным последствиям, а попросту к исчезновению всей Вселенной.

Вселенная стала бы не какой-то иной, подходящей для другой какой-то материи, а в принципе теряющей физический смысл. Например, протон тяжелее электрона в 1836 раз. И если бы это соотношение было хоть чуть-чуть другим, даже в дальних единицах после запятой, то атомы существовать не смогли бы. Весь мир не смог бы удержаться в своем стройном порядке и катастрофически развалился, превратившись в хаос. И если малейшее изменение числовых значений констант Вселенной произойдет, то означать оно будет апокалиптический финал для всей материальной Вселенной со всеми ее бесчисленными галактиками.

Среди этих характеристик много абсолютно определенных соотношений. Галактики, звезды и планеты никогда бы не образовались, если бы количество протонов не равнялось количеству

электронов с точностью до 10 в минус 35 степени процентов (35 нулей после запятой!). Эти характеристики имеют единственно возможную форму, так как принимают значения с фантастически абсолютной точностью.

Фундаментальные константы, по которым спроектирована Вселенная, таковы, а не другие, потому что только при данном их подборе у нее могли бы существовать разумные наблюдатели. Появляются они на каком-то этапе эволюции или они существовали всегда - ничего определенного сказать по этому поводу нельзя, но получается: без наблюдателей не было бы Вселенной. Некому было бы ее видеть и слышать. Это положение получило название антропного принципа [26, 28, 29, 31]. Из него вытекает, что "во Вселенной должна возникнуть даже разумная обработка информации, и, раз возникнув, она никогда не прекратится" [28, р. 3].

Физики подсчитали, сколь огромное количество атомов содержит известная нам Вселенная. Существует ничтожно малая вероятность случайно указать на один заранее помеченный атом. Однако эта вероятность всё же выше, чем, согласно антропному принципу, случайно "вырастить" Землю, подобную нашей, около нашего Солнца, со всей жизнью и что-то соображающими людьми - отмечает А.Д. Арманд [3].

В замысле Вселенной все выглядит так, будто она изначально была спроектирована под человека. Все другие "возможные миры", в которых не предусмотрен человек, оказались попросту "не возможны". "Царь мироздания" вновь стал осоз-новать свою миссию и предуготовленность для него Вселенной.

Известный писатель и до недавнего времени руководитель Чехии, Вацлав Гавел, говорил, что, с его точки зрения, антропный принцип - это главное, что должно определять мировоззрение современного человека [17]. Наиболее прозорливые умы догадывались об антропном принципе задолго до его появления. "Общий процесс развития, как космический, так и органический представляют единство, и биолог прав, что вселенная биоцентрична в самом своем существе", - отмечал Л.Ж. Гендерсон [11, с. 197].

Уолт Уитмен в стихе "На берегу глубокого Онтарио" писал:

"Всякая теория Вселенной

Неизбежно приходит к одной личности,

Именно к Тебе".

На религиозном языке антропный принцип называется Божьим промыслом о человеке. Ве-

дическая философия говорит о невозможности нарушить ход событий, заданный законами Природы. Христианская теология исповедует идею Провидения, которое наблюдает за земными событиями, вмешивается в их ход, оберегает и корректирует в нужном направлении [3]. Полнее всего представление об антропном принципе в православной традиции передает икона Богоматери - образ Вселенной, лелеющей свое Дитя - образ Человека. Православный мыслитель Виктор Аксючиц утверждает, что создание христианской космологии станет возможным, когда космология станет антропоцентричной, а антропология - христоцентричной [1, с. 278]. Нетрудно усмотреть здесь предопределенность антропогенеза космогенезом, увидеть же обратную зависимость - неизмеримо сложнее.

Приложение антропного принципа к биосфере. Основные характеристики земной биосферы, возможно, не столь строги, как фундаментальные константы. Их изменения возможны в определенном диапазоне. Но и в них сквозит то же таинственное целеполагание. Любое изменение в массе, положении или ориентации нашей планеты до 10-15% привело бы к невозможности существования на ней белковой жизни.

Между температурой окружающего Землю Космоса (-271 °С) и температурой поверхности Солнца, нагретой до 6000 °С, заключен огромный диапазон температур. Температурные колебания на Земле составляют примерно 1% от этого диапазона. Ни одна другая планета не имеет столь узкого температурного диапазона. И только в узком интервале земных температур может существовать вода с ее уникальными антропными химическими и физико-механическими свойствами. Среди них Л.Ж. Гендеросон отмечает уникальные теплорегулирующие свойства воды, высокую ее теплоемкость, аномальное расширение при охлаждении ниже 4 °С, низкую плотность льда, аномальную теплопроводность, несравненные способности воды как растворителя, высокую диэлектрическую постоянную и высокое поверхностное натяжение. Изменение любого из этих свойств привело бы к разрушению среды жизни [11].

Узкий интервал земных температур поддерживается прежде всего круговой орбитой Земли (у остальных планет они эллиптические). Изменения расстояния Земли от Солнца в диапазоне от 5 до 15% ведут или к замерзанию, или выкипанию всей воды на нашей планете [33]. А если бы солнечная энергия была бы в истории Земли отрезана от нее каким-нибудь пылевым облаком,

то уже через несколько недель температура Земли сравнялась бы с температурой окружающего Космоса, т.е. составила бы -271 °С.

Благодаря вращению Земли вокруг своей оси, энергия, которую поглощает освещенная Солнцем дневная сторона Земли, почти целиком излучается в космическое пространство, когда снова оказывается на теневой стороне. В результате создающегося теплового баланса на Земле может существовать жизнь. Чем быстрее скорость вращения, тем меньше разница температур от дня к ночи. При малых скоростях вращения смена дня и ночи происходила бы слишком медленно. Солнце казалось бы ползущим по небу, и лишь немногие формы жизни смогли бы перенести и жару длинного дня, и холод длинной ночи. Без вращения планеты одна бы ее сторона была бы постоянно погружена во тьму, тогда как на другой царил бы вечный день. Вся вода на такой планете выпала бы в виде твердых осадков на темную сторону и планета оказалась бы совершенно безводной. Атмосфера бы при таких условиях тоже улетучилась бы [15, 33].

Наклон оси вращения Земли к эклиптике на 23.5° предопределяет смену времен года и все природно-климатическое разнообразие планеты. Стабилизирует этот наклон Луна. Без нее земная ось была бы хаотична и нестабильна, как, например, у Марса. Марсианская ось может крениться до 60°. Компьютерное моделирование, выполненное для Земли, показало, что без Луны ее угол наклона изменялся бы в еще больших пределах - от 0 до 85° [30].

Если бы даже Земля располагалась вертикально по отношению к Солнцу, широтное распределение температур напоминало бы встречаемое на Меркурии. Там на экваторе температура достигает точки плавления свинца, а полярные регионы постоянно покрыты льдом. На огромных площадях невозможным стало бы существование воды в жидкой фазе.

Термическая стабильность земной атмосферы задается также определенным сочетанием потока солнечного излучения, отражательной способности (альбедо) Земли и прозрачностью земной атмосферы [3]. Чтобы фотосинтез не прекратился, все эти факторы должны были поддерживаться в истории биосферы в определенном диапазоне.

Существующее в настоящее время распределение суши и океана (29 и 71%) придает к

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком