В. В. Межевикин

- 1 -

В настоящее время катастрофические тенденции в развитии человечества, связанные с биосферным кризисом, признаются многими специалистами, а также руководителями большинства стран и международных организаций. Свидетельством этого является, в частности, известная декларация об окружающей среде и развитии, принятая в Рио-де-Жанейро. Однако причины кризиса и возможности возвращения к исходному состоянию или перехода к бескризисному развитию все еще остаются неясными, так как нет надежных научных данных и разработок. И хотя это сознается, все же считается, что необходимо действовать даже в условиях, когда непонятны законы функционирования биосферы. Конечно, многие решения тривиальны и очевидны, но возможны и неправильные глобальные действия, которые не только не принесут пользы, но и усугубят существующие неблагоприятные тенденции.

Еще хуже обстоит дело с информацией населения Земли об этих катастрофических тенденциях. Даже большинство образованных людей не знает подлинных масштабов кризиса, хотя существует множество социальных и политических движений, использующих экологические лозунги для запугивания населения. Это касается и российской интеллигенции, которая в большинстве своем мало знакома со сложившимся положением и возможностями его улучшения.

Цель настоящей статьи — сообщить широкому кругу читателей, не имеющих специальных знаний, современные научные представления о тенденциях развития человечества в связи с состоянием биосферы, об ожидающих нас в будущем опасностях и возможности их преодоления.

В начале нашего века В. И. Вернадский понял, что геологические процессы на Земле в значительной степени определялись деятельностью живых организмов и уже в близком будущем будут определяться хозяйственной деятельностью человека (Вернадский, 1994). Прежде всего, это касается формирования состава воды и атмосферы. Но сам Вернадский и его единомышленники полагали, что эти процессы будут контролироваться человеком и что все изменения в земной биосфере в конечном итоге будут благоприятны для жизни человека, так что биосфера перейдет в новое состояние, зависящее от воли человека. Для этого нового состояния было предложено название «ноосфера» (от греческого слова nous, означающего «разум»).

Однако уже в конце 60-х годов по инициативе Римского клуба были проведены исследования, которые показали, что развитие биосферы идет в неблагоприятном для нас и даже катастрофическом направлении (Forrester, 1971; Meadows e. a., 1974). Это связано, прежде всего. с исчерпанием экономически доступных ресурсов и загрязнением окружающей среды отходами хозяйственной деятельности человека — и в настоящее время процесс этот зашел так далеко, что, как можно было бы подумать, ничто уже не зависит от «разума» человека. К середине следующего столетия прогнозируются резкое увеличение смертности и значительное снижение численности человечества.

Этот вывод основан на простых, еще недостаточно разработанных математических моделях, но он кажется убедительным, так как представляет прямую аналогию с развитием бактерий в пробирке: бактерии, внесенные в пробирку с питательной средой, некоторое время размножаются с небольшой скоростью, которая затем быстро увеличивается и достигает максимума. Далее численность бактерий растет экспоненциально до предельной величины, после чего быстро падает из-за исчерпания питательных веществ и накопления в среде отходов жизнедеятельности. В этом смысле человечество пока ничем не отличается от бактерий, и его развитие практически не зависит от его разума.

Впрочем, существуют и более благоприятные сценарии будущего, связанные с освоением новых ресурсов и обнаружением новых запасов уже используемых ресурсов. Но при всех этих вариантах все равно будет возрастать загрязнение окружающей среды, будет увеличиваться концентрация углекислого газа в атмосфере и несколько снижаться концентрация кислорода. К тому же для реализации этих благоприятных сценариев необходим эффективный поиск новых ресурсов, новых экономически приемлемых эффективных технологий использования старых ресурсов и вовлечения в оборот отходов. Это трудная задача, требующая больших затрат и огромных научных и инженерных усилий. Если эта поисковая задача будет эффективно решена, человечество получит отсрочку, и в первую очередь встанут экологические проблемы, которые при таком развитии ситуации, может быть, и станут доступны.

Но даже самые мрачные прогнозы предполагают — конечно, для тех, кто до этого доживет, — оптимистический финал: в конце концов из-за уменьшения численности населения снизится интенсивность хозяйственной деятельности человечества и, следовательно, загрязнения, после чего биосфера автоматически вернется в исходное состояние, благоприятное для жизни человека.

Однако такая вера в способность биосферы к самовосстановлению ни на чем не основана и является всего лишь успокоительным заблуждением. За миллиарды лет своего существования биосфера была в разных состояниях; некоторые из них подходили для жизни человека, другие — нет. Ниоткуда не следует, что биосфера сама собой будет переходить от неблагоприятного состояния, в которое мы ее приведем, к состоянию, в котором нам будет хорошо.

При обсуждении экологического биосферного кризиса можно выделить три типа вопросов: 1. Возможно ли в принципе управлять эволюцией биосферы, то есть реально ли вообще создание ноосферы? 2. Каковы пределы относительно безопасного для человека воздействия на биосферу? Возможно ли возвращение биосферы в исходное состояние после прекращения деформирующих воздействий на нее, то есть, в какой мере можно надеяться на «упругость» биосферы? 3. Если человечество приведет биосферу в неустойчивое состояние и не будет иметь рычагов управления, то к какому устойчивому состоянию придет в конечном итоге биосфера, и будет ли это устойчивое состояние приемлемым для существования человека?

Для ответа на эти вопросы необходим тщательный теоретический и экспериментальный анализ закономерностей функционирования биосферы. Но над реальной биосферой проводить экспериментальные исследования слишком опасно — следовательно, надо иметь экспериментальные модели, искусственные биосферы, изолированные от большой биосферы Земли.

Такие модели уже существуют, и не в единственном числе. Но чтобы получить в результате экспериментов с этими моделями содержательный ответ, нужно, прежде всего, правильно задать вопрос, а для этого необходимо понимать хотя бы в общих чертах, как устроена реальная биосфера.

- 2 -

Главный принцип функционирования биосферы — принцип циклической замкнутости

Главное свойство биосферы — это непрерывный синтез и разложение составляющих ее веществ. Вся совокупность веществ биосферы вовлечена в мощные глобальные потоки и изменения, но эти потоки и изменения практически полностью сбалансированы или, другими словами, замкнуты. Все, что производит живой организм, в том числе и он сам, потребляется организмами других видов, и так далее по цепочке — процессы эти идут циклически без образования тупиковых продуктов за счет использования солнечной энергии.

Помимо замкнутых циклов обмена веществ — метаболических циклов, существуют также физические циклы, например, водный цикл: вода в одних местах испаряется, в других — конденсируется. Чистая вода загрязняется продуктами выделений живых организмов и минеральными веществами, а затем снова очищается за счет дистилляции и жизнедеятельности других организмов, особенно растений.

Метаболические и физические циклы в биосфере обеспечивают в результате химическое и физическое постоянство окружающей нас среды. Закон равновесия циклов можно назвать «принципом циклической замкнутости» или просто «принципом замкнутости».

Жизнь в разных формах существует на Земле около трех миллиардов лет, и вся эта жизнь в целом бессмертна, хотя каждое отдельное живое существо смертно. За этот период атомы химических элементов, образующие вещества биосферы, многократно входили в состав самых различных организмов — от бактерий и сине-зеленых водорослей до высших животных и человека, то есть меняли свою «роль» миллионы раз, а между тем общее количество их и элементный состав веществ, вовлеченных в круговорот, были практически постоянны.

Таким образом, биосфера существует как эволюционно сложившаяся на нашей планете система многократного использования живыми существами одних и тех же атомов. Эта замкнутость является основой бессмертия биосферы — следовательно, любые изменения замкнутости заслуживают самого пристального внимания. Природная биосфера теряет или приобретает не более 0,01 % элементов за характерное время оборота этих элементов — такого уровня замкнутости достичь совсем не просто: в лучших лабораторных модельных биосферах потери за цикл в сотни и тысячи раз выше. Без такой полной замкнутости химические элементы, содержащиеся в одних веществах, превращались бы живыми существами в совсем другие вещества и становились бы недоступны для них, после чего жизнь, естественно, прекратилась бы. Как же возникла такая удивительная замкнутость, обеспечивающая бессмертие жизни, какие механизмы поддержания этой замкнутости существуют в биосфере в настоящее время? Все это вопросы, на которые до сих пор нет ответа.

Все имеющиеся в настоящее время теории эволюции жизни не могут объяснить возникновение и сохранение замкнутости биосферы.

Практически непонятна сейчас и связь между метаболическими и физическими циклами — ясно только, что такая связь существует, и, по-видимому, очень сильная. Любое изменение физических условий должно менять видовой состав организмов и, следовательно, характер метаболических циклов и наоборот.

Таким образом, можно сказать, что все функционирование биосферы подчиняется принципу замкнутости. Замкнутые метаболические и физические циклы осуществляют постоянство химических и физических характеристик биосферы. Необходимо тщательно осмыслить, каковы механизмы реализации принципа замкнутости в живой природе и биосфере в целом.

- 3 -

Принцип замкнутости и биологические науки Несмотря на то, что знания о циклах обмена веществ закладываются еще со школьных лет, следствия циклической замкнутости, кроме самых тривиальных, нам неизвестны. Замкнутость обмена масс в биосфере обычно рассматривается скорее в философском смысле, чем в научном. Во всех без исключения фундаментальных биологических науках отсутствуют какие-либо закономерности, вытекающие из принципа замкнутости. Можно сказать, что сами биологические науки являются в настоящее время «незамкнутыми».

Требование замкнутости налагает на процессы, протекающие в системе, определенные ограничения, но эти ограничения до сих пор не изучены и остаются неизвестными. С другой стороны, неизвестно, какие механизмы обеспечивают замкнутость обмена, поскольку, согласно современным представлениям, эволюция любой популяции определяется прежде всего ее взаимодействием с ближайшим окружением, так что действие отбора, в соответствии с этими представлениями, не находится в прямой связи с замкнутостью обмена веществ в биосфере. Замкнутость обеспечивается всеми организмами в целом и не может быть значимым признаком отбора для отдельной популяции.

Эта проблема получила название «парадокса Дарвина — Вернадского»: с одной стороны, живые организмы эволюционируют благодаря взаимодействию со своим ближайшим окружением, с другой же стороны, сохранение замкнутости биосферы требует глобального согласования метаболизма всех живых организмов (или, во всяком случае, их подавляющего большинства). Таким образом, циклическая замкнутость реально существует, а современные теории эволюции не могут ее объяснить.

Принцип замкнутости должен как-то проявляться и в биохимии, и в молекулярной биологии. Все биохимические реакции, протекающие в различных организмах биосферы, должны образовывать циклические цепи, так как только в этом случае может быть обеспечена замкнутость. Поскольку все биохимические реакции полностью контролируются ферментами, без которых они протекать не могут, то, следовательно, вся совокупность ферментов в биосфере должна представлять собой согласованную систему. В свою очередь, синтез ферментов контролируется генетическим аппаратом, то есть эта согласованность должна как-то проявляться и в молекулярной биологии. Иными словами, законы биохимии и молекулярной биологии должны быть согласованы с принципом замкнутости, то есть законы микроуровня — с глобальными законами. Каким образом достигается это уникальное согласование, мы не знаем.

Логично предположить, что для самого происхождения жизни необходима была циклическая замкнутость химических реакций еще до ее возникновения; до сих пор эта проблема почти не обсуждалась (за исключением работы Н. С. Печуркина (1988)).

- 4 -

Принцип замкнутости и освоение космоса

Для поддержания жизнедеятельности человека в космических условиях необходимо, прежде всего, обеспечить его воздухом, водой и пищей (другие факторы окружающей среды здесь не рассматриваются). Это можно сделать тремя путями: а) с помощью запасов или периодической доставки расходуемого вещества с Земли; б) получая необходимые продукты из местных источников (например, получая кислород из окислов, содержащихся в материале космических тел); в) применяя регенерацию отходов жизнедеятельности человека (отходов в широком смысле, включая и технологические).

Недостатки первых двух путей очевидны. При нынешнем состоянии наших знаний единственно возможным путем представляется третий.

Регенерация отходов позволяет многократно использовать химические элементы, входящие в состав потребляемых человеком веществ, и в этом смысле такая система жизнеобеспечения является замкнутой. Естественно, для обеспечения замкнутости необходимы энергия и соответствующие устройства. Полная замкнутость в настоящее время возможна только при использовании живых организмов.

Функционирование человека и других живых организмов связано, прежде всего, с химическими превращениями веществ, но не только с ними. В живых организмах весьма интенсивно протекают также процессы массопереноса, обеспечивающие постоянство физико-химических параметров внутренней среды организма. В результате этого происходит загрязнение окружающей среды. Вот некоторые примеры: — Для того, чтобы извлечь кислород из воздуха, человеку необходимо прокачать через легкие значительное количество воздуха (в течение суток для извлечения 0,6 кг кислорода человек прокачивает через легкие около 30 кг воздуха (Calloway, 1975)). В результате воздух становится непригодным для дыхания — не из-за исчерпания кислорода, а вследствие его загрязнения, прежде всего углекислым газом. — Поддержание постоянства физико-химических параметров крови и лимфы требует пропускания через организм человека нескольких литров воды в сутки. Это должна быть «чистая» вода, то есть вода определенного физико-химического состава, но отнюдь не дистиллированная. — Еще больше воды человек тратит на санитарно-гигиенические нужды. — Возможна, однако, и очистка воды: за счет внешней энергии растения очищают воду в процессе транспирации (дыхания растений).

Таким образом, функционирование живых организмов приводит к изменению состава окружающей их среды в результате метаболических процессов, протекающих внутри них, и переноса образовавшихся отходов наружу.

При этом характерно, что понятие «отходы» для разных организмов может быть диаметрально противоположным: так, кислород — отход для растений и необходимейшее вещество для человека; напротив, углекислый газ — отход дам человека и необходимейшее вещество для растений. Поэтому для систем жизнеобеспечения вводится понятие «организм-задатчик», по которому настраивается функционирование всей системы (Гительзонидр., 1975). Для космических систем жизнеобеспечения организмом-задатчиком является, естественно, человек.

Ясно, что такая система жизнеобеспечения (СЖО) должна включать различные технические устройства, которые должны функционировать исправно, так что их создание и ремонт должны осуществляться также с соблюдением принципа замкнутости.

Таким образом, для расчета замкнутых космических СЖО необходимо рассматривать три уровня замкнутости, которые коротко можно назвать метаболическим, физиологическим и инженерно-технологическим.

Метаболический (химический) уровень замыкания является основой существования замкнутых систем. Без замкнутых химических циклов замкнутые СЖО вообще не могут существовать.

Рассмотрим идеальный вариант замыкания. Идеальным можно было бы считать полностью комплементарный (дополнительный) для человека организм-регенератор. СЖО с использованием такого организма и физико-химических систем очистки (разделения) веществ могла бы неограниченно долго поддерживать жизнедеятельность человека. Но, к сожалению, таких комплементарных человеку организмов в природе не существует, и приближение к полному замыканию можно обеспечить только набором целого ряда отдельных организмов.

До настоящего времени исследовались теоретически и экспериментально только СЖО, состоящие из небольшого числа организмов-регенераторов: это микроводоросли, водородные бактерии и высшие растения.

Наиболее интенсивные метаболические процессы человека связаны с энергетикой, поэтому при создании СЖО главные усилия были направлены на замыкание метаболизма, связанного с энергетическими процессами; для человека таким метаболизмом является дыхание.

В целом метаболическое замыкание полностью основано на законе сохранения элементов и наличии в организме соответствующих ферментов. При отсутствии определенных ферментов можно использовать специальные химические технологии переработки веществ.

Таким образом, обеспечение замкнутости СЖО может быть основано либо на увеличении числа видов, входящих в систему, либо на использовании специальных химических технологий переработки тупиковых веществ, возникающих в живых организмах в результате метаболических процессов.

Физиологический уровень замыкания учитывает изменение фазового состава воздушной и водной, сред, а также состава пищи в результате физиологических и технологических процессов, протекающих в СЖО. Его невозможно рассматривать без учета данных о метаболизме и химических процессах в СЖО. В некоторых случаях простая очистка позволяет резко увеличить коэффициент замыкания СЖО: например, поглощение углекислоты из атмосферы СЖО незамкнутого типа позволяет резко поднять коэффициент замыкания, то есть значительно увеличивает время существования человека в СЖО без запасов.

На инженерно-технологическом уровне замыкания рассматривается не только поддержание физиологического существования человека, но и поддержание всей биотехнологической среды.

При создании космических систем жизнеобеспечения требуется тщательный анализ разнообразных массообменных процессов в этих системах, и в этом смысле создание и исследование СЖО могут дать многое для понимания закономерностей функционирования биосферы. Следовательно, создание космических систем жизнеобеспечения неразрывно связано с обеспечением существования человека на Земле, а сами СЖО можно рассматривать как искусственные маленькие биосферы. В соответствии с принципами, разработанными при создании СЖО, можно конструировать и различные другие искусственные биосферы, уже без человека. Нельзя экономить на космических исследованиях: это оставит человечество неподготовленным к изменениям в биосфере, возникающим входе глобального кризиса.

- 5 -

Биосферика — новая научно-инженерная дисциплина

В свете всего сказанного возникает проблема изучения циклических глобальных процессов в биосфере, определения степени замкнутости этих процессов и изучения всех связанных с замкнутостью проблем. Понятно, что экспериментальные исследования земной биосферы крайне затруднены из-за ее размеров, медленности оборота веществ в ней и из-за возможности ее разрушения вследствие неудачных или неправильно поставленных экспериментов; да и вообще кажется этически неприемлемым экспериментальный подход к системе, в которую мы включены и от устойчивого функционирования которой зависит наша жизнь. Конечно, человечество в своем развитии, особенно в последнее время, неосознанно провело множество подобных экспериментов (к счастью, пока еще, по-видимому, не смертельных), но такие эксперименты, безусловно, должны быть прекращены. Необходимо тщательное изучение уже осуществленных воздействий человека на биосферу.

Сейчас усиленно развивается глобальное наблюдение (мониторинг) состояния биосферы с помощью космических аппаратов. Это, вероятно, единственное направление связанных с экологией исследований, куца вкладываются значительные суммы денег. Из космоса получено и непрерывно поступает огромное количество информации. Эта информация очень важна для оценки экологического состояния различных регионов и отдельных территорий, однако, человечество еще не научилось извлекать из нее сведения о глобальных циклических потоках веществ при их метаболических превращениях. По этой информации пока невозможно представить и оценить степень замкнутости биосферных циклических превращений, но других средств изучения процессов в биосфере у нас нет, и это направление исследований необходимо всячески поддерживать.

Методология современного естествознания в огромной степени основывается на экспериментальном моделировании естественных объектов. Следовательно, нужны экспериментальные аналоги земной биосферы. С другой стороны, как уже упоминалось, для освоения космоса требуется разработка замкнутых систем жизнеобеспечения человека со специально создаваемым круговоротом веществ в них. Кажется логичным, что эти системы, как и специально создаваемые замкнутые экологические системы без человека, могли бы явиться не только важным средством исследования космоса, но в то же время средством экспериментального исследования биосферы, если, конечно, удастся переносить результаты исследования одних замкнутых систем на другие.

Необходимость исследования глобальных процессов в биосфере и необходимость разработки устойчивых систем жизнеобеспечения, способных функционировать неограниченное время, поставили в повестку дня проблему создания новой науки об объектах с происходящим в них замкнутым циклическим оборотом веществ. О возникновении такой науки было объявлено на Советско-Американском симпозиуме, проходившем в Шушенском (Красноярский край) в 1989 году.

Эта наука получила название «биосферика». На симпозиуме прошла целая дискуссия о выборе термина, в результате которой термин «биосферология» решили не использовать, чтобы подчеркнуть активный характер новой науки.

Конечно, декларировать возникновение новой науки значительно проще, чем действительно создать ее. Новая наука не может существовать, пока не станет достаточно ясно, что является предметом ее изучения и, главное, каков метод изучения этого предмета. Пока представляется, что предметом исследования биосферика является вся совокупность естественных и искусственных экологических и физико-химических систем с циклическими химическими и физическими превращениями в этих системах, происходящими за счет подведения к ним энергии извне, с большей или меньшей замкнутостью этих превращений.

Метод исследования этих систем непременно должен включать теорию подобия циклических биологических и химических процессов.

Представляется вероятным, что методология биосферики приобретет в самом ближайшем будущем в некотором смысле законченный вид. При этом пока не видно, чтобы какая-либо другая наука, даже экология, претендовала на предмет биосферики.

- 6 -

Глобальный кризис как нарушение замкнутости

Скорость процессов обмена веществ в живых организмах настолько велика, что если бы не было баланса между потреблением веществ биосферы одними организмами и выделением этих веществ другими организмами, биосфера скоро прекратила бы свое существование (Камшалов, 1975). Понятно, что должна существовать система регуляции этих процессов, обеспечивающая необходимую для их баланса активность. Механизмы обеспечения такого баланса пока непонятны.

Современный химический состав биосферы возник благодаря нескольким ступеням эволюции, причем последней ступенью была эволюция продуцирующих кислород фотосинтезирующих организмов. Эти ступени эволюции происходили при снижении степени замкнутости, поскольку в оборот включались и выводились из него новые вещества, образовывались новые метаболические циклы. Например, высокое содержание в современной атмосфере кислорода и низкое углекислого газа связано не только с образованием нового кислородного цикла, но и с выведением из круговорота значительного количества биомассы растений с высоким содержанием в ней углерода и водорода.

В современный период также наблюдается сильное снижение степени замкнутости биосферы вследствие производственной деятельности человека. Дотехнологическая деятельность человечества мало влияла на химический состав биосферы: человечество было ее составной частью, хотя, конечно, в результате этой деятельности менялась биологическая структура биосферы. Производственная же деятельность человечества основывается, прежде всего, на повторном вводе в круговорот выведенных ранее веществ — на использовании превратившейся в уголь, нефть и газ биомассы растений. Но еще большую опасность представляют различные вредные химические вещества, образующиеся при сжигании этой биомассы. Такие же вредные вещества образуются в результате деятельности горнодобывающей, металлургической и химической промышленности. В результате этих воздействий условия жизнедеятельности многих организмов резко ухудшились, уменьшилась их функциональная активность и их устойчивость по отношению к самым различным биологическим, химическим и физическим воздействиям. Все ускоряется гибель различных видов, особенно высших организмов. Гибель видов происходит и в результате прямого воздействия на них человека — из-за увеличения численности человечества.

Изменение химического состава биосферы, прежде всего из-за возрастания содержания углекислого газа в атмосфере, неизбежно ведет к глобальному потеплению, которое, в свою очередь, также вызовет перестройку биосферы. Увеличение содержания в биосфере ксенобиотиков (чуждых жизни веществ) приводит к росту заболеваемости и увеличению смертности. Пока еще эти изменения компенсируются медициной, но в близком будущем состояние здоровья всего населения Земли резко ухудшится.

С другой стороны, ресурсы, используемые человечеством, не беспредельны. Их истощение неизбежно снизит производственный потенциал человечества. Поиск и использование новых ресурсов требует очень больших усилий.

Таким образом, рассматривая причины движения человечества и биосферы к глобальному кризису, мы неизбежно приходим к выводу, что они связаны, прежде всего, с нарушением замкнутости биосферы, вызванным производственной деятельностью человека. Весьма вероятно, что загрязнение биосферы широким спектром ксенобиотиков может существенно повлиять на функционирование механизмов, поддерживающих замкнутость естественных процессов метаболизма — даже еще не исследованных механизмов. А это может создать в биосфере условия, несовместимые с жизнедеятельностью большинства видов высших организмов, включая и человека. Для предотвращения этого необходимо, прежде всего, замедлить или вообще приостановить процессы нарушения замкнутости биосферы, серьезно проанализировав производственную деятельность человечества и приняв соответствующие политические, юридические и экономические меры. Задачей же фундаментальной науки являются возможно более точная оценка замкнутости метаболических процессов в биосфере, нахождение и исследование биосферных механизмов поддержания замкнутости.

- 7 -

Ноосфера как замкнутая система

По поводу понятия «ноосфера» существует множество самых различных представлений и спекуляций. Мы будем называть «ноосферой» биосферу, в которой геологическая деятельность человека сравнима с геологической деятельностью всех живых организмов. Прежде всего, необходимо выяснить, может ли быть такая система устойчивой. Из наших современных знаний ясно, что необходимое требование устойчивости — устройство в системе циклических процессов массообмена и обеспечение их замкнутости. Конечно, это условие не является достаточным. Но о достаточных условиях существования систем с циклическими массопотоками мы еще почти ничего не знаем. Нужны интенсивные научные исследования.

В любом случае для устойчивого существования ноосферы необходимы цикличность и замкнутость в ней по крайней мере основных массопотоков. Возникает вопрос: какова возможная структура таких массопотоков? Рассмотрим следующие варианты этой структуры: 1. Возможно более полная независимость техногенных массопотоков от биологических массопотоков биосферы, причем замыкание осуществляется с помощью специально разработанных технологических процессов. 2. Возможно более полная независимость техногенных массопотоков от биологических массопотоков биосферы, причем замыкание осуществляется с помощью искусственно созданных экологических систем и биотехнологических процессов. 3. Рассредоточение частично замкнутых островов техносферы на территории Земли таким образом, чтобы полное замыкание происходило с помощью экосистем биосферы. 4. Объединение технологических потоков техносферы и биологических потоков биосферы в единую глобальную замкнутую систему.

Таким образом, понятие «ноосфера» имеет сугубо материальное наполнение. Конечно, наука, культура, религия, системы мировоззрения должны развиваться по своим законам, однако необходимым следствием их развития должен быть их положительный вклад в создание и поддержание ноосферы как замкнутой по массообмену системы. Сейчас мы не можем сделать вполне определенного прогноза о структуре массопотоков и их замыкании в будущей ноосфере, но если замкнутая ноосфера не будет создана, то о перспективах достойного существования и развития человечества не может быть речи.

- 8 -

Принцип замкнутости и социальное развитие человечества

Сегодня уже ясно, что нынешнее социально-экономическое развитие западных стран, столь превозносимое средствами массовой информации, неизбежно ведет к глобальному кризису. Ясно также, что при этом типе развития человечество в целом не сможет обеспечить всем людям достойный уровень жизни: в самом деле, если образ жизни «слаборазвитых» стран будет ориентироваться на западные образцы производства и потребления, то «выравнивание» уровня жизни, часто рассматриваемое как желательная цель, неминуемо вызовет глобальную экологическую катастрофу с. непредсказуемыми социальными последствиями. Поэтому необходимо изменить цели и идеалы развития человечества. На первое место должны быть поставлены духовные, а не материальные ценности — и это касается в первую очередь развитых западных стран.

Наряду с планомерным замедлением роста численности населения следует проводить политику создания замкнутых техногенных потоков. На повестке дня стоит задача создания научно-технической программы и идеологии «замыкания» совокупности биологических и технических процессов. К этой цели должен быть направлен научный и культурный потенциал развитых стран.

Прежде всего, стоит задача — замедлить движение к глобальной катастрофе. Далее необходимо отчетливо решить вопрос о «пределах роста», которые ни в коем случае нельзя превышать. Повышение уровня жизни должно осуществляться, лишь исходя из создания замкнутых островов техносферы и их распространения на остальную территорию Земли.

Принципиальная возможность отказаться от широкого использования процессов, выпадающих из циклического действия биосферы, существует уже сегодня. Сейчас люди просто почти не заботятся о том, чтобы технологические процессы были замкнутыми. Конечно, необходима серьезная поддержка научных исследований, ведущихся в этой области.

Если движение человечества к катастрофе удастся замедлить, появится время для решения самых серьезных проблем. Прежде всего, необходимо создание социальной структуры человеческого общества, способствующей устройству замкнутых техногенных циклов, не оказывающих вредного воздействия на существующие биосферные циклы. Это непростая задача, но без ее решения движение к замкнутой ноосфере окажется невозможным.

- 9 -

Заключение

Таким образом, основой устойчивого существования биосферы являются координированные замкнутые циклические массопотоки веществ, непрерывно образующихся и распадающихся в биологических процессах. Законы функционирования биосферы все еще остаются невыясненными, и для изучения этих законов будут весьма полезны результаты, получаемые при создании и исследовании космических систем жизнеобеспечения, предназначенных для освоения человеком космоса.

Единственной наукой, создающейся в настоящее время и изучающей замкнутые циклические процессы как в земной биосфере, так и в искусственных биосферах, является биосферика, и она нуждается в эффективной поддержке вследствие быстрого движения человечества к глобальному кризису, а может быть, и к полной катастрофе. Это движение связано с тем, что человечество практически игнорирует принцип замкнутости. Устойчивое существование человечества как цивилизованного сообщества возможно только при переходе биосферы и человечества в состояние ноосферы, основанной на замкнутых циклических техногенных и биологических процессах.

Все духовные усилия человечества, все изменения его социально-экономической и политической структуры должны поддерживать эволюцию биосферы по направлению к замкнутой ноосфере. В противном случае существование цивилизованного человеческого общества будет невозможно.