生物圈。科学发现的历史和本质

生物圈。科学发现的历史和本质

最重要的科学发现

新学说的作者—— 弗拉基米尔伊万诺维奇韦尔纳德斯基在他的“地球化学论文集”中指出，关于生命意义的想法是一种影响行星过程过程的累积作用现象，尤其是在 XNUMX 世纪自然科学家的著作中，十、惠更斯. Z.L. de Buffon, F. Vic d'Azire 和 J·拉马克. 因此，拉马克的“水文地质学”包含了对生命作为行星现象的自然科学描述的尝试。此外，维尔纳德斯基强调了海王星的理论：“与水密切相关的生命在创造我们周围的自然中占有一席之地。对海王星来说，生命是一股巨大的力量，而不是历史上的偶然现象。星球。”

可以理所当然地认为是描述生物圈的自然科学方法的先驱 A.洪堡 XNUMX 世纪最伟大的博物学家之一。在他的早期作品和后期的合成作品“宇宙”中，他总结了这样的理解：“......生命物质是地球表面不可分割的规则部分，与它的化学环境不可分割。”

奥地利地质学家 E. Suess 绘画出色，想象力丰富，他从太空中想象出我们的星球，突出显示了特殊区域：水圈（天然水域）、岩石圈 - 地壳、生物圈。在他的理解中，生物圈是地球的表面，是地球的景观。这个术语在苏斯的作品中的含义是相当隐喻的。这里还没有得到深入的科学发展。

也许，本世纪初的英国海洋学家 J. Murray 最合乎逻辑地描述了地圈：

“目前，自然科学家将“生物圈”一词指定为覆盖全球大气层、水圈和岩石圈接触和混合的地方的生命物质的覆盖层。在陆地上，生物不会升到离地表太高的位置，无法深入到其内部。在海洋中，情况有所不同。生命无处不在，在整个海洋水域中 - 从赤道到两极，从表面到最底部......”

穆雷的思想成为俄罗斯科学家韦尔纳德斯基的起点，开启了生命物质和生命环境形成一个整体——生物圈这一学说的开端。

弗拉基米尔·伊万诺维奇·维尔纳德斯基 (Vladimir Ivanovich Vernadsky, 1863–1945) 出生于圣彼得堡的经济和历史教授 I.V. 的家庭。韦尔纳德斯基。他的父亲是著名的经济学家和圣彼得堡大学的历史学家，他的家是俄罗斯科学界杰出人物聚集的地方之一。

从三年级开始，弗拉基米尔就在圣彼得堡古典体育馆学习——俄罗斯最好的体育馆之一。后进入圣彼得堡大学物理与数学学院。在学生时代，弗纳德斯基深受矿物学老师 V.V. 的影响。多库恰耶夫。 Dokuchaev 并邀请他的学生研究矿物学和晶体学。几年后，出现了弗拉基米尔关于泥火山和石油的第一部作品，然后是哲学文章。

1885 年，弗拉基米尔从大学毕业，留校从事科学工作。然后 Vernadsky 在国外（意大利、德国、法国、英国、瑞士）出差两年。他在化学和晶体实验室工作，进行地质考察，熟悉最新的科学和哲学文献。

回到俄罗斯后，维尔纳德斯基成为莫斯科大学矿物学助理教授。成功通过硕士论文答辩后，他开始讲课。 1897年，轮到为他的博士论文（“晶体物质滑动现象”）辩护。不久，维尔纳德斯基被邀请到莫斯科大学担任矿物学和晶体学系主任。多年来，弗拉基米尔·伊万诺维奇在这里讲授并进行了许多使他光荣的科学研究。

In 1906, Vernadsky was elected a member of the State Council from Moscow University. 两年后，他成为了一位非凡的学者。

从 1906 年到 1918 年，他的基础著作“描述矿物学的经验”的单独部分出版。

Vernadsky 从一个全新的角度处理矿物学：他提出了所有矿物演化的想法，从而为矿物学设定了比以前更广泛和更深的新任务。根据 Vernadsky 的说法，矿物学的主要目标是研究地壳中矿物的历史。

作为最早的大学教授之一，维尔纳德斯基开始在莫斯科开设的高等女性课程中工作。然而，在 1911 年，他在大学围墙内的活动被打断：与当时最大的科学家一起，矿物学教授离开了莫斯科大学，抗议教育部长卡索试图在俄罗斯教育中引入的警察制度。机构。他搬到彼得堡。

Vernadsky 在这里成为了科学院地质和矿物学博物馆的馆长。 1915 年，在弗拉基米尔·伊万诺维奇 (Vladimir Ivanovich) 的倡议和主持下，俄罗斯科学院 (KEPS) 成立了俄罗斯自然生产力研究委员会。

Vladimir Ivanovich, elected in 1916 as chairman of the scientific council under the Ministry of Agriculture, continued his scientific research, publishing articles on mineralogy, geochemistry, minerals, the history of natural science, the organization of science, and meteoritics.

1917 年，维尔纳德斯基的健康状况恶化。他被诊断出患有肺结核。夏天，他去了乌克兰。内战的动荡事件在基辅找到了他。 Here he actively participates in the creation of the Ukrainian Academy of Sciences and is elected its president.

但对 Vernadsky 来说，主要的事情仍然是科学和理论工作。在基辅、波尔塔瓦、Staroselye（生物站）、哈尔科夫，然后在罗斯托夫、新罗西斯克、雅尔塔、辛菲罗波尔逗留期间，他奠定了生物地球化学活动学说的基础。

Vernadsky在1919年发表了一篇文章《论亚速海地球化学研究的任务》。对海洋地球化学的深入研究帮助他创立了生物圈学说。

在这篇文章中，这位科学家从来没有提到过“生物圈”这个词，似乎没有很重视它。但在下一篇文章中，情况发生了变化。它被称为“关于生物圈中的镍和钴”。

无论如何，但在 1921 年，Vernadsky 从生命物质的地球化学分析转向生命环境的知识，其中包括相互作用的生命物质和无生命（惰性）。

1922年，维尔纳德斯基完成了他的作品《活的物质》。 Vladimir Ivanovich 很清楚，这项理论工作在生物科学和地质科学的交叉领域开辟了一个新的知识领域。

在这项工作之前，研究生物体的生物科学与关注地球、岩石和矿物、地形和地质结构知识的地质科学之间存在着不可逾越的鸿沟。

韦尔纳德斯基在这里首次表明生命是一种行星现象。有机体的整体——生命物质——是地球的一部分，可以被视为一个地质物体。生命物质是一种特殊的地球化学力量，积极参与生命区域——生物圈中发生的所有过程。

“任何曾经睁开眼睛、以自由的思想和心灵尝试独处的人，在城市或庄园的人工环境之外，在大自然中——至少是被人类在我们城市和村庄周围急剧改变的环境中——清楚地、清楚地感受到它与其他动植物世界密不可分的联系。在寂静的夜里，当人类创造的外部环境的特殊框架冻结时，在草原或海洋中，在高山之巅，这它在生命物质的凝结中尤其强烈——在大海或海洋的海岸上，在森林中，在一条大河上，或者至少在一个浅池塘或远离定居点的湖……”

Vernadsky 得出了一个对地球科学和生命科学非常重要的结论：“有机体与地壳密不可分，必须与其研究密切相关。如果与地壳。”

副总裁卡兹纳切耶夫写道：“与他的前辈不同，V.I.韦尔纳德斯基在‘生物圈’概念中充满了深刻的、系统证实的科学内容。首先，从生物地球化学的角度来看，这是地球的外壳，生命在其中广泛存在。生物圈是一个行星-宇宙自然现象，其生命物质是地球演化中新的地质力量。

请注意，生物圈的概念并不等同于地理信封的概念，在文献中，地理信封被理解为基于岩石圈、水圈、大气和影响生物体的相互作用的行星表面的异质自然复合体。

另一方面，生物圈是一种特定的自然现象，是一个完整的自我发展系统，其中首先提出了生命物质的活动。

根据韦尔纳德斯基的定义，生物圈是“地球及其上层外壳——地壳机制的自然表现”。在描述生物圈特征时，科学家强调了宇宙因素的重要性。 “一方面，我们这里有一个自然实验室，受各种形式的宇宙能量的剧烈影响所支配……另一方面，地球上的一个区域不断地接收着宇宙物质的不断涌入和数十亿年的能量，它是在与我们星球不同的条件下形成的……”根据这位科学家的说法，生物圈的物质很复杂，有几个组成部分。

其中，科学家确定了以下几点：1）生物体的总和——生命物质； 2）由生物体创造和加工的物质——生物物质（煤、沥青、石灰石、油等）； 3) 由生物不参与的过程形成的惰性物质（固体、液体、气体等）； 4）生物惰性物质，由生物体和惰性过程同时产生，代表了两者系统的动态平衡（生物圈中几乎所有的水、油、土壤、风化壳等）——生物起主导作用在他们中; 5) 处于放射性衰变过程中的物质； 6）散射原子，在宇宙辐射的影响下，由各种类型的地球物质不断产生，其流不断地进入近地空间。它们的物理成分需要进一步研究； 7) 宇宙起源物质，包括从太阳电磁场进入电离层、从外太空穿透的单个原子和分子。

韦尔纳德斯基将生物圈定义为一种自然现象，他首先将其核心视为地球的宇宙行星演化过程，以及生命物质在这一演化中作为生物圈主要系统形成因素的作用。地球条件下的生物圈是生命物质的一种容器，它以生命物质为基础。在这方面，生物圈本身表现为一个复杂的自我调节的宇宙空间系统，一个地球的新外壳。

Vernadsky 是第一个感受和理解生物圈中生命物质的统一性的人。在维尔纳德斯基的思想刚刚进入科学的那些年里，它们看起来纯粹是理论上的，与人们的迫切需求无关。

今天，生物圈学说是所有旨在改造自然的人类活动的科学基础。它成为许多全球和区域生态变化和预测的基础；比较行星学、空间生态学和人类生态学的许多研究都以此为基础。

作者：萨明 D.K.

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