Гіпотеза Геї

Міністерство освіти і  науки України

Хмельницький національний університет

Кафедра прикладної математики та соціальної інформатики

 

 

 

 

 

 

 

Доповідь з дисципліни «Системний аналіз» на тему:

Гіпотеза Геї

 

 

 

 

 

Виконав:

ст. гр. Інф-09-1                                                                              Бакай Д. М.

Перевірила:

доц. кафедри  ПМСІ                                                                        Григорук С.С.

                                                                                          

 

 

 

 

 

 

 

Хмельницький, 2013

Зміст

Вступ………………………………………………………………………….…..3

1. Історія винекнення теорії Лавлока………………………………………4
2. Геофізіологічні гіпотези та їх підтвердження…………………………..5
3. Теорія Геї …………………………………………………………………7
4. Хвороба Геї ………………………………………………………………13

Висновок………………………………………………………………………...10                                                                                                           

Перелік посилань……………………………………………………………….12                                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Якщо розглянути перелік сучасних наукових гіпотез  з метою з'ясувати, якою теорії найбільш розмита межа між відчутним і  божественним, то, швидше за все, список очолить гіпотеза Геї. Незважаючи на це, зростаючий потік доказів на підтвердження ідеї "живої Землі", що накопичився за останні 40 років і поповнюється новими фактами, знаходить все більшу популярність у колах вчених різних галузей науки.[1]

У гіпотезі Геї Дж. Лавлока підкреслюється, що нероздільна, спільна еволюція біологічних і небіологічних систем призвела до появи і розвитку Геї – планетарної системи, яка володіє гомеостатичними властивостями (підтримання протягом мільярдів років щодо постійного хімічного складу атмосфери, океану, гірських порід, клімату). Фактично, теорія Геї - це частково більш пізнє незалежнє відкриття низки положень теорії Біосфери В. І. Вернадського, а в багато чому - розвиток біоцентричного підходу до планети, при якому посилюється аналогія з організмом. При цьому Дж. Лавлок і його численні прихильники розвивають геофізіологію та пропонують планетарну медицину. Планетарна медицина займається не здоров'ям окремих людей, а здоров'ям всієї планети. Антропоцентричний підхід, при якому людина постає в ролі керівника планетою Земля відкидається в рамках цього біоцентричного і скептичного напряму, а мрії з приводу ноосфери навіть не обговорюються. Сучасна індустріальна цивілізація постає в концепції Геї як патогенний фактор, з яким вона в кінці кінців впорається. Людина буде виключена з глобальної симбіотичної спільноти, (зрозуміло, якщо різко не змінить свого ставлення до Геї). Серйозне попередження, людини з метою зміни його відношення до планети – одна з головних функцій теорії Геї.[2]

 

 

 

1. Історія винекнення теорії Лавлока

Попередником Лавлока  був Джеймс Гаттон, «батько» сучасної геології. Він ще в 1785 році висловив припущення про те, що Земля — це живий надорганізм, який має свої системи обміну речовин і дихання (що виражаються геологічними процесами — такими, наприклад, як ерозія). Ідеї Гаттона були похоронені Дарвіном, який стверджував, що в ході природного добору живі організми пристосовуються до будь-яких умов, які тільки може надати їм планета.

Джеймс  Лавлок, британський хімік, запрошений до Каліфорнії НАСА, яке готувало до запуску серію зондів, які були покликані оцінити імовірність існування життя на Марсі й Венері, а також створити інструментарій для виявлення мізерних концентрацій тих чи інших хімічних елементів у атмосфері. Лавлок вказав на методологічну помилку (неможливо передбачити, якою саме хімією «живиться» життя, слід розробити загальний принцип пошуку життя в космосі) і сформулював власний метод Ентропійного аналізу. У неживому світі ентропія зростає. Сама собі атмосфера планети без життя рано чи пізно врівноважує вміст речовин у ній, досягаючи енергетичного мінімуму. Протидіє ж ентропійному росту — життя, яке споживає енергетично активні елементи і викидає шлак. Отже, планета з атмосферою з вуглекислого газу майже напевно має бути неживою. Навпаки, присутність кисню має вказувати на присутність життя.

У вересні 1965 року Лавлок прийшов до думки про те, що земне життя навчилося підтримувати необхідні для себе умови існування, вступивши з планетою в якусь форму взаємовигідної співпраці. Письменник Вільям Голдінг запропонував Лавлоку назвати теорію на честь давньогрецької богині Землі — гіпотезою Геї.

 

2. Геофізіологічні гіпотези та їх підтвердження

На початок 70-х років у теорії Лавлока стали з'являтися захисники і послідовники. У 1970 році Лінн Маргуліс, біолог Бостонського університету, висловила думку про те, що сполучну роль у взаємодії між життям і планетою повинні грати мікроорганізми. До того часу існувала думка, ніби сірка, вимивається в океан з ґрунту і повертається на суходіл у вигляді сірководню. Лавлок висловив в цьому сумнів, і зробив своє знамените «сірчане пророцтво». У 1971 році він організував дослідницьку експедицію і на борту судна RV Shackleton і довів, що сірка піднімається в атмосферу у вигляді диметилсульфіду, який продукується гниючими морськими водоростями. Так гіпотеза Геї отримала перше практичне підтвердження.

Вирішальну роль у становленні гіпотези зіграв створений  Лавлоком комп'ютерний світ Daisyworld — модель планетарного життя, яка заснована саме на принципах теорії еволюції Дарвіна. У 2002 році один із послідовників Лавлока, еволюціоніст Тім Лентон з Університету Східної Англії виступив із заявою про те, що гіпотеза не тільки не суперечить вченню Дарвіна, а й доповнює його. А рік потому Такесі Сугімото з Університету Канагави (Kanagawa University) показав, як відкриті Дарвіном процеси адаптації стимулюють «геєподібні» процеси, допомагаючи життю зміцнювати свої позиції на нашій планеті.

У 2008 році група вчених під керівництвом професора Брента Крайстнера (Brent Christner) з факультету біологічних наук Університету Луїзіани виявила, що майже за всі опади можуть відповідати бактерії, зокрема, Pseudomonas syringae (паличкоподібна бактерія з одним джгутиком). Було доведено, що бактерії можуть подорожувати з хмарами на далекі відстані й спричинювати опади по всьому світові при досить високих температурах, виступаючі у ролі центрів кристалізації. Це відкриття вважається ще одним підтвердженням гіпотези Геї.

У травні 2012 року вчені  з Університету штату Меріленд розробили  наукову методику для відстеження  руху сірки в ланцюзі «живі  організми-океан-атмосфера-суша». Таким  чином вперше з'явилася можливість підтвердити або спростувати  спірну «гіпотезу Геї».

Нова методика являє  собою прямі вимірювання ізотопного складу діметилсульфід і його попередника  диметилсульфониопропионата. Ці виміри показують відмінності в ізотопних  співвідношеннях двох сполук сірки, які виробляються макроводорості і  фітопланктоном. Вимірювання пов'язані  з метаболізмом даних організмів океану і дозволяють відстежувати шлях діметилсульфід з океану в атмосферу  і далі[3].

 

3. Теорія Геї

Виходячи з теорії Геї, планета Земля являє собою  цілісний організм. Всі живі істоти на планеті тісно пов'язані не тільки між собою, але і з об'єктами неживої природи, в результаті чого утворюється саморозвивається, нероздільна  і саморегулююча система, яка  за своїми властивостями нагадує  фізіологічну систему живого організму. Різні екосистеми планети як би представляють  собою органи цього величезного  тіла, а сама будівля має чітку  ієрархію: клітини - органи - організми - екосистеми - біосфера, які одночасно  проникають у повітря, воду, грунт. Але  оскільки основну масу цього тіла усе-таки становлять неорганічні речовини, то образ цього надорганізма подібний, на думку Дж. Лавлока, зі стовбуром  дерева: життя на планеті - це дуже тонкий шар зеленого камбію під корою, а  основна його маса - це нежива деревина , яка в значній мірі породжена  цієї тонкої плівкою життя. Розвиток подібного підходу до взаємодії  живого і неживого речовини призвело до появи нового напряму в науці - геофізіологіі. Сукупність живих організмів, за словами російського дослідника А. Б. Казанського, як би підлаштовує  глобальні показники середовища під себе. Сам Дж. Лавлок так описує цю картину: «Завдяки безперервної активності живих організмів, умови на планеті  підтримуються у сприятливому для  життя стані протягом останніх 3600 млн років. Будь-які види, які несприятливим  чином впливають на навколишнє середовище, роблять її менш придатною для  потомства, будуть, в кінці кінців, вигнані ... »

Високий рівень самоорганізації  Геї обумовлює можливість підтримки  ряду її параметрів у відносно стабільному  стані, тобто саморегуляції, яка  свойствена і окремим живим істотам. Наприклад, теплокровні організми, в тому числі і людина, здатні підтримувати постійну температуру  свого тіла, якщо звичайно зовнішні температури не перевищують критичних  величин. Але у випадку якихось  внутрішніх змін, тих же захворювань, температура організму може змінюватися  і рости. Тому температура всієї  планети відносно стабільна, незважаючи на те, що сонячна активність може змінюватися. Проте внутрішні процеси на Землі є куди більш вагомими факторами зміни тієї ж температури, якщо щось починає відбуватися не так в гігантському надорганізме.

Теорія Геї має  деяку схожість з вченням В. І. Вернадського про Біосферу. Однак у двох цих концепцій є принципові відмінності. Гея Лавлока - це планета Земля в цілому, а не тільки жива речовина, тому в даній теорії питання про просторових межах надорганізма не піднімається. По-друге, теорія Лавлока категорично не сприймає думки про контроль планети з боку людини, як це виражено в концепції В. І. Вернадського про ноосферу.[5]

Теорія Геї має  чимало критиків. Так, біолог П. Уорд відзначає, що багато масові вимирання на планеті  відбувалися з внутрішніх причин, з чого випливає, що здатність до розумної саморегуляції як мінімум  перебільшена. На думку іншого біолога  Р. Добкінза, «егоїзм» теорії Дарвіна  суперечить «альтруїзму» саморегуляції  Геї, у зв'язку з чим еволюція була б неможливою. Крім того, він зазначає, що оскільки планета не здатна відтворюватися, то немає і природного відбору  серед планет. Загалом, безліч критиків підходять до даної теорії з суворою  прямолінійністю. З іншого боку, деякі  дослідники вказують на той факт, що ідеї, висловлені Дж. Лавлоком, в цілому не виходять за рамки традиційної  геофізики, важливу роль живих організмів в якій мало хто ставить під  сумнів. Тому нічого принципово нового, на їхню думку, в теорії Геї немає.Сам  Дж. Лавлок і його колега біолог Л. Маргуліс останнім часом все частіше наполягають  на тому, що теорія Геї не носить суто наукового характеру. Гея як суперорганізм - це не прямий факт, а метафора. Та й  пристрій життєвих процесів на планеті  настільки складний, що традиційний науковий аналіз навряд чи коли-небудь зможе дати чітку відповідь на питання, що ж таке Гея. До цього варто додати і той факт, що філософи-екзистенціалісти в ХХ столітті непогано попрацювали і тепер достовірність самого наукового аналізу багато в чому можна поставити під сумнів. Тому вчення про Геї швидше філософське, ніж строго наукове. Дж. Лавлок продовжує називати своє вчення гіпотезою і «способом життя агностиків», тобто тих, хто не вірить в можливість абсолютного пізнання світу. У той же час образ Геї, як богині Землі, надав цьому вченню емоційну, можна сказати естетичну забарвлення, яку підхопили багато екологічно небайдужі люди. Але не можна не згадати і того факту, що окремі сумнівні особистості нерідко спекулюють на таких гіпотезах, видаючи бажане за дійсне. Тому початкову теорію Геї слід відрізняти від різного роду містичних, міфологічних, езотеричних та інших сумнівних нашарувань. Геофізіологія передбачає поняття планетарної медицини. Сам автор теорії вважає найнебезпечнішими для здоров'я Геї винаходами людства Мотопили, автомобіль і тваринництво. Саме ці явища обумовлюють «хвороба» Геї. Виходячи з теорії Геї, неспокій тільки лише про людину, як про особливе біологічному вигляді, за допомогою технічних досягнень і з одночасним погіршенням середовища проживання для інших видів рано чи пізно повернеться бумерангом і до людини. Загордившись себе богом і спокушена плодами науково-технічного прогресу, людина починає боротися з Геї, забуваючи, що вона всього лише один з її компонентів. Тому людину чекає неминучу поразку, оскільки це боротьба проти самого себе.

 

 

4. Хвороба Геї

У лютому 2003 року Джеймс Лавлок випускає книгу під назвою "Відплата Геї", в якій розвиває свою теорію, що описує Землю як в  буквальному сенсі живий організм, здатний хворіти і страждати. Напередодні виходу книги він опублікував статтю, в якій коротко описує суть "Відплата Геї". Людство, з точки зору Лавлока, є "нервовою системою" Землі, завдяки якій Гея усвідомлює саме себе, пізнає свій вигляд і місце у Всесвіті. Але "нервова система" Геї приносить їй же самій незліченні лиха ...  
"Гея зробила мене планетарним лікарем, і, оскільки я сприймаю свою професію всерйоз, мені хоч-не-хоч доводиться повідомляти погані вісті", - пише Лавлок. - Центри з вивчення клімату у всьому світі, що представляють собою еквівалент діагностичної лабораторії чи лікарні, доповідають про фізичний стан Землі, і фахівці бачать, що планета серйозно хвора, і в найближчий час у неї почнеться лихоманка, яка триватиме не менше 100 тисяч років. І я повинен сказати вам, члени Земний сім'ї, і сама її близька частина, що ви, і особливо цивілізація знаходимося в смертельній небезпеці".

За твердженнями Лавлока, планета підтримувала себе у здоровому і міцному стані, як і будь-яка тварина, протягом більш ніж трьох мільярдів років свого існування. Проте ми почали забруднювати її якраз в той момент, коли з-за сонячної активності це менш за все слід було робити. Лихоманка ось-ось почнеться, а за нею піде і стан, схожий з комою. Планета вже побувала в цьому стані і одужала, але на це пішло 100 тисяч років.Людство несе відповідальність за цю хворобу, і ми випробуємо всі наслідки цього: вже протягом цього століття температура на середніх широтах підскочить у середньому на 8 градусів, а в тропіках - на 5.  
Це означає, що більша частина суші в тропічних широтах, покриється в кращому випадку низькорослої рослинністю, або просто звернеться до пустелі, і отже, в кліматичній саморегуляції більш ролі ніякої грати не буде. Таким чином, 40% поверхні Землі виявиться виснаженою і безплідною.  
Аерозольне забруднення в Північному півкулі, що сприяє зниженню проникності атмосфери, - і відповідно, стримуючий загальний нагрів, - зникнути може буквально за кілька днів, і це, пише Лавлок, означає, що ще до кінця сторіччя мільярди людей загинуть, а ті, що вижили будуть тулитися в Арктичних широтах, де клімат залишиться терпимим.[4]

 

Висновок

Отже, Гея – це своєрідна самоорганізувальна система, метафорично, як зазначає сам Лавлок, – це суперорганізм, що має саморегуляторні  геофізіологічні властивості, тобто  підтримує цілий ряд параметрів внутрішнього середовища на відносно стабільному, сприятливому для живих  організмів рівні. Власне, гіпотеза Геї  й полягала у твердженні, що в  планетарному масштабі життя активно  підтримує відносно стабільні умови  на Землі, комфортні для власного існування. Інакше кажучи, біота організує  глобальні параметри середовища, безперервно "вибудовуючи" їх під  себе в процесі власного еволюційного розвитку (гомеорез). "Увесь лик  Землі, клімат, склад гірських порід, повітря й океанських вод, є не лише результатом геологічних процесів, а і наслідком присутності  життя. Завдяки безперервній активності живих організмів, умови на планеті  підтримуються у сприятливому для  життя стані впродовж останніх 3.6 мільярдів років. Будь-які види, котрі  несприятливим чином впливають  на довкілля, роблять його менш придатним  для потомства, врешті-решт вигнані  так само, які найбільш слабкі, еволюційно непристосовані види...".