Введение

«Первый шаг – создание из обыденной жизни картины мира – дело чистой науки», – писал выдающийся физик XX в. М. Планк .

Исторически первой естественнонаучной картиной мира нового времени была механистическая картина, которая напоминала часы: любое событие однозначно определяется начальными условиями, задаваемыми (по крайней мере, в принципе) абсолютно точно, а в таком мире нет места случайности. В нем возможен «демон Лапласа» – существо, способное охватить всю совокупность данных о состоянии Вселенной в любой момент времени, могло бы не только точно предсказать будущее, но и до мельчайших подробностей восстановить прошлое. Представление о Вселенной как о гигантской заводной игрушке преобладало в XVII – XVIII в. в. Оно имело религиозную основу, поскольку сама наука вышла из недр христианства.

Бог как рациональное существо создал мир в основе своей рациональный, и человек как рациональное существо, созданное Богом по своему образу и подобию, способен познать мир. Такова основа веры классической науки в себя и людей в науку. Отринув религию, человек эпохи Возрождения продолжал мыслить религиозно. Механистическая картина мира предполагала Бога как часовщика и строителя Вселенной.

Механистическая картина мира основывалась на следующих принципах: связь теории с практикой; использование математики; эксперимент реальный и мысленный; критический анализ и проверка данных; главный вопрос: как, а не почему; нет «стрелы времени» (регулярность, детерминированность и обратимость траекторий).

Но XIX в. пришел к парадоксальному выводу: «Если бы мир был гигантской машиной, – провозгласила термодинамика, – то такая машина неизбежно должна была бы остановиться, т. к. запас полезной энергии рано или поздно был бы исчерпан» . Затем пришел Дарвин со своей теорией эволюции и произошел сдвиг интереса от физики в сторону биологии.

Главный результат современного естествознания, по Гейзенбергу, в том, что оно разрушило неподвижную систему понятий XIX в. и усилило интерес к античной предшественнице науки – философской рациональности Аристотеля.

«Одним из главных источников аристотелевского мышления явилось наблюдение эмбрионального развития – высокоорганизованного процесса, в котором взаимосвязанные, хотя и внешне независимые события происходят, как бы подчиняясь единому глобальному плану. Подобно развивающемуся зародышу, вся аристотелевская природа построена на конечных причинах. Цель всякого изменения, если оно сообразно природе вещей, состоит в том, чтобы реализовать в каждом организме идеал его рациональной сущности.

В этой сущности, которая в применении к живому есть в одно и то же время его окончательная, формальная и действующая причина, – ключ к пониманию природы. Рождение современной науки – столкновение между последователями Аристотеля и Галилея – есть столкновение между двумя формами рациональности» .

Итак, можно выделить три картины мира: электромагнитную, механистическую, эволюционную. В современной естественнонаучной картине мира имеет место саморазвитие. В этой картине присутствует человек и его мысль. Она эволюционна и необратима. В ней естественнонаучное знание неразрывно связано с гуманитарным.

1. Механистическая картина мира.

К совершенству стремились в XVII-XIX веках именно частные науки, которые только-только начинали обретать статус самостоятельности и науки. Это был период прорыва их к новым горизонтам истин.

Классическая механика выработала иные представления о мире, материи, пространстве и времени, движении и развитии, отмеченные от прежних и создала новые категории мышления - вещь, свойство, отношение, элемент, часть, целое, причина, следствие, система - сквозь призму которых сама стала смотреть на мир, описывать и объяснять его.

Новые представления об устройстве мира привели к созданию и Новой Картины мира - механистической, в основе которой лежали представления о вселенной как замкнутой системе, уподобляемой механическим часам, которые состоят из незаменимых, подчиненных друг другу элементов, ход которых строго подчиняется законам классической механики .

Законам механики подчиняются все и вся, входящие в состав вселенной, а, следовательно, законам этим приписываются универсальность. Как и в механических часах, в которых ход одного элемента строго подчинен ходу другого, так и во вселенной, согласно механистической картине мира, все процессы и явления строго причинно связаны между собой нет места случайности и все предопределено.

В механистической картине мира задаются мировоззренческие ориентации и методологические принципы познания. Механицизм, детерминизм, редукционизм образуют систему принципов, регулирующих исследовательскую деятельность человека. Открывая законы, описывающие природные явления и процессы, человек противопоставляет себя природе, возвышает себя до уровня хозяина природы.

Так человек ставит свою деятельность на научную основу, ибо он, исходя из механистической картины мира, уверился в возможность с помощью научного мышления выявить универсальные законы функционирования мира. Эта деятельность оформляется в рационалистическую. Безусловно, предполагается, что такая деятельность целиком должна основываться на целевых установках, принципах, нормах, методах познания объекта. Поступки (научные) и действия исследователя, основанные на предписаниях методического характера обретают черты устойчивого образа деятельности.

В рассматриваемый период исследовательская деятельность в астрономии, механике, физике была достаточно рационализирована, а сами эти науки занимали лидирующее место в естествознании.

Физика как наиболее разработанная область естествоиспытания, задавала фон для развития других отраслей науки. Последние же тяготели к рационально-методологическим принципам и понятиям физики, механики. Как это на самом деле происходило можно проследить на историко-научном материале биологии.

В XVII – нач. XIX вв. был период господства механической картины мира. Законы механики рассматриваются как универсальные и единые для всех отраслей естествознания.

Эмпирические факты биологии, являющиеся фиксацией наблюдаемых в периоде единичных явлений, редуцируются к механическим закономерностям, Иными словами, способ формирования фактов в биологии строится на механистических представлениях о мире.

Например, такие факты, как: "Птица, которую потребность влечет к воде, чтобы найти здесь себе жизненное пропитание, раздвигает пальцы на ногах, готовясь грести и плыть по водной поверхности"; "Кожа, соединяющая пальцы при основании, привыкает растягиваться благодаря этим беспрестанно повторяющимся раздвиганиям пальцев .

Так, со временем образовались те широкие перепонки между пальцами уток, грей, какие видим сейчас", целиком детерминированы идеями механистического детерминизма. Это однозначно видно из интерпретации указанных фактов. "Частое пользование органом, обратившееся в привычку, увеличивает способность того органа, развивает его самого и сообщает ему размеры и силу действия"; "Неупотребление органа, сделавшееся постоянным вследствие усвоенных привычек, постепенно ослабляет этот орган и, в конце концов, приводит его к исчезновению и даже к полному уничтожению".

Механистический подход к системе адаптации "животный организм – окружающая среда" дает соответствующий эмпирический материал.

Уже в прошлом веке физики дополнили механистическую картину мира электромагнитной. Электрические и магнитные явления были известны им давно, но изучались обособленно друг от друга. Дальнейшее их исследование показало, что между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту связь и создать единую электромагнитную теорию .

Действительно, ученый Эрстед (1777-1851), поместив над проводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, обнаружил, что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли, что электрический ток создает магнитное поле .

Позднее английский физик Майкл Фарадей (1791-1867), вращая замкнутый контур в магнитном поле, обнаружил, что в нем возникает электрический ток. На основе опытов Фарадея и других ученых английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) создал свою электромагнитную теорию . Таким путем было доказано, что в мире существуют не только вещество в виде тел, но и разнообразные физические поля. Одно из них было известно и во времена Ньютона и теперь называется гравитационным полем, а раньше рассматривалось просто как сила притяжения, возникающая между материальными телами. После того как объектом изучения физиков наряду с веществом стали разнообразные поля, картина мира приобрела более сложный характер. Тем не менее, это была картина классической физики, которая изучала знакомый нам макромир. Положение коренным образом изменилось, когда ученые перешли к исследованию процессов в микромире. Здесь их ожидали новые необычайные открытия и явления.

Изучение экономики предполагает и предварительное рассмотрение панорамы современного естествознания, поскольку исследование происходящих экономических процессов невозможно без применения современных научных методов для понимания природных явлений как неотъемлемой части жизнедеятельности человека, в том числе и экономической. В то же время рассмотрение тенденций развития современного естествознания позволит различать экстенсивный и интенсивный характер изменения способов познания природы по аналогии с экстенсивным и интенсивным развитием экономики. Так, экстенсивное развитие естествознания обеспечивается проявлением и совершенствованием уже имеющихся способов исследования природы, в то время как интенсивный – возникновением качественно новых способов.

В конце прошлого и начале нынешнего веков в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего, это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считались атомы, то в конце прошлого века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц).

Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом (1871-1937), атом уподоблялся миниатюрной Солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система была, однако, неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро. Но опыт показывает, что атомы являются весьма устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. В связи с этим прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Нильсом Бором (1885-1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергии. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую .

Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции.

В 30-е годы XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, например электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем было доказано экспериментально, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля – свойства корпускул. Это получило название дуализма волны и частицы и было представлением, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла.

До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а физические поля - волновыми свойствами. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что микрочастицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так и волн.

В 1925-1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи – микромире, была создана новая волновая, или квантовая, механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения в микромире.

Другая фундаментальная теория современной физики – теория относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую математическую, форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших при описании физических явлений.

Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоит в том, что она впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика.

Еще более радикальные изменения в учении о пространстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой. Теоретические выводы из нее были экспериментально подтверждены во время наблюдения солнечного затмения. Согласно предсказаниям теории луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен отклониться от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было подтверждено наблюдениями. Более подробно эти вопросы мы рассмотрим в следующей главе. Здесь же достаточно отметить, что общая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно тяготеющих масс, и структурой физического пространства – времени.

Научно-техническая революция, развернувшаяся в последние десятилетия, внесла много нового в наши представления о естественно-научной картине мира. Возникновение системного подхода позволило взглянуть на окружающий нас мир как на единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем .

С другой стороны, появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о самоорганизации, дало возможность не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит прежде всего в том, что она впервые показала, что процессы самоорганизации могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы и ее неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в ней процессы самоорганизации. Так, уже на предбиологическом уровне возникают автопоэтические процессы, т.е. процессы самообновления, которые в живых системах выступают в виде взаимосвязанных процессов ассимиляции и диссимиляции. Главное достижение синергетики и возникшей на ее основе новой концепции самоорганизации состоит в том, что они помогают взглянуть на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и развития.

В каком отношении синергетический подход находится к общесистемному? Прежде всего подчеркнем, что два этих подхода не исключают, а, наоборот, предполагают и дополняют друг друга. Действительно, когда рассматривают множество каких-либо объектов как систему, то обращают внимание на их взаимосвязь, взаимодействие и целостность.

Синергетический подход ориентируется на исследование процессов изменения и развития систем. Он изучает процессы возникновения и формирования новых систем в процессе самоорганизации . Чем сложнее протекают эти процессы в различных системах, тем выше находятся такие системы на эволюционной лестнице. Таким образом, эволюция систем напрямую связана с механизмами самоорганизации. Исследование конкретных механизмов самоорганизации и основанной на ней эволюции составляет задачу конкретных наук. Синергетика же выявляет и формулирует общие принципы самоорганизации любых систем, и в этом отношении она аналогична системному методу, который рассматривает общие принципы функционирования, развития и строения любых систем. В целом же системный подход имеет более общий и широкий характер, поскольку наряду с динамическими, развивающимися системами рассматривает также системы статические.

Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественно-научной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы научных революций в естествознании. А ведь именно с революционными преобразованиями в естествознании связано изменение представлений о картине мира.

В наибольшей мере изменения в характере конкретного познания коснулись наук, изучающих живую природу. Переход от исследований на клеточном уровне к молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез происхождения жизни и многого другого. Такой переход стал возможен в результате взаимодействия различных естественных наук, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислительной техники.

В свою очередь, живые системы послужили для химии той природной лабораторией, опыт которой ученые стремились воплотить в своих исследованиях по синтезу сложных соединений. По-видимому, в неменьшей степени учения и принципы биологии оказали свое воздействие на физику. Действительно, как мы покажем в последующих главах, представление о закрытых системах и их эволюции в сторону беспорядка и разрушения находилось в явном противоречии с эволюционной теорией Дарвина, которая доказывала, что в живой природе происходят возникновение новых видов растений и животных, их совершенствование и адаптация к окружающей среде. Это противоречие было разрешено благодаря возникновению неравновесной термодинамики, опирающейся на новые фундаментальные понятия открытых систем и принцип необратимости.

Выдвижение на передний край естествознания биологических проблем, а также особая специфика живых систем дали повод целому ряду ученых заявить о смене лидера современного естествознания. Если раньше таким бесспорным лидером считалась физика, то теперь в таком качестве все больше выступает биология. Основой устройства окружающего мира теперь признаются не механизм и машина, а живой организм. Однако многочисленные противники такого взгляда не без основания заявляют, что поскольку живой организм состоит из тех же молекул, атомов, элементарных частиц и кварков, то по-прежнему лидером естествознания должна оставаться физика.

По-видимому, вопрос о лидерстве в естествознании зависит от множества разнообразных факторов, среди которых решающую роль играют: значение лидирующей науки для общества, точность, разработанность и общность методов ее исследования, возможность их применения в других науках. Несомненно, однако, что самыми впечатляющими для современников являются наиболее крупные открытия, сделанные в лидирующей науке, и перспективы ее дальнейшего развития. С этой точки зрения биология второй половины XX столетия может рассматриваться как лидер современного естествознания, ибо именно в ее рамках были сделаны наиболее революционные открытия.

Различение способов рассмотрения организации сферы природы приводит к формированию различных концепций описания природы, что соответствует также существованию аналогичных способов рассмотрения экономики. Так, корпускулярная и концептуальная концепции описания природы отображаются соответственно в микро- и макроэкономике посредством наличия общих алгоритмов исследования природы и экономики, либо как состоящих из отдельных элементов, либо как представляющих собой единое целое. В то же время концепции существования порядка или беспорядка в природе находят свое отражение и в сфере экономики, где различают концепцию самодостаточности экономической системы, не нуждающейся в ее упорядочении со стороны государства, и концепцию необходимости государственного регулирования экономической системы, неспособной к автоматическому установлению равновесия (порядка).

Научный метод представляет собой яркое воплощение единства всех форм знаний о мире. Тот факт, что познание в естественных, технических, социальных и гуманитарных науках в целом совершается по некоторым общим принципам, правилам и способам деятельности, свидетельствует, с одной стороны, о взаимосвязи и единстве этих наук, а с другой - об общем, едином источнике их познания, которым служит окружающий нас объективный реальный мир: природа и общество .

Широкое распространение идей и принципов системного метода способствовало выдвижению ряда новых проблем мировоззренческого характера. Более того, некоторые западные лидеры системного подхода стали рассматривать его в качестве новой научной философии, которая в отличие от господствовавшей раньше философии позитивизма, подчеркивавшей приоритет анализа и редукции, главный упор делает на синтез и антиредукционизм. В связи с этим особую актуальность приобретает старая философская проблема о соотношении части и целого.

Многие сторонники механицизма и физикализма утверждают, что определяющую роль в этом соотношении играют части, поскольку именно из них возникает целое. Но при этом они игнорируют тот непреложный факт, что в рамках целого части не только взаимодействуют друг с другом, но и испытывают действие со стороны целого. Попытка понятъ целое путем сведения его к анализу частей оказывается несостоятельной именно потому, что она игнорирует синтез, который играет решающую роль в возникновении любой системы. Любое сложное вещество или химическое соединение по своим свойствам отличается от свойств составляющих его простых веществ или элементов. Каждый атом обладает свойствами, отличными от свойств образующих его элементарных частиц. Короче, всякая система характеризуется особыми целостными, интегральными свойствами, отсутствующими у ее компонентов.

Противоположный подход, опирающийся на приоритет целого над частью, не получил в науке широкого распространения потому, что он не может рационально объяснить процесс возникновения целого. Нередко поэтому его сторонники прибегали к допущению иррациональных сил, вроде энтелехии, жизненной силы, и других подобных факторов. В философии подобные взгляды защищают сторонники холизма (от греч. holos - целый), которые считают, что целое всегда предшествует частям и всегда важнее частей. В применении к социальным системам такие принципы обосновывают подавление личности обществом, игнорирование его стремления к свободе и самостоятельности.

На первый взгляд может показаться, что концепция холизма о приоритете целого над частью согласуется с принципами системного метода, который также подчеркивает большое значение идей целостности, интеграции и единства в познании явлений и процессов природы и общества. Но при более внимательном знакомстве оказывается, что холизм чрезмерно преувеличивает роль целого в сравнении с частью, значение синтеза по отношению к анализу. Поэтому он является такой же односторонней концепцией, как атомизм и редукционизм.

Системный подход избегает этих крайностей в познании мира. Он исходит из того, что система как целое возникает не каким-то мистическим и иррациональным путем, а в результате конкретного, специфического взаимодействия вполне определенных реальных частей. Именно вследствие такого взаимодействия частей и образуются новые интегральные свойства системы. Но вновь возникшая целостность, в свою очередь, начинает оказывать воздействие на части, подчиняя их функционирование задачам и целям единой целостной системы.

Мы видели, что не всякая совокупность или целое образуют систему, и в связи с этим ввели понятие агрегата. Но всякая система есть целое, образованное взаимосвязанными и взаимодействующими его частями. Таким образом, процесс познания природных и социальных систем может быть успешным только тогда, когда в них части и целое будут изучаться не в противопоставлении, а во взаимодействии друг с другом, а анализ сопровождаться синтезом.

3. Представления об эволюционной картине мира.

«Что такое эволюция – теорема, система, гипотеза?. Нет, нечто гораздо большее, чем все это: она - основное условие, которому должны отныне подчиняться и удовлетворять все теории, гипотезы, системы, если они хотят быть разумными и истинными. Свет, озаряющий факты, кривая, в которой должны сомкнуться все линии, - вот что такое эволюция» .

В словах П.Тейяра де Шардена слово «эволюция» следует заменить на слово «эволюционизм», поскольку у него идет здесь речь не об эволюции как таковой, под которой понимают развитие мира, а об эволюционном мировоззрении или эволюционизме. Эволюционизм - это мировоззрение будущего. Сама эволюция, как бы человечество ни сопротивлялось ей, заставит эволюционизм овладеть массовым, общественным сознанием.

Но что это такое - эволюционное мировоззрение?

Под мировоззрением вообще понимают систему взглядов, сквозь призму которой человек видит мир. Результатом такого видения и является та или иная картина мира. Носитель эволюционного мировоззрения видит в мире результат его многомиллионного развития. Вот почему его картину мира можно назвать эволюционной.

Каким образом можно изобразить эволюционную картину мира в самом общем виде?

С эволюционной точки зрения все мироздание (этим словом мы можем метафорически назвать наш мир) имеет четыре этажа. Первый его этаж составляет физическая (мертвая, неорганическая, косная) природа. Она вечна, хотя и она эволюционирует. Физическую эволюцию мы будем называть физиогенезом. Частью этой эволюции является геогенез - происхождение и развитие Земли.

Второй этаж мироздания - живая природа. Она вышла из недр физической материи. Ее происхождение - величайшая тайна. Происхождение жизни и ее эволюцию иначе называют биогенезом.

Третий этаж мироздания нематериален. Это психика. Она результат эволюции животного мира. Ее эволюция называется психогенезом.

Четвертый этаж мироздания - культура. Что это такое? Культуру составляет все то, что создано человеком для удовлетворения его биологических (в пище, одежде, жилище) и духовных (в религии, науке, искусстве, нравственности и т.д.) потребностей. Культурную эволюцию мы будем называть культурогенезом.

Культурогенез есть не что иное, как процесс очеловечивания или гоминизации. Культура и человек - понятия синхронные: с того момента, как наши животные предки, благодаря их долгой психической эволюции, стали способны создавать первые продукты культуры, они перестали быть животными, а точнее - они вступили на путь гоминизации, превращения в людей. Этот процесс продолжается. У одного человека он достиг большего прогресса, у другого - меньшего. Это значит, что первый в большей мере стал человеком, а другой - в меньшей, т.е. сохранил большую близость с нашими животными предками.

Таким образом, понятие «человек» есть понятие эволюционное. Кроме того, понятия «культура» и «человек» - это понятия однородные. Вот почему очеловечивание (гоминизация) есть не что иное, как окультуривание. Окультуриваться (или очеловечиваться) - значит усваивать культурные ценности, созданные в прошлом, воспроизводить их в настоящем и создавать новые для будущего.

Итак, подытожим сказанное. Первый этаж мироздания - физическая природа (внутри него осуществляется физиогенез), второй этаж мироздания - живая природа (внутри него происходит биогенез), третий этаж мироздания - психика (внутри него протекает психогенез) и четвертый этаж мироздания - культура, внутри которого осуществляется культурогенез. Самый старый из этих этажей - первый, самый молодой - последний. Вот почему мироздание скорее похоже не на современный многоэтажный дом, а не крыльцо. Правда, у нижней его ступеньки нет ни начала, ни конца. Что касается трех последующих ступенек, то у них есть начало и, как это ни печально признавать, возможен конец. Он возможен, скажем, с прекращением солнечной энергии, поступающей на Землю.

Дело в том, что в каждом этаже мироздания (или «мирокрыльца») протекают не только прогрессивные, эволюционные, процессы, но и регрессивные, инэволюционные. Прогресс всегда борется с регрессом, эволюция - с инэволюцией. Так, в живой природе инэволюционные процессы связаны с биологическим вырождением, в психике - с психической дегенерацией, в культуре - с ее разрушением .

Но не только внутри каждого этажа мироздания происходит борьба эволюции с инэволюцией, эта борьба осуществляется и между разными его этажами: мертвая природа губит живую, живая природа наступает на мертвую и т.д. Но наибольшим инэволюционным потенциалом сейчас обладает культура. Она не только оберегает сама себя и весь мир, но и разрушает его: загрязняет физическую природу, уничтожает живую, перенасыщает психику человека зловредной информацией, которая делает нас психопатами.

Что же отсюда следует? Отсюда следует, что эволюционист видит в мире не только одну эволюцию, он видит в нем и ее противоположность - инэволюцию. Он видит в мире единство и борьбу эволюции с инэволюцией. Но мало видеть, надо и что-то делать! Что же делать людям, вступившим на путь эволюционизма? Содействовать победе эволюции над инэволюцией! Но для начала следовало бы разобраться с понятием эволюционной картины мира.

Под картиной мира обычно понимают «совокупность мировоззренческих знаний о мире» . Эволюционист видит в современном мире результат его долгого развития. Он может выделить в нем четыре части - физическую (мертвую) природу, живую природу, психику и культуру.

Каждая из частей мира составляет предмет четырех частных наук - физики (в широком понимании этого термина), биологии, психологии и культурологии. Эти науки называют частными потому, что каждая из них изучает соответственную часть мира.

Над частными науками возвышается общая наука - наука о мире в целом. Это философия. Она исследует все четыре вида объектов - физические, биологические, психологические и культурологические, но со стороны их общих особенностей. Эти особенности - объективная основа философских категорий (часть и целое, сущность и явление, качество и количество, время и пространство и т.п.). Каждый объект - часть и целое, сущность и явление и т.д .

Любая часть мира имеет сложное строение. Так, физическая природа состоит из звезд, к которым принадлежит и Солнце, и планет, к числу которых относится и Земля. Нашу Землю покрывают атмосфера и гидросфера, а сама она состоит из ядра, мантии и земной коры. Физический мир изучается физическими науками, куда входят астрономия, геология, география, химия, микрофизика и др.

Пожалуй, наибольшей сложностью среди четырех частей мира отличается культура. Ее составляет все то, что создано человеком для удовлетворения его материальных и духовных потребностей. Вот почему она делится на материальную и духовную. Основными компонентами материальной культуры являются пища, одежда, жилище и техника; основными компонентами духовной культуры - религия, наука, искусство, нравственность, политика и язык.

Каждый из выделенных компонентов культуры изучается соответственной наукой.

Так, религия изучается религиеведением, наука - науковедением, искусство - искусствоведением, нравственность - этикой, политика - политологией, а язык - лингвистикой (языкознанием). Более того, шесть сфер духовной культуры - религия, наука, искусство, нравственность, политика и язык - изображают наш мир по-своему. Иначе говоря, этот мир отображается в разных его картинах. Вот почему существует шесть базовых разновидностей картины мира - религиозная (мифологическая), научная, художественная, нравственная, политическая и языковая.

Профессиональными носителями религиозной картины мира являются священники, научной - ученые, художественной - художники, нравственной - нравственные учители (моралисты), политической - политики и языковой - рядовые носители конкретного языка.

Заключение

На рубеже ХХI века естествознание, по-видимому, вступает в новую историческую фазу своего развития - на уровень постнеклассической науки.

Для постнеклассической науки характерно выдвижение на первый план междисциплинарных, комплексных и проблемно-ориентировочных форм исследовательской деятельности. Все чаще в определении познавательных целей науки начинают играть решающую роль не внутринаучные цели, а цели экономического и социально-политического характера.

Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием. Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами. Исторически развивающаяся система формирует с течением времени новые уровни своей организации, изменяет свою структуру, характеризуется принципиальной необратимостью процессов и др. Среди таких систем особое место занимают природные комплексы, в которые включен сам человек (объекты экологии, медико-биологические объекты, объекты биотехнологии, системы “человек-машина” и др.)

Становление постнеклассической науки приводит к изменению методологических установок естественнонаучного познания :

формируются особые способы описания и предсказания возможных состояний развивающегося объекта - построение сценариев возможных линий развития системы (в том числе и в точках бифуркации);

идеал построения теории как аксиоматическо-дедуктивной системы все чаще сочетается с созданием конкурирующих теоретических описаний, основанных на методах аппроксимации, компьютерных программах и т.д.;

в естествознании все чаще применяются методы исторической реконструкции объекта, сложившиеся в гуманитарном знании;

по отношению к развивающимся объектам изменяется и стратегия экспериментального исследования: результаты экспериментов с объектом, находящимся на разных этапах развития, могут быть согласованы только с учетом вероятностных линий эволюции системы; особенно это относится к системам, существующим лишь в одном экземпляре - они требуют и особой стратегии экспериментального исследования, поскольку нет возможности воспроизводить первоначальные состояния такого объекта;

нет свободы выбора эксперимента с системами, в которые непосредственно включен человек;

изменяются представления классического и неклассического естествознания о ценностно-нейтральном характере научного исследования - современные способы описания объектов (особенно таких, в которые непосредственно включен сам человек) не только допускают, но даже предполагают введение аксиологических факторов в содержание и структуру способа описания (этика науки, социальная экспертиза программ и др.).

Список литературы

Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания. – М.: МГУК, 2003 г., 234 с.

Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. – М.: 2001., 220 с.

Горелов А.А. Концепция современного естествознания. – М.: Изд. “Центр”, 1999., 332 с.

Грушевская Т. Г., Садохин П.П. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие: Высшая школа. – М.: 2003., 178 с.

Данилова B.C., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания. - М.: Аспект Пресс, 2000., 257 с.

Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания. – Новосибирск: ООО “Издательство ЮКЭА”, 2005., 832с.

Кокин А.В. Концепции современного естествознания. – М.: «ПРИОР», 1998., 190 с.

Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000., 356 с.

Концепции современного естествознания. / Под ред. С.И. Самыгина. – Ростов /нД: “Феликс”, 2002. – 448с.

Краткая философская энциклопедия // Под ред. Е.Ф.Губского. – М., 1994. – С.201.

Материалы сайта http://www.helpeducation.ru/

Найдыш В.М. Концепция современного естествознания. “Гардарики”. – М.: 2001., 285 с.

Планк М. Введение в теоретическую физику. Механика деформируемых тел. – М.: 3-е изд., испр. – 2005.

Потеев М. И. Концепции современного естествознания, Санкт-Петербург., «Питер», 2002., 319 с.

Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. – М.: 1986.

Пьер Тейяр де Шарден Феномен человека. – М., 1987.

Работа предоставлена пользователем Student.сайт.

Планк М. Введение в теоретическую физику. Механика деформируемых тел. – М.: 3-е изд., испр. – 2005.

Потеев М. И. Концепции современного естествознания, Санкт-Петербург., «Питер»,2002., 319 с.

Приоритетная схема эволюции картины мира. Анализируя основания естествознания, история и философия науки и техники XX в. отдают приоритет физической картине мира, возводя ее по существу в ранг общенаучной картины мира. Принимается, что во второй половине XVII в. сложилась механическая картина мира, спустя два с половиной столетия ее сменила электродинамическая, на смену которой в первой половине XX в. пришла квантово-релятивистская картина мира . На физику ориентированы также идеалы и нормы теоретического знания и трактовка философских оснований науки. Между тем, на протяжении XVII–ХХ вв. параллельно и в согласии с физической созидалась натуралистическая картина мира. Ее прогресс был сопряжен с введением в естествознание трех типов эволюционизма: биологического, глобального (биосферологического) и универсального.

Истоки натуралистической картины мира. Уже в картинах мира натуралистов XVIII в. эти типы эволюционизма сложно взаимодействуют. Так, Бюффон на фоне гармоничной Вселенной Ньютона за несколько лет до Канта развертывает картину возникновения Солнечной системы, включая Землю. Историю Земли он делит на семь эпох, уложив ее в 70–80 тысяч лет. Он принимает, что природа есть система законов; используя время, пространство и материю, она непрерывно творит. После образования материков на Земле появились растения и животные (в третью эпоху) и человек (в седьмую). Живая материя едина, играет в природе выдающуюся роль и связана с особым видом движения, осуществляющимся через процессы питания, роста и размножения. Фонд живой субстанции остается постоянным, хотя может быть представлен разными живыми формами. Эта идея Бюффона сближалась с учением о биосфере В.И.Вернадского . Она вытекала из его представления о вечных, неразрушимых «органических молекулах» и из понятия «внутренней формы» – силы, направляющей эти молекулы при построении организма. Живая материя представлялась Бюффону в виде гигантского, сложно сотканного живого покрова. Переплетающиеся цепи поддерживают порядок живой природы: растения и животные взаимосвязаны, «органические молекулы» переходят беспрепятственно из одного организма в другой, из одного царства живой природы в другое. Организация живой материи не случайна и поддерживается «внутренней формой», проникающей силой, стоящей в одном ряду с силой тяготения, электричества и другими свойствами вещества. Этот механизм соединяет мир живой и мертвой природы и поддерживает их взаимодействие.

На рубеже XVIII и XIX вв. Ламарк создал понятие о биосфере. Он связал образование минералов с судьбой остатков живых существ и выдвинул тезис об образовании всех сложных веществ на Земле живыми телами. Жизнь на Земле не прерывалась: ископаемые организмы связывают живой мир прошлого и настоящего. Время безгранично. На поверхности Земли все изменяет положение, форму, свойства и внешний вид. Каждый вид с течением времени изменяет организацию и форму. Биологические и геологические явления связаны: живое вещество поддерживает земные «огромные циклы» благодаря «чудовищной способности» организмов размножаться, огромной их численности, постоянному возвращению выделяемых ими продуктов в круговорот веществ в природе. Ламарк рассматривал природу как целостную гармоничную систему. Эта система динамична, составляющие ее элементы подвижны, способны к самостоятельному развитию, но судьба каждого элемента подчинена целому (природе). Концепция гармонии природы Ламарка наполнена биологическим содержанием, природа выступает в ней как биосфера, располагающая внутренними механизмами поддержания равновесия.

Цель Кювье состояла в установлении последовательности слоев Земли в интервале геологического времени и выяснении связи этих слоев с заключенными в них ископаемыми остатками растений и животных. Задачу теоретического естествознания он усматривал в построении картины мира, дополнительной по отношению к ньютоновской картине Вселенной: «Нас поражает мощь человеческого ума, которым он измерил движение небесных тел, казалось бы, навсегда скрытое природой от нашего взора; гений и наука переступили границы пространства; наблюдения, истолкованные разумом, сняли завесу с механизма мира. Разве не послужило бы также к славе человека, если бы он сумел переступить границы времени и раскрыть путем наблюдений историю мира и смену событий, которые предшествовали появлению человеческого рода?» .

Отмечая, что астрономы двигались быстрее естествоиспытателей и что теория Земли отвечает периоду, когда философы полагали небо составленным из плитняка, а Луну равной по размерам Пелопонезу, Кювье высказывал надежду, что, как после Анаксагора явились Коперники и Кеплеры, проложившие дорогу Ньютону, так и естествознание со временем обретет своего Ньютона. Приближая этот миг, Кювье проследил связь ископаемых наземных животных с историей Земли: он выявил степень различий вымерших и современных видов, сопоставил эти различия с условиями существования, выяснил влияние на виды времени, климата и одомашнения, а также рассмотрел гражданскую историю народов и ее согласование с физической историей Земли. Кювье нашел, что жизнь на Земле существовала не всегда. Появившись, живые формы усложнялись на протяжении геологического времени. Жизнь как организующее начало противопоставлялась им мертвой природе. Не ставя вопроса о филогенетических отношениях вымерших и современных форм, о закономерностях видообразования, Кювье, тем не менее, создал картину планетного преобразования живого мира, указал на прогрессивный характер усложнения форм и все более высокую организацию господствующих форм при переходе от эпохи к эпохе. Смену господствующей формы на Земле на новейшем этапе геологической истории он связал с появлением человека. Историю Земли Кювье представил как историю целостной системы, где геология, живой мир, человек и человеческое общество составляют единство. Для него это был «вывод тем более ценный, что он связывает непрерывающейся цепью историю естественную с историей гражданской» .

Две стратегии построения научной картины мира: М.Планк и В.И.Вернадский. Успехи физики на рубеже XIX и XX вв. заставили заговорить о необходимости преобразования как картины мира, так и способов ее построения. Обращаясь к истории науки, проблему обсудили М.Планк (1909) и В.И.Вернадский (1910). Оба ученых усматривали цель науки в сведении знаний о мире в единую картину. Планк взвешивал возможность синтеза знаний о физическом микро- и макромире: речь шла о новой теоретической физике и новой физической картине мира . Вернадский также различал микромир и «мир видимой Вселенной – природы», но включил в свой макромир геологические явления и живой мир. Он выделил и третий мир: человеческого сознания, государственных и общественных образований, человеческой личности – область, представляющую «новую мировую картину» . Очерчивая контуры грядущей картины мира, он мог уже сказать с определенностью: «Эти различные по форме, взаимопроникающие, но независимые картины мира сосуществуют в научной мысли рядом, никогда не могут быть сведены в одно целое, в один абстрактный мир физики или механики» . Примечательно, что позже и Планк (1933), возражая против сведения представления о мире к естествознанию, говорил: «В действительности существует непрерывная цепь от физики и химии через биологию и антропологию к социальным наукам, цепь, которая ни в одном месте не может быть разорвана, разве лишь по произволу» . Эта мысль отвечала постулату о единстве мира, природы.

Типы картин мира и пути их сближения. В XX в., сосуществуя, развивались физическая, биологическая, биосферологическая и техническая картины мира. Естествознание не отказалось от идеала единой «мировой картины», однако ученые трезво оценивали масштабы подстерегающих их трудностей. Их усилия были направлены на преодоление противоречий и достижение единства в пределах каждой отдельной картины мира. Параллельно, объединяя усилия, они нащупывали между ними конгруэнтные области. Образцом построения дисциплинарной картины реальности служила физика. Согласно Планку, первоначально физика имела «антропоморфный характер»: геометрия возникла из земледелия, механика из учения о машинах, теория магнетизма из особенностей руды у г. Магнезии. В XX в. физика приобретает «более объединенный характер»: число ее областей уменьшилось, родственные области слились. Первым шагом к действительному осуществлению единства в физике явилось открытие принципа сохранения энергии. Позже был сформулирован принцип возрастания энтропии и введено понятие вероятности. Затем, «с введением атомистики в физическую картину мира», эти понятия увязываются. Это был «шаг на пути к объединению картины мира» . Биология в этом объединении участия не принимала. Это не помешало физике оказать глубокое влияние на биологию и биосферологию.

Биологическая картина мира и ее преобразования. Создавая картину планетного преобразования живого мира в интервале геологического времени, картину поступательного усложнения как отдельных форм, входивших в сменяющие друг друга фауны и флоры, так и живого мира в целом, натуралисты XVIII и первой трети XIXвв. еще не представляли себе механизма видообразования. Научная теория видообразования была предложена Ч.Дарвином. Созданная им на экологической основе теория эволюции органического мира приобрела значение биологической картины мира. Дарвин понимал, что живой мир как целое не аморфен, что он внутренне организован и в нем действуют законы, поддерживающие устойчивое равновесие, как в пределах органического мира, так и между последним и неорганической природой. На свою теорию он смотрел как на часть естественнонаучной картины мира. Свой главный труд «Происхождение видов» он завершил словами: «Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь, с ее различными проявлениями, творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм; и между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм» .

XX в. стал эпохой преобразования биологической картины мира. Центральным событием признается преодоление противостояния закона естественного отбора, базирующегося на вероятностном принципе, постулатам классической генетики, вводящим в эту картину биологическую атомистику. Проникновение в микромир живого стимулировало биологов и физиков совместно искать пути сближения биологической и физической картин мира. Основываясь на наличии в организмах микрофизических процессов, к которым применимы принцип дополнительности и статистический подход, Н.Бор указал на возможность использования при анализе биологических элементарных структур и процессов принципов атомной физики. Бор ожидал, что при этом обнаружится влияние сходных с микрофизикой общих принципов.

Считая, что эти идеи Бора «пока еще практически очень далеки от экспериментальной повседневной работы биологов», Н.В.Тимофеев-Ресовский развил принципы теоретизации биологического знания и предложил (совместно с P.Poмпe) свою трактовку основных принципов микрофизики (встретившую, правда, возражения А.Эйнштейна и Л. де Бройля). Он подчеркивал, что организмы – макрофизические объекты и только в этом контексте «можно ставить вопрос о значении микрофизических явлений, статистичности и «принципа усилителя» в биологии» . Объекты, элементарные частицы и явления в физике и биологии различны. Описание жизненного процесса предполагает использование, по меньшей мере, двух моделей. Физическая модель не затрагивает историческую сторону биологического процесса; вообще «мы вынуждены физико-химическое изучение биологических явлений и нормальный ход жизненного процесса рассматривать как два дополнительных представления...» . Микрофизика изменила картину мира, не отбрасывая макрофизику Ньютона, аналогично в биологии «дарвиновская теория эволюции уточняется и углубляется современными цитологическими, генетическими, физиологическими, биогеоценологическими, биохимическими и биофизическими представлениями, неизвестными Дарвину» .

Изучение специфических закономерностей эволюции всех уровней организации живого и всех этапов эволюции, начиная с химической и биохимической, заставило осознать недостаточность дарвинизма как теоретической основы всей биологии. Эволюционная биология выдвигает идею построения теории эволюции живой материи. Теоретическая биология стремится построить теорию живой материи, вскрыв ее сущностные физические и химические характеристики. Экология вскрывает законы организации живого на уровне сообществ, биоценозов и живого покрова планеты. Формируется новая биологическая картина мира, уже не сводимая к теории эволюции.

Биосферологическая картина мира. Ее построение в XX в. потребовало синтеза трех картин реальности: геологической, геохимической и биологической. Взгляды биологов и геохимиков настолько разнились, что, казалось, «эти два представления о жизни – биологическое и геохимическое – не совместимы» . Устраняя препятствия, Вернадский ввел понятие «живое вещество» и построил теорию живой материи, утвердив представление о законах планетной организованности живого вещества, о его роли в создании и поддержании геохимических процессов, об эволюции организмов как звене, соединяющем эволюцию видов с историей химических элементов и эволюцией биосферы. Им руководило убеждение, что «механическое представление о Вселенной, сведение всего на то представление о мире, которое выработано на основании изучения косной природы, не есть требование хода развития науки, не вызывается основной сущностью ее содержания...» .

Осмысливая основания разных картин мира, Вернадский задавался вопросом: «К каким природным явлениям относится пространство-время Эйнштейна или пространство Ньютона?» . Он принял, что физико-химическое пространство в пределах Земли, включающее в себя «монолит жизни», сложно и неоднородно и не может без поправок сравниваться с пространством Солнечной системы, а последнее с пространством Галактики: это разные «естественные тела». Новая физика позволяла предполагать, что каждое природное тело и явление «имеет свое собственное материально-энергетическое специфическое пространство», которое натуралист познает, изучая симметрию. На этом основании Вернадский ввел понятие пространства земной реальности, где не проявляются «геометрические свойства, которые проявляются... в пространстве галаксии или Космоса», отвечающем пространству Эйнштейна . Исследуя земное пространство и его состояния, Вернадский нашел, что «Реально пространство – время мы видим в природе только в живом веществе» . Подкрепляя этот тезис, он рассмотрел понятие диссимметрии и его преобразования от Л.Пастера до П.Кюри, а также ввел в представление о живом веществе и эволюции биосферы принцип цефализации.

Сближая физику, биологию и биогеохимию, Вернадский преобразовал биосферологическую картину в универсальную. Ни физика, ни биология не решили вопроса: «является ли жизнь только земным, планетным явлением, или же она должна быть признана космическим выражением реальности, каким являются пространство–время, материя и энергия»? . В поисках ответа Вернадский выяснил роль теории Дарвина для биогеохимии и концепции организованности биосферы. Он показал, что именно «биогеохимия конкретно, научно поставила на очередь дня связь жизни не только с физикой частичных сил и с химическими силами... но со строением атомов, с изотопами...» . В согласии с принципом направленности эволюции он принял, что Человек не случайное явление в биосфере. Допустив, что «земная и даже планетная жизнь является частным случаем проявления жизни», он настаивал: «Вопрос о жизни в Космосе должен сейчас быть поставлен и в науке» . Его прогноз гласил: «человек выйдет из своей планеты» . Ученый не ошибся и в том, что его дети станут свидетелями этого события.

Техническая картина мира. Биосферологическая картина мира постулирует превращение биосферы в ноосферу. Человечество создало в пределах биосферы новый мир – мир культуры и науки. Силой своей мысли и трудом человек создал новую форму материи, способную к саморазвитию – техническую материю. Ноосферу нередко характеризуют как техносферу. Констатируется, что техника «сминает» живую природу. Постулируется, что техническая материя примет на себя функции биосферы и обеспечит человеку природную среду, отвечающую его биологическим потребностям. Возможно ли это в принципе? Какие планетные последствия влечет за собой разрушение гармоничной природной среды, функционирующей по строгим законам около 4 млрд. лет? И в XIX и в XX в. натуралисты предупреждали о негативных последствиях непродуманного вторжения в биосферу, но их голоса мало влияли на характер технического прогресса.

Прослеживая историю ноосферы, Вернадский уже в 20-х гг. предупреждал, что человек привел лик планеты «в состояние непрерывных потрясений» . Человек уничтожил девственную природу, изменил течение всех геохимических реакций, породил новую форму биогенной миграции. Эти опасные сдвиги Вернадский связывал с развитием техники, производства. В конце XX в. именно на технику возлагалась значительная доля ответственности за кризис цивилизации. Непредвзятый анализ убеждал, что существуют серьезные причины для пересмотра всей картины как человеческого, так и технического развития. Дебаты о природе техники воспринимались как споры о будущем человека. Звучали призывы к поиску нового понимания природы и идеала естествознания, к выработке альтернативного набора концептуальных структур и даже альтернативного подхода к знанию. Речь шла о пересмотре самих оснований научной картины мира, о необходимости новой методологии ее построения.

Ноосферная картина мира. Не существует сомнений, что искомая картина мира должна оставаться строго научной. Биология должна занять в ней место рядом с физикой и химией. Не исключено, что приоритет при этом окажется отдан законам организации, жизнедеятельности и эволюции живой материи. Ноосферная картина мира призвана преобразовать мировоззрение. Тактика общечеловеческой деятельности должна быть согласована с законами биосферы. Научно-технический прогресс не вправе нарушать принципы биосферологии: каждое завоевание человека обязано быть и завоеванием биосферы; технические новшества не должны подрывать основу биосферы – биотический круговорот; критерием полезности нововведений призваны служить не только экономические показатели, но и совместимость с прогрессом жизни. Наука XX в. четко сформулировала эти принципы, XXI в. предстоит найти способы их воплощения в действительность.

Литература

1.Степин B.C. Теоретическое знание. М., 2000.

2.Канаев И.И. Жорж Луи Леклер де Бюффон. М.-Л., 1966.

3.Кювье Ж. Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара / Пер. с франц. М.-Л., 1937.

4.Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966. С.23-50.

5.Вернадский В.И. Труды по радиогеологии. М., 1997.

6.Планк М. Происхождение и влияние научных идей // Единство Физической картины мира. М., I966. С.183-199.

7.Дарвин Ч. Происхождение видов // Соч. Т.3. М.-Л., 1939.

8.Тимофеев-Ресовский Н.В., Ромпе P.P. О статистичности и принципе усилителя в биологии // Тимофеев-Ресовский Н.В. Избранные труды. Генетика. Эволюция. Биосфера. М., 1996. С.154-172.

10. Вернадский В.И. Труды по биогеохимии и геохимии почв. М., 1992.

11. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. М., 1994.

12. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М., 2001.

13. Вернадский В.И. Труды по философии естествознания. М., 2000.

14. Вернадский В.И. Дневники. 1926-1934. М., 2001.

© Э.Н.Мирзоян

Д.б.н., зав. отделом Истории химико-биологических наук ИИЕТ РАН.

Введение …………………………………………………………………...3

Глава I. Глобальный эволюционизм…………………………. ………...5

Глава II. Антропный принцип в космологии……………………………8

Заключение ………………………………………………………………11

Литература ……………………………………………………………….14

ВВЕДЕНИЕ

Естественнонаучное миропонимание (ЕНМП) - система знаний о природе, образующаяся в сознании человека в процессе изучения естественнонаучных предметов, и мыслительная деятельность по созданию этой системы.

Понятие "картина мира" является одним из фундаментальных понятий философии и естествознания и выражает общие научные представления об окружающей действительности в их целостности. Понятие "картина мира" отражает мир в целом как единую систему, то есть "связное целое", познание которого предполагает "познание всей природы и истории..." (Маркс К., Энгельс Ф., собр. соч., 2-е изд. том 20, с.630).

В основе построения научной картины мира лежит принцип единства природы и принцип единства знания. Общий смысл последнего заключается в том, что знание не только бесконечно многообразно, но оно вместе с тем обладает чертами общности и целостности. Если принцип единства природы выступает в качестве общей философской основы построения картины мира, то принцип единства знаний, реализованный в системности представлений о мире, является методологическим инструментом, способом выражения целостности природы.

Система знаний в научной картине мира не строится как система равноправных партнеров. В результате неравномерного развития отдельных отраслей знания одна из них всегда выдвигается в качестве ведущей, стимулирующей развитие других. В классической научной картине мира такой ведущей дисциплиной являлась физика с ее совершенным теоретическим аппаратом, математической насыщенностью, четкостью принципов и научной строгостью представлений. Эти обстоятельства сделали ее лидером классического естествознания, а методология сведения придала всей научной картине мира явственную физическую окраску. Однако острота этих проблем несколько сгладилась в связи с глубоким органическим взаимодействием методов этих наук и пониманию соотнесённости установления того или иного их соотношения.

В соответствии с современным процессом "гуманизации" биологии возрастает ее роль в формировании научной картины мира. Обнаруживаются две "горячие точки" в ее развитии... Это - стык биологии и наук о неживой природе.., и стык биологии и общественных наук...

Представляется, что с решением вопроса о соотношении социального и биологического научная картина мира отразит мир в виде целостной системы знаний о неживой природе, живой природе и мире социальных отношений. Если речь идет о ЕНКМ, то должны иметься в виду наиболее общие закономерности природы, объясняющие отдельные явления и частные законы.

ЕНКМ - это интегрированный образ природы, созданный путем синтеза естественнонаучных знаний на основе системы фундаментальных закономерностей природы и включающий представления о материи и движении, взаимодействиях, пространстве и времени.

1. Глобальный эволюционизм

Одна из важнейших идей европейской цивилизации - идея развития мира. В своих простейших и неразвитых формах (преформизм, эпигенез, кантовская космогония) она начала проникать в естествознание еще в ХVIII веке. И уже ХIХ век по праву может быть назван веком эволюции. Сначала геология, затем биология и социология стали уделять теоретическому моделированию развивающихся объектов все большее и большее внимание.

Но в науках о неорганической природе идея развития пробивала себе дорогу очень сложно. Вплоть до второй половины ХХ века в ней господствовала исходная абстракция закрытой обратимой системы, в которой фактор времени не играет никакой роли. Даже переход от классической ньютоновской физики к неклассической (релятивистской и квантовой) в этом отношении ничего не изменил. Правда, некоторый робкий прорыв в этом направлении был сделан классической термодинамикой, которая ввела понятие энтропии и представление о необратимых процессах, зависящих от времени. Так в науки о неорганической природе была введена “стрела времени”. Но, в конечном счете, и классическая термодинамика изучала лишь закрытые равновесные системы. А на неравновесные процессы смотрели как на возмущения, второстепенные отклонения, которыми следует пренебречь в окончательном описании познаваемого объекта - закрытой равновесной системы.

А, с другой стороны, проникновение идеи развития в геологию, биологию, социологию, гуманитарные науки в ХIХ и первой половине ХХ века осуществлялось независимо в каждой из этих отраслей познания. Философский принцип развития мира (природы, общества, человека) общего, стержневого для всего естествознания (а также для всей науки) выражения не имел. В каждой отрасли естествознания он имел свои (независимые от другой отрасли) формы теоретико-методологической конкретизации.

И только к концу ХХ века естествознание находит в себе теоретические и методологические средства для создания единой модели универсальной эволюции, выявления общих законов природы, связывающих в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), возникновение Солнечной системы и нашей планеты Земля (геогенез), возникновение жизни (биогенез) и, наконец, возникновение человека и общества (антропосоциогенез). Такой моделью является концепция глобального эволюционизма.

Необходимо остановиться на выяснении смысла употребления термина "универсальная" по отношению к понятию "эволюция". Понятие универсальности используют в двух смысловых значениях: относительном и абсолютном. Относительно универсальные понятия применимы ко всем объектам, известным в данную историческую эпоху, абсолютно универсальные применимы как ко всем известным объектам, так и к любым объектам за пределами данного исторически ограниченного опыта. На какой же тип универсальности претендует понятие "глобальный эволюционизм"?

Известно, что такие относительно универсальные понятия, как качество, количество, пространство, время, движение, взаимодействие и т.п. являются результатом обобщения истинных теорий, относящихся как к природе, так и к обществу. Понятие "глобальный эволюционизм" имеет аналогичное происхождение, являясь обобщением эволюционных знаний разных областей естествознания: космологии, геологии, биологии. Таким образом, можно утверждать, что понятие "эволюция", аналогично изложенному выше, является относительно универсальным. Все такие относительно универсальные понятия содержат абсолютно универсальную компоненту. Термин "глобальный" в контекст понятия "эволюция" и указывает на наличие такой компоненты. "Глобальный эволюционизм" объясняет такое известное понятие, как, например, "эволюция" и предсказывает новое понятие, например, "самоорганизация". Главный вопрос состоит в том, проявляет ли это новое понятие эвристическую функцию при построении новой фундаментальной теории.

С понятием самоорганизации связывают некоторые надежды в плане объяснения содержания космологического антропного принципа. Полагают, что в рамках широкой теории, описывающей процессы организации в системе Вселенная-Человек, антропный принцип получит объяснение или даже будет возведен в ранг закона.

Подобная надежда обусловлена тем, что в современную эпоху можно констатировать наличие определенного результата такой самоорганизации. Тот факт, что жизнь, разум пришли к современному состоянию своею отношения с окружающей природой в процессе организации не вызывает сомнений, исходя из исторического анализа этой организации на уровне геогенеза, биогенеза, социогенеза

В концепции глобального эволюционизма Вселенная представляется в качестве развивающегося во времени природного целого. Вся история Вселенной от “Большого взрыва” до возникновения человечества рассматривается в этой концепции как единый процесс, в котором космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически связаны между собой. Космохимия, геохимия, биохимия отражают здесь фундаментальные переходы в эволюции молекулярных систем и неизбежности их превращения в органическую материю.

Концепция глобального эволюционизма подчеркивает важнейшую закономерность - направленность развития мирового целого на повышение своей структурной организации. Вся история Вселенной, от момента сингулярности до возникновения человека, предстает как единый процесс материальной эволюции, самоорганизации, саморазвития материи. Важную роль в концепции универсального эволюционизма играет идея отбора: новое возникает как результат отбора наиболее эффективных формообразований, неэффективные же инновации отбраковываются историческим процессом; качественное новый уровень организации материи окончательно самоутверждается тогда, когда он оказывается способным впитать в себя предшествующий опыт исторического развития материи. Эта закономерность характерна не только для биологической формы движения, но и для всей эволюции материи. Принцип глобального эволюционизма требует не просто знания временного порядка образования уровней материи, а глубокого понимания внутренней логики развития космического порядка вещей, логики развития Вселенной как целого.

2. Антропный принцип в космологии

На этом пути очень важную роль играет антропный принцип. Содержание этого принципа в том, что возникновение человечества, познающего субъекта (а значит, и предваряющего социальную форму движения материи органического мира) было возможным в силу того, что крупномасштабные свойства нашей Вселенной (ее глубинная структура) именно таковы, какими они являются; если бы они были иными, Вселенную просто некому было бы познавать. Данный принцип указывает на наличие глубокого внутреннего единства закономерностей исторической эволюции Вселенной, Универсума с предпосылками возникновения и эволюции органического мира вплоть до антропосоциогенеза.

Антропный принцип указывает на существование некоторого типа универсальных системных связей, определяющих целостный характер существования и развития нашей Вселенной, нашего мира как определенного системно организованного фрагмента бесконечно многообразной материальной природы. Понимание же содержания таких универсальных связей, глубинного внутреннего единства структуры нашего мира (Вселенной) дает ключ к теоретическому и мировоззренческому обоснованию программ и проектов будущей космической деятельности человеческой цивилизации Таким образом, можно утверждать, что антропный принцип участия фиксирует относительно универсальный признак (размерность) атрибута пространства, а в силу самосогласованности системы атрибутов фиксирует тип реальности. Отождествляя наблюдаемость-участие с представлением Вселенной в виде пространственно-временного явления, возможно дать модифицированную версию антропного принципа участия:

"Простейшая предгеометрическая Вселенная должна быть таковой, чтобы было возможно конструирование пространственно-временного представления ее внутри неё". Отсюда можно вывести, что антропный принцип участия фиксирует не только тип макроскопической реальности, но и все другие типы реальности, онтологически независимые, но, согласно концепции "суперпространства", лежащие в основе первой. Тем самым получает дальнейшее развитие концепция онтологического негеоцентризма: антропный принцип констатирует отбор содержания относительно универсальных признаков, соответствующих типов реальности, связанных между собой. Возникновение, генезис Вселенной означает конституирование объективного содержания понятия Вселенной в форме мышления человеческой цивилизации.

Итак, анализ концепции антропного принципа участия показывает, что

здесь в логически резюмированном виде представлена эволюция, историячеловекского знания и познания и на конкретных примерах вскрыта диалектика содержания и формы познания Человеком нашей Вселенной. Глобальный эволюционизм проявился здесь в предсказании таких понятий, как "самосоотносимость", "наблюдаемость", "необратимость", "неравновесность". В этой концепции эволюции подвержен сам процесс познания: "Физика, наконец, становится столь же историчной, как сама история". Обращение к истории дало толчок к самосознанию физикой самой себя, к выработке нового типа физической рациональности, или, выражаясь словами И.Пригожина и И.Стенгерс, нового диалога человека с природой.

В настоящее время идея глобального эволюционизма - это не только констатирующее положение, но и регулятивный принцип. С одной стороны, он дает представление о мире как о целостности, позволяет мыслить общие законы бытия в их единстве и, с другой стороны, ориентирует современное естествознание на выявление конкретных закономерностей глобальной эволюции материи на всех ее структурных уровнях, на всех этапах ее самоорганизации.

заключение

Один из старинных девизов гласит: “знание есть сила” Наука делает человека могущественным перед силами природы. С помощью естествознания человек осуществляет свое господство над силами природы, развивает материальное производство, совершенствует общественные отношения. Только благодаря знанию законов природы человек может изменить и приспособить природные вещи и процессы так, чтобы они удовлетворяли его потребности.

Естествознание - и продукт цивилизации и условие ее развития. С помощью науки человек развивает материальное производство, совершенствует общественные отношения, образовывает и воспитывает новые поколения людей, лечит свое тело. Прогресс естествознания и техники значительно изменяет образ жизни и благосостояние человека, совершенствует условия быта людей.

Естествознание - один из важнейших двигателей общественного прогресса. Как важнейший фактор материального производства естествознание выступает мощной революционизирующей силой. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. Такими открытиями были, например, открытия в ХVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в ХIХ в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в ХХ в, теории атомного ядра, а вслед за ним - открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине ХХ в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и открывшиеся вслед возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

В современном мире наука вызывает у людей не только восхищение и преклонение, но и опасения. Часто можно услышать, что наука приносит человеку не только блага, но и величайшие несчастья. Загрязнения атмосферы, катастрофы на атомных станциях, повышение радиоактивного фона в результате испытаний ядерного оружия, “озонная дыра” над планетой, резкое сокращение видов растений и животных - все эти и другие экологические проблемы люди склонны объяснять самим фактом существования науки. Но дело не в науке, а в том, в чьих руках она находится, какие социальные интересы за ней стоят, какие общественные и государственные структуры направляют ее развитие.

Нарастание глобальных проблем человечества повышает ответственность ученых за судьбы человечества. Вопрос об исторических судьбах и роли науки в ее отношении к человеку, перспективам его развития никогда так остро не обсуждался, как в настоящее время, в условиях нарастания глобального кризиса цивилизации. Старая проблема гуманистического содержания познавательной деятельности (т.н. “проблема Руссо”) приобрела новое конкретно-историческое выражение: может ли человек (и если может, то в какой степени) рассчитывать на науку в решении глобальных проблем современности? Способна ли наука помочь человечеству в избавлении от того зла, которое несет в себе современная цивилизация технологизацией образа жизни людей?

Наука - это социальный институт, и он теснейшим образом связан с развитием всего общества. Сложность, противоречивость современной ситуации в том, что наука, безусловно, причастна к порождению глобальных, и, прежде всего, экологических, проблем цивилизации (не сама по себе, а как зависимая от других структур часть общества); и в то же время без науки, без дальнейшего ее развития решение всех этих проблем в принципе невозможно. И это значит, что роль науки в истории человечества постоянно возрастает. И потому всякое умаление роли науки, естествознания в настоящее время чрезвычайно опасно, оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности. А такое умаление, к сожалению, имеет подчас место, оно представлено определенными умонастроениями, тенденциями в системе духовной культуры.

Литература

1. Девис П. Случайная Вселенная. М., 1985

2. Казютинский В.В. Общие закономерности эволюции и проблема внеземных цивилизаций // Проблема поиска жизни во Вселенной. С. 58

3. Крымский С.Б., Кузнецов В.И. Мировоззренческие категории в современном естествознании. Киев, 1983

4. Мостепаненко А.М. Физика и космология XX века: от субъективной диалектики к объективной //Материалистическая диалектика и пути развития естествознания. Л., 1987

5. Пановкин Б.Н. Принципы самоорганизации и проблемы происхождения жизни во Вселенной. С. 62.

6. Пинмкин Б.Н. Принципы самоорганизации и проблемы происхождения жизни во Вселенной //Проблема поиска жизни во Вселенной. М., 1986

7. Степин В.С. Философская антропология и философия науки. - М.,1992

8. Уилер Дж. Кнант и Вселенная // Астрофизика,кванты итеория относительности. М., 1982

План

ВВЕДЕНИЕ

1. Понятие «Научная картина мира»

2. Историческая смена физических картин мира

3. Современная картина мира

4. Практическая часть

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованной литературы

Введение

Понятие "картина мира" является одним из фундаментальных понятий философии и естествознания и выражает общие научные представления об окружающей действительности в их целостности. Понятие "картина мира" отражает мир в целом как единую систему, то есть "связное целое", познание которого предполагает "познание всей природы и истории..." (Маркс К., Энгельс Ф., собр. соч., 2-е изд. том 20, с.630). В основе построения научной картины мира лежит принцип единства природы и принцип единства знания. Общий смысл последнего заключается в том, что знание не только бесконечно многообразно, но оно вместе с тем обладает чертами общности и целостности. Если принцип единства природы выступает в качестве общей философской основы построения картины мира, то принцип единства знаний, реализованный в системности представлений о мире, является методологическим инструментом, способом выражения целостности природы. Система знаний в научной картине мира не строится как система равноправных партнеров.

В результате неравномерного развития отдельных отраслей знания одна из них всегда выдвигается в качестве ведущей, стимулирующей развитие других. Пространство и время в современной научной картине мира являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Физическое, химическое и другие величины непосредственно или опосредованно связаны с измерением длин и длительностей, т.е пространственно-временных характеристик объектов. Поэтому расширение и углубление знаний о мире связано с соответствующими учениями о пространстве и времени. Естествознание всегда оказывало значительное воздействие на развитие гуманитарных наук. Особенно мощным это воздействие стало сейчас - в эпоху научно-технической революции. Изучение естествознания способствует выработке ориентиров, установок, ценностей рационализаторского отношения к миру, природе, обществу, человеку. Это очень важно именно в наше время, когда накатывается новая очередная историческая волна, мифологизации культуры, массовое сознание реформируется, в нём всё чаще ставятся под сомнение достижения, ценности и возможности научного познания мира, когда происходит всплеск интереса к мистицизму, расцвет оккультизма, магии, астрологии; когда бегство от материализма к мистике, от науки к мифу стало модой. В этих условиях приобретает особую значимость утверждение идеалов научно-рационализаторского отношения к действительности, на которых построена вся наша цивилизация.

Цель моей работы состоит в том, чтобы исследовать и проанализировать существующие картины мира.

В соответствии с целью мной были поставлены и решены следующие задачи:

Рассмотреть и систематизировать исторические эволюции картин мира.

Дать полное и ясное повествование научных исследований.

1. Понятие научной картины мира

Понятие «научная картина мира» активно используется в естествознании и философии с конца ХIХ в. Специальный анализ его содержания стал проводиться более или менее систематически с 60-х годов ХХ в., но до сих пор однозначное его понимание не достигнуто. Это связано с объективной размытостью, неопределенностью самого понятия, занимающего промежуточное положение между собственно философским и естественнонаучным уровнями обобщения и отражения результатов, методов и тенденций развития научного познания

Существуют общенаучные картины мира и картины мира с точки зрения отдельных наук – физическая, биологическая, астрономическая, сточки зрения каких-то господствующих, просто авторитетных в то или иное время представления, методов, стилей мышления – вероятностно-статистическая, эволюционистская, системная, информационно-кибернетическая, синергетическая и т.п. картины мира. В мировоззренческом и методологическом отношении научные картины мира выполняют функции связующего звена между философией и отдельными науками, специальными научными теориями.

Научная картина мира включает в себя важнейшие достижения науки, создающие определенное понимание мира и места человека в нем. В нее не входят более частные сведения о свойствах различных природных систем, о деталях самого познавательного процесса. При этом научная картина мира не является совокупностью общих знаний, она представляет целостную систему представлений об общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях природы.

Научная картина мира в отличие от строгих теорий обладает необходимой наглядностью, характеризуется сочетанием абстрактно-теоретических знаний и образов, создаваемых с помощью моделей.

Наиболее показательные особенности различных картин мира выражаются в присущих им парадигмах (определенных стереотипах в понимании объективных процессов и способов их познания, интерпретации), стилях мышления и т.п. Таким образом, научная картина мира – это особая форма систематизации знаний, преимущественно качественное обобщение и мировоззренческо-методологический синтез различных научных теорий.

В классической научной картине мира такой ведущей дисциплиной являлась физика с ее совершенным теоретическим аппаратом, математической насыщенностью, четкостью принципов и научной строгостью представлений. Эти обстоятельства сделали ее лидером классического естествознания, а методология сведения придала всей научной картине мира явственную физическую окраску. Однако острота этих проблем несколько сгладилась в связи с глубоким органическим взаимодействием методов этих наук и пониманию соотнесённости установления того или иного их соотношения. В соответствии с современным процессом "гуманизации" биологии возрастает ее роль в формировании научной картины мира. Обнаруживаются две "горячие точки" в ее развитии: стык биологии и наук о неживой природе и стык биологии и общественных наук. Представляется, что с решением вопроса о соотношении социального и биологического научная картина мира отразит мир в виде целостной системы знаний о неживой природе, живой природе и мире социальных отношений. Если речь идет о ЕНКМ, то должны иметься в виду наиболее общие закономерности природы, объясняющие отдельные явления и частные законы. ЕНКМ - это интегрированный образ природы, созданный путем синтеза естественнонаучных знаний на основе системы фундаментальных закономерностей природы и включающий представления о материи и движении, взаимодействиях, пространстве и времени.

2. Историческая смена физических картин мира

В существующей исторической и методологической литературе наиболее подробно проанализирована историческая эволюция физических картин мира. В ХVI-ХVII вв. вместо натурфилософской утвердилась механистическая картина мира, распространившая на все явления в мере законы механики Галилея-Ньютона, которые принимались за основу всех других законов природы. Господствующее положение в научном познании в духе этой картины занял односторонний анализ, разделивший мир на группы обособленных и неизмененных самих по себе явлений. В ХIХ в. в рамках механистической картины сложилась термодинамическая картина мира, основанная на молекулярно- кинетической концепции и вероятностно-статических законах. Окончательное крушение механистической картины мира вызвала теория электромагнитного поля, созданная М. Фарадеем и Дж. К. Максвеллом во второй половине ХIХ в. Если до Максвелла физическая реальность мыслилась в виде материальных точек, то после него физическая реальность предстала в виде непрерывных полей, не поддающихся механистическому объяснению. Наступила эра принципиально новой физической картины мира, трансформировавшейся в ХХ в. в релятивистскую и квантовомеханическую картины мира. Соотношение, конкретное взаимодействие эмпирического базиса и собственно физических теорий друг с другом, а также научной картиной мира и философией детально рассмотрено в рекомендуемой книге М.В. Мостепаненко.

Научная картина мира служит промежуточным звеном между философией и теорией конкретной науки. Научная картина мира, с одной стороны, основывается на идеях, представлениях философии; с другой стороны – опирается на эмпирический базис соответствующей науки. Из взаимодействия этих источников и рождаются новые теоретические принципы и категории конкретной науки.

Все естественно-научные знания и воззрения входили в единую недифференцированную науку, находившуюся под эгидой философии. Дифференциация наук впервые наметилась в конце этого периода (александрийская наука). Второй подготовительный период характеризуется господством схоластики и теологии в Западной Европе и спорадическими открытиями у арабоязычных народов. Наука на Западе стала придатком теологии (астрология, алхимия, магия, кабалистика чисел). Прогресс техники на Западе совершался крайне медленно. Техника почти не нуждалась в систематическом изучении природы, а потому и не оказывала заметного влияния на развитие естественно-научных знаний. Но и в это время, хотя и замедленно, шло накопление новых фактов, подготовивших переход к следующему периоду. В целом это была переходная полоса между первой и второй фазами общего хода естествознания. Период механического и метафизического естествознания, начавшийся с возникновения естествознания как систематической экспериментальной науки в эпоху Возрождения, отвечает времени становления и утверждения капиталистических отношений в Западной Европе. Естествознание этого периода революционно по своим тенденциям. Здесь выделяется естествознание начала 00 в. (формирование механического естествознания - Г. Галилей) и конца 00 в. - начала 00 в. (завершение этого процесса - И. Ньютон). Т.к. господствующим методом мышления стала метафизика, этот период можно назвать метафизическим. Но уже тогда в естествознании делались открытия, в которых обнаруживалась диалектика.

3. Современная картина мира

В ХХ в. на роль лидера научного познания наряду с физической претендует и биология, к которой относятся такие мощные направления, как эволюционное учение, генетика и экология, ставшая наукой о биосфере в целом.

Биологическая картина мира к которому принадлежит и человек, соседствует с аналогичными построениями, основанными на системных исследованиях, кибернетике и теории информации.

В последние годы на первый план все больше выходит новое междисциплинарное направление исследований, именуемое синергетикой, порожденное переходом науки к познанию сложно организованных эволюционирующих систем.

Это направление возникло в начале 70-х годов и связано в первую очередь с именами И. Пригожина и Г. Хакена. Синергетика ставит целью познание общих принципов самоорганизации систем разной природы – от физических до социальных, лишь бы они обладали такими свойствами, как открытость, нелинейность, не равновесность, способность усиливать случайные флуктации.

Предмет синергетики – это прямые и обратные переходы систем от стабильности к нестабильности, от хаоса к порядку, от разрушения к созиданию.

Синергетика же выявляет и формулирует общие принципы самоорганизации любых систем и в этом отношении она аналогична системному методу, который рассматривает общие принципы функционирования, развития и строения любых систем. В целом же системный подход имеет более общий и широкий характер, поскольку наряду с динамическими, развивающимися системами рассматривает также системы статические. Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественнонаучной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы научных революций в естествознании. А ведь именно с революционными преобразованиями в естествознании связано изменение представлений о картине природы.

4. Практическая часть

Каковы исторические формы постановки проблемы происхождения жизни.

Происхождение жизни - одна из трёх важнейших мировоззренческих проблем наряду с проблемами происхождения нашей Вселенной и проблемой происхождения человека. Попытки понять, как возникла и развивалась жизнь на Земле, были предприняты ещё в глубокой древности.

Вначале в науке вообще не существовало проблемы возникновения жизни. Допускалась возможность постоянного зарождения живого из неживого.

Существует пять концепций возникновения жизни:

1) Креационистская - божественное сотворение живого.

2) Концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества.

3) Концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда.

4) Концепция внеземного происхождения жизни.

5) Концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам. Религиозно-идеалистический подход исходил из того, что возникновение жизни на Земле не могло осуществиться естественным, закономерным, объективным образом. Жизнь является следствием божественного, творческого акта, и потому всем существам свойственна особая, независимая от материального мира, жизненная сила, которая направляет все процессы жизни. В основе второго, материалистического подхода, лежало представление о том, что под влиянием естественных факторов живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического. Несмотря на свою примитивность, первые исторические формы концепции самозарождения сыграли прогрессивную роль в борьбе с креанизмом. Идея самозарождения получила широкое распространение в средневековье и эпоху Возрождения, когда допускалась возможность самозарождения не только простых, но и довольно высокоорганизованных существ, даже млекопитающих (например, мышей из тряпок).Невозможность произвольного зарождения жизни была доказана целым рядом опытов. Применение микроскопа в биологических исследованиях способствовало открытию большого разнообразия одноклеточных организмов. На этой основе вновь возродились старые идеи произвольного самозарождения простейших существ. Окончательно версия о самозарождении была развенчана Л.Пастером в середине XIX в. Он показал, что не только в запаянном сосуде, но и в незакрытой колбе с S образной горловиной, хорошо прокипячённый бульон остаётся стерильным, потому что через такую горловину не могут проникнуть микробы. Так было доказано, что новый организм в наше время может появиться от другого живого существа. Появление жизни на Земле пытались объяснить и занесением её из других космических миров. Естествознание XX в сделало шаг вперёд в изучении жизни, её проявлений на Земле и за её пределами.

Великий Аристотель (IV в. до н.э.) не сомневался в самозарождении лягушек, мышей. В III в. н.э. философ Плотин (ярко выраженный идеалист) говорил о самозарождении живых существ из земли в процессе гниения. В ХVII в. голландский ученый Я.Б. Ван-Гельмонт составлял рецепты получения мышей из пшеницы и загрязненного потом белья. В. Гарвей, Р. Декарт, Г. Галилей, Ж.Б. Ламарк, Г. Гегель тоже придерживались мысли о постоянно осуществляющемся самопроизвольном зарождении живого из неживого.

Но с ХVII в. стали накапливаться данные против такого понимания. В 1668 г. Тосканский врач Франческо Реди доказал, что белые черви в гниющем мясе есть не что иное, как личинки мух. Через сто лет итальянец Л. Спаллацани и русский М. Тереховский поставили под сомнение представления о самозарождении микроорганизмов. Окончательно же ученые отказались от подобных представлений лишь во второй половине ХIХ в. В 1862 г. Луи Пастер убедительными опытами доказал невозможность самопроизвольного зарожденияпростейших организмов в современных условиях и утвердил принцип « все живое из живого».

После этого ученые поставили вопрос об историческом возникновении жизни в первобытных условиях Земли, другие же склонились к тому, что жизнь на нашей планете никогда не зарождалась, а была занесена на нее из Космоса, где она существует вечно. Такой подход просто снимает проблему возникновения жизни. Существует также точка зрения, что жизнь возникла чисто случайно и совершенно внезапно. Американский генетик Г. Меллер допускает, что живая молекула, способная размножаться, могла возникнуть вдруг, случайно в результате взаимодействия простейших веществ. Он считает, что элементарная единица наследственности - ген – является и основой жизни. И жизнь в форме гена, по его мнению возникла путем случайного сочетания атомных группировок и молекул, существовавших в водах первичного океана. Но подсчеты показывают невероятность такого события. Большинство ученых отказалось от такого предположения. Ф Энгельс одним из первых высказал мысль, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалось в ходе длительной эволюции материи.

В 20-е гг. ученые Опарин и Халдейн выдвинули теорию, согласно которой атмосфера Земли в те далекие времена была почти полностью лишена кислорода, а состояла из аммиака, воды, окиси углерода, метана, водорода и ряда других веществ. Они предположили, что большая часть поверхности Земли была покрыта слоем горячей воды, кипение которой поддерживалось магмой, расплавленной породой, находившейся под тонкой океанической земной корой.

По их гипотезе, такая смесь газов и горячей воды могла привести к образованию так называемого «первичного бульона», богатого именно теми химическими элементами, которые необходимы для синтеза жизни. Реакция могла быть инициирована вулканической деятельностью, интенсивным ультрафиолетовым излучение, проходящим через тонкий слой атмосферы, или электрическим разрядом молнии.

Сейчас уже определённо выяснено, что «азбука» живого сравнительно проста. В любом существе, живущем на Земле, присутствует 20 аминокислот, 5 оснований, 2 углевода и один фосфат. Существование небольшого числа одних и тех же молекул во всех живых организмах убеждает нас, что всё живое должно иметь единое происхождение. Отрицание возможности самозарождения жизни в настоящее время не противоречит представлениям о принципиальной возможности развития органической природы и жизни в прошлом из неорганической материи.

Жизнь на Земле чрезвычайно многообразна. Она представлена ядерными и доядерными одно- и многоклеточными существами. Богатейший мир многоклеточных представлен тремя царствами - грибами, растениями и животными. Одним из наиболее трудных и в то же время интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Учёные сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Вопрос о происхождении жизни интересен не только сам по себе, но и тесной связью с проблемой отличия живого от неживого, а также связью с проблемой эволюции жизни.

Биология XX в. Углубила понимание существенных черт живого, раскрыв молекулярные основы жизни. В основе современной биологической картины мира лежит представление о том, что мир живого - это грандиозная Система высокоорганизованных систем. В результате химической эволюции появились белки, кислоты в виде РНК и ДНК, которые лежат в основе механизма наследственности и предшествуют образованию клетки – основы всего многообразия живого на Земле. Процесс развития живой материи идет в одном направлении – от зарождения к становлению, а затем к старению и разрушению.

Несомненно, в модели происхождения жизни, будут включаться новые знания, и они будут всё более обоснованными.

Трудно даже предположить, что нового могут со временем создать биологи, которые уже сегодня успешно заменяют отдельные фрагменты ДНК. Главное, чтобы эти достижения были использованы во благо людей.

Заключение

Один из старинных девизов гласит: “знание есть сила”.

Наука делает человека могущественным перед силами природы. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. Такими открытиями были, например, открытия в ХVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в ХIХ в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в ХХ в, теории атомного ядра, а вслед за ним - открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине ХХ в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и открывшиеся вслед возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др. В современном мире наука вызывает у людей не только восхищение и преклонение, но и опасения. Часто можно услышать, что наука приносит человеку не только блага, но и величайшие несчастья. Загрязнения атмосферы, катастрофы на атомных станциях, повышение радиоактивного фона в результате испытаний ядерного оружия, “озонная дыра” над планетой, резкое сокращение видов растений и животных – все эти и другие экологические проблемы люди склонны объяснять самим фактом существования науки Наука - это социальный институт, и он теснейшим образом связан с развитием всего общества. Сложность, противоречивость современной ситуации в том, что наука, безусловно, причастна к порождению глобальных, и, прежде всего, экологических, проблем цивилизации (не сама по себе, а как зависимая от других структур часть общества); и в то же время без науки, без дальнейшего ее развития решение всех этих проблем в принципе невозможно. И это значит, что роль науки в истории человечества постоянно возрастает. И потому всякое умаление роли науки, естествознания в настоящее время чрезвычайно опасно, оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности. А такое умаление, к сожалению, имеет подчас место, оно представлено определенными умонастроениями, тенденциями в системе духовной культуры. О некоторых из них надо сказать особо.

Список использованной литературы

1. Концепция современного естествознания. А.А. Горелов: изд «Центр».-М-1997.

2. Концепции современного естествознания: учеб. пособие / Е.Ф. Солопов.-М.: Гуманитар. изд.центр Владос,2005.

3. Синергетика и прогнозы будущего. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г.-М,2003

4. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов. В.Н. Лавриненко. В.П. Ратникова.-3-е изд. - М.:ЮНИТИ-ДАНА,2005. -193с.

5. Концепция современного естествознания. Найдыш В.М. Гардарики. - М, 1999.

6. Научно-познавательная коллекция «Маршалл Кавендиш»; универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи 23.-2003.

Образ и мысль

Иван Рабузин. Рождение мира

· Рассмотрите репродукцию картины. Как вы думаете, о чем это произведение может поведать зрителю?

· Попробуйте рассказать о том, как представляет происхождение мира художник? А как представляете его вы? Сравните обе версии рождения Вселенной. В чем вы согласитесь с И. Рабузиным, а что отличает ваши взгляды?

· Вернитесь к иллюстрации, с которой начиналась первая глава, и еще раз рассмотрите ее. Сравните две репродукции. Какие предположения возникли у вас по поводу того, почему авторы учебника поместили эти иллюстрации в начале и конце учебника? Обоснуйте свое мнение и сравните его с мнениями одноклассников.

Наблюдая за природой в течение нашей жизни, может показаться, что она остается неизменной, если не считать периодически повторяющихся сезонных изменений. Однако научные исследования показывают, что в природе существует однонаправленное движение, связанное с постоянным усложнением мира. Такое движение называется эволюцией.

Согласно современным естественно-научным представлениям наша Вселенная существовала не вечно, а «родилась» около 14 млрд лет тому назад. С тех пор и до наших дней происходила постоянная эволюция, связанная с образованием все более сложных структур. И время, когда человек – результат такой эволюции, – стал настолько разумным, что начал осознавать законы природы, на самом деле лишь крохотный миг в жизни Вселенной.

В XX в. стало ясно, что человек разумный значительно ускорил развитие нашей планеты. В настоящее время эволюция Земли неразрывно связана с эволюцией цивилизации. Такое взаимосвязанное течение эволюции нашей планеты и общества было названо коэволюцией.

§ 66. Между порядком и хаосом

Урок-лекция

Две опасности не перестанут угрожать миру:

порядок и беспорядок.

П. Валери

Какие процессы в макромире являются необратимыми? Что характерно для подобных процессов? Что называют самоорганизацией? Как проявляется самоорганизация в природе?

Самоорганизация. Синергетика.

Вихрь" href="/text/category/vihrmz/" rel="bookmark">вихри в атмосфере нашей планеты – циклоны и антициклоны (рис. 123).

Рис. 123. Фотография циклона, снятая с космического аппарата

В целом Солнце освещает Землю достаточно равномерно. Периодичность внешнего воздействия связана лишь с вращением Земли вокруг Солнца и Земли вокруг своей оси. С этим связано изменение температуры в течение суток и в течение года. Однако образование циклонов и антициклонов не связано напрямую с такой периодичностью. Существование этих вихрей во многом похоже на жизнь организмов – они рождаются, живут, передвигаясь по планете и принося нам хорошую или плохую погоду, и умирают. Заметим, что, несмотря на то, что эти процессы достаточно хорошо изучены, ученые не могут предсказать время возникновения того или иного вихря, и, соответственно, сделать долгосрочный прогноз погоды. Более того, законы синергетики говорят, что, по-видимому, такие предсказания невозможны в принципе, так как процессы образования подобных вихрей носят случайный характер и не могут быть точно предсказаны. Оказывается, законы, которым подчиняются процессы во Вселенной, едины, и подобные вихри наблюдаются и на других планетах, например, большое красное пятно на Юпитере, которое является настолько устойчивым образованием, что наблюдается уже сотни лет (рис. 124).

Рис. 124. Фотография большого красного пятна на Юпитере

Вихревые движения возникают и в потоках жидкости, движущейся с достаточно большой скоростью, соответствующее движение жидкости называется турбулентным.

Автоколебания возникают и при некоторых химических процессах. Классическим примером химической реакции этого типа является реакция Белоусова – Жаботинского – взаимодействие серной кислоты, малоновой кислоты, сульфата церия (Се) и бромида калия. В процессе этой реакции ионы Се4+, находящиеся в растворе периодически превращаются в ионы Се3+ и затем обратно. Внешне это проявляется в периодическом изменении цвета раствора. В зависимости от концентрации растворенных веществ период колебаний варьируется от 2 до 100 с.

Естественно, автоколебания присущи не только неживой природе. В живой природе они происходят как на уровне организма – биение сердца, периодическое непроизвольное сокращение мышц и т. д., так и на более высоком уровне, например на уровне биогеоценоза. Примером являются синхронные колебания популяций зайцев и рысей, наблюдавшиеся, в частности, на протяжении 100 лет в Канаде (см. рис. 5 из § 37).

До сих пор шла речь о макроструктурах, т. е. о структурах в макромире. Однако структуры наблюдаются и в мегамире. Поскольку время образования таких структур значительно превышает время существования человеческой цивилизации, мы не можем наблюдать их самообразование. Наблюдаются лишь процессы разрушения, например, взрыв сверхновой звезды, и образование на ее месте Крабовидной туманности. Тем не менее, современные гипотезы, подтвержденные расчетами в рамках соответствующих математических моделей, говорят о том, что структуры мегамира (звезды, галактики) также образовались из однородного на начальной стадии вещества Вселенной, и процесс образования таких структур продолжается и в настоящее время. О единстве законов самоорганизации можно судить по внешнему сходству циклонов и спиральных галактик (см. фотоснимки галактик из § 30).

В природе постоянно и повсеместно происходят как процессы образования новых структур (самоорганизация), так и процессы разрушения структур. Несмотря на то, что внешние проявления процессов самоорганизации существенно различаются, все они обладают схожими качественными особенностями, что позволяет описывать их одинаковыми математическими уравнениями.

○ 1. В чем сходство процессов самоорганизации в живой и неживой природе?

○ 2. Почему облака не равномерно распределены в атмосфере?

● 3. Исследования в синергетике показывают применимость законов самоорганизации для общества. Можете ли вы привести примеры самоорганизации в общественных процессах?

§ 67. Самоорганизация. Причины и условия

Урок-лекция

Жизнь создает порядок.

Порядок же бессилен создать жизнь.

А. де Сент-Экзюпери

Какими характерными свойствами обладают системы, способные к самоорганизации? Каков механизм самоорганизации?

Открытые системы. Нелинейность. Разрастание флуктуаций.

Колебательный контур. Электромагнитные колебания. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция. (Физика, 7 – 9 кл.).

Мауриц Эшер. Предел – круг III

Земля и атом и пучина

огня и звезд – во всем согласность

подвластная первопричина

волшебная шарообоазность.

Г. Сонников

Из примеров, уже рассмотренных нами, видно, что не только «жизнь создает порядок», законы самоорганизации оказываются общими как для живой, так и для неживой природы. Однако каким же образом из бесструктурной субстанции самообразуются временные и пространственные упорядоченные структуры? Чтобы это понять, необходимо выяснить, что общего во всех системах, способных к самоорганизации.

Свойства систем, способных к самоорганизации. 1. Прежде всего, следует ответить на вопрос, не противоречит ли возникновение порядка из хаоса закону возрастания энтропии, в соответствии с которым энтро-пия – мера беспорядка – непрерывно возрастает. Обратите внимание на то, что этот закон сформулирован для замкнутых систем, т. е. для систем, не взаимодействующих каким-либо образом с окружением. Все приведенные ранее примеры относятся к открытым системам , т. е. к системам, обменивающимся с окружением энергией и веществом.

Понятно, что можно выделить замкнутую систему, в которой происходит самоорганизация. Например, представим себе изолированный от излучения звезд космический корабль, в котором произрастают растения. Очевидно, что в любой такой замкнутой системе можно выделить подсистему, в которой именно и происходит самоорганизация, и энтропия которой убывает, в то время как энтропия замкнутой системы в целом возрастает в полном соответствии со вторым началом термодинамики.

Таким образом, можно сформулировать общее правило: процессы самоорганизации происходят в открытых системах. Если самоорганизация происходит в замкнутой системе, то всегда можно выделить открытую подсистему, в которой происходит самоорганизация, в то же время в замкнутой системе в целом беспорядок возрастает.

2. Второй отличительной особенностью систем, способных к самоорганизации является неравновесное, неустойчивое состояние, в котором они находятся. Иногда упрощенно говорят, что к самоорганизации способны системы, находящиеся вдали от равновесия. Нарушение статистического равновесия вызывается внешним воздействием.

В примере с ячейками Бенара внешнее воздействие – нагревание сосуда приводит к различию температур в отдельных макроскопических областях жидкости. В электрических генераторах внешнее воздействие – напряжение, создаваемое источником, приводит к отличному от равновесного распределению электронов. То же происходит в оптических квантовых генераторах (лазерах) под воздействием внешней оптической накачки или электрического разряда, происходящего от внешнего источника.

Состояние системы далекой от равновесия является неустойчивым в отличие от состояния вблизи равновесия, и именно в силу этой неустойчивости и возникают процессы, приводящие к возникновению структур.

Самоорганизация происходит в системах, состояние которых в данный момент существенно отличается от состояния статистического равновесия .

3. Еще одна особенность способных к самоорганизации систем – большое число частиц, составляющих систему. В ряде случаев это очевидно, например макроскопические пространственные структуры содержат большое число атомов и молекул. Однако если обратиться к примеру с автоколебаниями популяций, то можно утверждать, что при малом числе особей в популяции такие автоколебания невозможны. Дело в том, что только в системах с большим числом частиц возможно возникновение флуктуаций – макроскопических неоднородностей. Именно флуктуации способствуют переходу системы из неустойчивого состояния в более упорядоченное устойчивое состояние. Примеры такого рода переходов рассматривались в предыдущем параграфе.

Самоорганизация возможна лишь в системах с большим числом частиц, составляющих систему .

4. Процессы самоорганизации описываются достаточно сложными математическими уравнениями. Особенностью таких уравнений и, соответственно систем, которые они описывают, является нелинейность . Это свойство, в частности, приводит к тому, что малые изменения в системе в какой-то момент времени могут оказать существенное влияние на дальнейшее развитие системы во времени. Именно в силу этого свойства процессы самоорганизации во многом определяются случайными факторами и не могут быть однозначно предсказаны.

Заметим, что нам привычнее и приятнее иметь дело с системами, описываемыми линейными уравнениями, и поэтому предсказуемыми в своем развитии. Например, если нам необходимо попасть мячом в какую-то точку, то при промахе мы немного изменяем скорость при следующем бросании. И наш опыт, и расчеты подтверждают, что при малом изменении начальных условий мы в этом случае получим результат, незначительно отличающийся от первоначального. В том, что это не всегда так, вы могли убедиться на опытах, описываемых в предыдущем параграфе.

Современные теории утверждают, что, строго говоря, все системы, с которыми мы имеем дело, описываются нелинейными уравнениями. Однако во многих случаях, как например, при движении брошенного мяча, систему можно приближенно описать линейными уравнениями. В случае системы, способной к самоорганизации линейное приближение оказывается неприменимым.

Эволюция систем, способных к самоорганизации, описывается нелинейными уравнениями .

Как происходит самоорганизация. Каким же образом происходят процессы самоорганизации? Строгое описание, как уже говорилось, требует применения достаточно сложного математического аппарата. Однако на качественном уровне эти процессы можно, достаточно просто объяснить. Чтобы понять причины, приводящие к самоорганизации, рассмотрим процесс возникновения электрических автоколебаний.

Простейший эксперимент можно осуществить, имея усилитель (например, магнитофон) и поднося микрофон, подключенный к входу усилителя, к громкоговорителю, подключенному к выходу усилителя. При малом усилении или большом расстоянии между микрофоном и громкоговорителем мы услышим лишь бесструктурные шумы. Эти шумы обусловлены тем, что электрический ток, проходящий через громкоговоритель, не является строго постоянным, а хаотически изменяется в малых пределах, что, в свою очередь, вызвано флуктуациями плотности электронов. Если увеличивать усиление или подносить микрофон ближе к громкоговорителю, начиная с некоторого момента, спонтанно может возникнуть гудение или свист, обусловленный автогенерацией электрического сигнала, т. е. спонтанным возникновением электромагнитных колебаний.

Что же происходит в данной системе? Замыкая выход усилителя на вход, мы создаем положительную обратную связь. Это, в свою очередь приводит к тому, что система становится нелинейной и переходит в неустойчивое состояние. Именно теперь начинают играть роль флуктуации. При малом усилении (слабой обратной связи) отклонения от линейного приближения малы и флуктуации не приводят к существенному изменению тока. При увеличении усиления (усилении обратной связи), начиная с некоторого порога изменения тока, обусловленные флуктуациями, начинают разрастаться, система выходит из первоначального состояния, и возникает генерация. Система переходит в новое устойчивое состояние, подобно тому, как палочка в опыте из предыдущего раздела переходит из неустойчивого вертикального состояния в устойчивое наклонное состояние.

Данный пример иллюстрирует процесс самоорганизации с образованием временных структур. Однако, аналогично объясняется и образование пространственных структур. Рассмотрим простейший пример с образованием ячеек Бенара.

При нагревании жидкости возникает перепад температур между нижними и верхними слоями жидкости. Нагреваемая жидкость расширяется, ее плотность уменьшается, и нагретые молекулы устремляются вверх. Возникают хаотические потоки – флуктуации движения жидкости. Пока разность температур нижнего и верхнего уровней жидкости невелика, жидкость находится в устойчивом состоянии, и эти флуктуации не приводят к макроскопическому изменению структуры жидкости. Процесс передачи тепла от нижних слоев к верхним происходит в основном посредством теплопроводности. При достижении определенного порога (определенной разности температур между верхними и нижними слоями) бесструктурное состояние жидкости становится неустойчивым, флуктуации разрастаются, и в жидкости образуются цилиндрические ячейки. В центральной области цилиндра жидкость поднимается, а вблизи вертикальных граней – опускается (рис. 125). В поверхностном слое жидкость растекается от центра к краям, в придонном – от границ цилиндров к центру. В результате в жидкости образуются упорядоченные конвекционные потоки.

Рис. 125. Конвекционные потоки в ячейках Бенара. Пунктиром обозначены ячейки, сплошной линией – конвекционные потоки

Объяснение механизма самоорганизации, конечно же, не может предсказать какие-либо количественные характеристики образующихся структур, например частоту генерации или форму и размеры ячеек Бенара. Математическое описание подобных процессов является непростой задачей. Однако качественные особенности механизмов самоорганизации можно сформулировать достаточно просто.

Возникновение структур в системе происходит, когда нелинейные эффекты, определяющие эволюцию и обусловленные внешним воздействием на систему, становятся достаточными для разрастания флуктуаций, присущих таким системам. В результате разрастания флуктуаций система переходит из неустойчивого бесструктурного состояния в устойчивое структурированное состояние.

Образование структур всегда связано со случайными процессами, поэтому при самоорганизации, как правило, происходит спонтанное понижение симметрии, а также имеют место бифуркации .

Рассмотрим биологический процесс – морфогенез. Морфогенез – это возникновение тканей и органов, создание всей сложной структуры организма в процессе его эмбрионального развития. Так же, как и в эволюции физических систем, в развитии зародыша возникают последовательные нарушения симметрии. Исходная яйцеклетка в первом приближении имеет форму шара. Эта симметрия сохраняется на стадии бластулы, когда клетки, возникающие в результате деления, еще не специализированы. Далее сферическая симметрия нарушается и сохраняется лишь аксиальная (цилиндрическая) симметрия. На стадии гаструлы нарушается и эта симметрия – образуется сагитальная плоскость, отделяющая брюшную сторону от спинной. Клетки дифференцируются , и появляется три типа тканей: эндодерма, эктодерма и мезодерма. Затем процесс роста и дифференцирования продолжается.

Нарушения симметрии в ходе развития зародыша возникают спонтанно в результате неустойчивости симметричного состояния. При этом появление новой формы и дифференцирование сопровождают друг друга. Экспериментальные наблюдения показали, что развитие организма происходит как бы скачками. Этапы быстрых превращений, зарождения новой фазы сменяются плавными стадиями. Возникновению новой фазы предшествует разметка – появление своего рода предвестника новой формы. Перед разметкой распределение ряда веществ вдоль тела зародыша становится нерегулярным. Этот этап завершается образованием упорядоченной формы, распределение веществ становится плавным и одинаковым для всей выборки особей.

Таким образом, в ходе морфогенеза реализуется определенная последовательность бифуркаций, развитие происходит через фазы неустойчивостей. Именно в это время изменение управляющих (определяющих эволюцию) параметров, т. е. химических свойств окружающей среды, может эффективно воздействовать на формирование зародыша, искажая его нормальное развитие. Здесь существенную опасность представляют вещества, активно влияющие на биохимические процессы при морфогенезе. Известным примером таких веществ является талиомид, который некоторое время применялся как снотворное и привел к многочисленным случаям уродства детей.

· 1. В § 66 приведены примеры возникновения различных структур в процессах самоорганизации. Попробуйте объяснить, какие флуктуации приводят при своем разрастании к образованию тех или иных структур.

· 2. Основной естественно-научной гипотезой, объясняющей возникновение жизни на Земле, является возникновение жизни в результате самоорганизации. Земля находится далеко от Солнца и других планет. Почему ее нельзя считать замкнутой системой?

· 3. В описанном в данном параграфе примере автогенерации частота возникающего звукового колебания может быть произвольной. Реальные генераторы конструируют так, что они производят колебания нужной частоты. Предложите конструктивные элементы, при помощи которых можно добиться нужной частоты.

§ 68. Самовоспроизведение живых организмов

Урок-лекция

Nullum vivum ex ovo!

Omne vivum e vivo.

(Нет живого не из яйца!

Все живое от живого.)

Л. Окен

Каковы способы самовоспроизведения живых организмов? В чем заключаются преимущества полового размножения перед бесполым? Какие формы бесполого и полового размножения существуют в природе? Как формируются гаметы? Как чередуются поколения в жизненных циклах?

Бесполое размножение. Половое размножение. Мейоз. Гаметы. Зигота. Споры. Жизненный цикл.

Водоросль" href="/text/category/vodoroslmz/" rel="bookmark">водорослей , грибов и беспозвоночных достаточно часто встречается почкование, при котором новая особь появляется на теле материнской в результате интенсивного размножения ее соматических клеток на определенном участке тела – зоне почкования (рис. 128). Разнообразные формы вегетативного размножения характерны и для высших растений: при помощи клубней, ползучих побегов, корневищ, луковиц и т. п.

Рис. 128. Размножение гидры: а – почкующаяся гидра; б – половозрелая гидра с семенниками; в – половозрелая гидра с яйцами

Всем видам растительных организмов, грибам и многим простейшим присуще так же и спорообразование . При этом образуются одноклеточные особи (споры), которые покидают материнский организм, рассеиваются в пространстве и дают затем начало новому организму.

У водных организмов споры, как правило, обладают жгутиками и подвижны. Это так называемые зооспоры , которые характерны для многих протистов (все водоросли, фораминиферы и др.). Споры наземных организмов (грибы и растения) заключены в толстую оболочку и рассеиваются пассивно. У высших растений в процессе формирования спор приходит мейоз и поэтому споры всегда гаплоидны.

Половое размножение. Известны две формы полового размножения – конъюгация и копуляция . Конъюгация известна у бактерий. При этом две бактерии соединяются тонким мостиком, по которому часть генетического материала (копия участка ДНК нуклеоида бактерии) передается от одной бактериальной клетки (донора) к другой (акцептору). Среди эукариот конъюгация встречается только у инфузорий. Две особи обмениваются гаплоидными ядрами, которые сливаются с имеющимися у них так же гаплоидными ядрами. Получается одно ядро с диплоидным набором хромосом.

Легко заметить, что при конъюгации размножения, как такового, нет. Поэтому в этом случае лучше говорить о половом процессе, поскольку имеет место обмен генетическим материалом между партнерами, но увеличения числа особей нет. При этом у бактерий обмен односторонний (от клетки-донора к клетке-акцептору) и неполный (переносится только участок нуклеоида). Это начальный этап формирования полового процесса в ходе эволюции.