- •В. В. Горбачев концепции современного естествознания
- •Глава 1
- •Владимир Иванович Вернадский
- •1.1.1. Программа Платона
- •1.1.2. Представления Аристотеля
- •1.1.3. Модель Демокрита
- •.1.2. Проблемы естествознания на пути познания мира
- •1.2.1.Физический рационализм
- •1.2.2. Методы познания
- •1.2.3. Целостное восприятие мира
- •1.2.4. Физика и восточный мистицизм
- •1.2.5. Взаимосвязь естественных и гуманитарных наук
- •Верп ер Гейзенберг
- •1.2.6. Синергетические представления
- •1.2.7. Универсальный принцип естествознания — принцип дополнительности Бора
- •Нильс Бор
- •Глава 2 механика дискретных объектов я. Смородстнский
- •2.1. Трехмерность пространства
- •2.2. Пространство и время
- •Исаак Ньютон
- •2.3. Особенности механики Ньютона
- •2.4. Движение в механике
- •2.5. Законы Ньютона — Галилея
- •2.6. Законы сохранения
- •2.7. Принципы оптимальности
- •2.8. Механическая картина мира
- •Глава 3 физика полей
- •3.1. Определение понятия поля
- •3.2. Законы Фарадея — Максвелла для электромагнетизма
- •3.3. Электромагнитное поле
- •3.4. Гравитационное поле
- •3.5. Электромагнитная картина мира
- •4.1. Физические начала специальной теории относительности (сто)
- •4.1.1. Постулаты а. Эйнштейна в сто
- •4.1.2. Принцип относительности г. Галилея
- •4.1.3. Теория относительности и инвариантность времени
- •4.1.4. Постоянство скорости света
- •4.1.5. Преобразования г. Лоренца
- •4.1.6. Изменение длины и длительности времени в сто
- •4.1.7. «Парадокс близнецов»
- •4.1.8. Изменение массы в сто
- •4.2. Общая теория относительности (ото)
- •4.2.1. Постулаты ото
- •4.2.2. Экспериментальная проверка ото
- •4.2.3. Гравитация и искривление пространства
- •Глава 5
- •5.1. Описание процессов в микромире
- •5.2. Необходимость введения квантовой механики
- •5.3. Гипотеза Планка
- •Макс Планк
- •5.4. Измерения в квантовой механике
- •Вольфганг Паули
- •5.6. Квантовая механика и обратимость времени
- •5.7. Квантовая электродинамика
- •Глава 6 физика вселенной с. Вайнберг
- •6.1. Космологическая модель а. Эйнштейна — а.А. Фридмана
- •6.2. Другие модели происхождения Вселенной
- •6.2.1. Модель Большого Взрыва
- •Георгий Антонович Гамое
- •6.2.2. Реликтовое излучение
- •6.2.3. Расширяется или сжимается Вселенная?
- •6.2.4. Сценарий развития Вселенной после Большого Взрыва
- •6.3. Современные представления об элементарных частицах как первооснове строения материи Вселенной
- •6.3.1. Классификация элементарных частиц
- •6.3.2. Кварковая модель
- •6.4. Фундаментальные взаимодействия и мировые константы
- •6.4.1. Мировые константы
- •6.4.2. Фундаментальные взаимодействия и их роль в природе
- •6.4.3. Из чего же состоит вещество Вселенной?
- •6.4.4. Черные дыры
- •6.5. Модель единого физического поля и многомерность пространства—времени
- •6.5.1. Возможность многомерности пространства
- •6.6. Устойчивость Вселенной и антропный принцип
- •6.6.1. Множественность миров
- •6.6.2. Иерархичность структуры Вселенной
- •10 Рис. 6.6. Масштабы Вселенной
- •6.7. Антивещество во Вселенной и антигалактики
- •6.8. Механизм образования и эволюции звезд
- •6.8.1. Протон-протонный цикл
- •6.8.2. Углеродо-азотный цикл
- •6.8.3. Эволюция звезд
- •6.8.4. Пульсары
- •6.8.5. Квазары
- •Глава 7
- •7.1. Неравновесная термодинамика и синергетика
- •7.2. Динамика хаоса и порядка
- •7.3. Модель э. Лоренца
- •7.4. Диссипативные структуры
- •7.5. Ячейки Бенара
- •7.6. Реакции Белоусова — Жаботинского
- •7.7. Динамический хаос
- •7.8. Фазовое пространство
- •7.9. Аттракторы
- •7.10. Режим с обострением [
- •7.11. Модель Пуанкаре описания изменения состояния системы
- •7.12. Динамические неустойчивости
- •7.13. Изменение энергии при эволюции системы
- •7.14. Гармония хаоса и порядка и «золотое сечение»
- •Леонардо да Винчи
- •7.15. Открытые системы
- •7.16. Принцип производства минимума энтропии
- •Глава 8
- •8.1. Симметрия и законы сохранения
- •8.2. Симметрия—асимметрия
- •8.3. Закон сохранения электрического заряда
- •8.4. Зеркальная симметрия
- •8.5. Другие виды симметрии
- •8.6. Хиральность живой и неживой природы
- •8.7. Симметрия и энтропия
- •Глава 9 современная естественно-научная картина мира с позиции физики р. Фейнман
- •9.1. Классификация механик
- •9.2. Современная физическая картина мира
- •Часть вторая физика живого и эволюция природы и общества
- •Глава 10
- •Глава 11
- •11.1. Термодинамические особенности развития живых систем
- •11.1.1. Роль энтропии для живых организмов
- •11.1.2. Неустойчивость как фактор развития живого
- •11.2. Энергетический подход к описанию живого
- •11.2.1. Устойчивое неравновесие
- •11.3.1. Иерархия уровней организации живого
- •11.3.2. Метод Фибоначчи как фактор гармонической самоорганизации
- •11.3.3. Физический и биологический методы изучения природы живого
- •11.3.4. Антропный принцип в физике живого
- •11.3.5. Физическая эволюция л. Больцмана и биологическая эволюция ч. Дарвина
- •11.4.1. Физические модели в биологии
- •11.4.2. Физические факторы развития живого
- •11.5. Пространство и время для живых организмов
- •11.5.1. Связь пространства и энергии для живого
- •11.5.2. Биологическое время живой системы
- •11.5.3. Психологическое время живых организмов
- •11.6. Энтропия и информация в живых системах
- •11.6.1. Ценность информации
- •11.6.2. Кибернетический подход к описанию живого
- •11.6.3. Роль физических законов в понимании живого
- •Глава 12
- •12.1. От атомов к протожизни
- •12.1.1. Гипотезы происхождения жизни
- •12.1.2. Необходимые факторы возникновения жизни
- •12.1.3. Теория абиогенного происхождения жизни а.И. Опарина
- •12.1.4. Гетеротрофы и автотрофы
- •12.2.2. Аминокислоты
- •12.2.3. Теория химической эволюции в биогенезе
- •12.2.4. Теория молекулярной самоорганизации м. Эйгена
- •12.2.5. Циклическая организация химических реакций и гиперциклы
- •12. 3. Биохимические составляющие живого вещества
- •12.3.1. Молекулы живой природы
- •12.3.2. Мономеры и макромолекулы
- •12.3.3. Белки
- •12.3.4. Нуклеиновые кислоты
- •12.3.5. Углеводы
- •12.3.6. Липиды
- •12.3.7. Роль воды для живых организмов
- •12.4. Клетка как элементарная частица молекулярной биологии
- •12.4.1. Строение клетки
- •12.4.2. Процессы в клетке
- •12.4.4. Фотосинтез
- •12.4.5. Деление клеток и образование организма
- •12.5. Роль асимметрии в возникновении живого
- •12.5.1. Оптическая активность вещества и хиральность
- •12.5.2. Гомохиральность и самоорганизация в живых организмах
- •Глава 13 физические принципы воспроизводства и развития живых систем
- •13.1. Информационные молекулы наследственности
- •13.1.2. Гены и квантовый мир
- •13.2. Воспроизводство и наследование признаков
- •13.2.2. Законы генетики г. Менделя
- •13.2.3. Хромосомная теория наследственности
- •13.3. Процессы мутагенеза и передача наследственной информации
- •13.3.1. Мутации и радиационный мутагенез
- •13.3.2. Мутации и развитие организма
- •13.4. Матричный принцип синтеза информационных макромолекул и молекулярная генетик
- •13.4.1. Передача наследственной информации через репликации
- •13.4.2. Матричный синтез путем конвариантной редупликации
- •13.4.3. Транскрипция *
- •13.4.6. Новый механизм передачи наследственной информации и прионные болезни
- •Глава 14 физическое понимание эволюционного и индивидуального развития организмов Отличить живое от неживого легче всего на рынке: за живую и дохлую лошадь дают разную цену.
- •14.1. Онтогенез и филогенез. Онтогенетический и популяционный уровни организации жизни
- •14.1.1. Закон Геккеля для онтогенеза и филогенеза
- •14.1.2. Онтогенетический уровень жизни
- •14.1.3. Популяции и лопуляционно-видовой уровень живого
- •14.2. Физическое представление эволюции
- •14.2.1. Синтетическая теория эволюции
- •14.2.4. Живой организм в индивидуальном и историческом развитии
- •14.2.5. Геологическая эволюция и общая схема эволюции Земли по н.Н. Моисееву
- •14.3. Аксиомы биологии
- •14.3.1. Первая аксиома
- •14.3.3. Третья аксиома
- •14.3.4. Четвертая аксиома
- •14.3.5. Физические представления аксиом биологии
- •14.4. Признаки живого и определения жизни
- •14.4.1. Совокупность признаков живого
- •14.4.2. Определения жизни
- •14.5. Физическая модель демографического развития с.П. Капиц
- •Глава 15 физические и информационные поля биологических структур
- •15.1. Физические поля и излучения функционирующего организма человека
- •15.1.1. Электромагнитные поля и излучения живого организма
- •15.1.2. Тепловое и другие виды излучений
- •15.2. Механизм взаимодействия излучений человека с окружающей средой
- •15.2.1. Электромагнитное и ионизирующее излучения
- •15.2.2. Возможности медицинской диагностики и лечения на основе излучений из организма человека
- •15.3.1. Физические процессы передачи информационного сигнала в живом организме
- •15.3.2. Физическая основа памяти
- •15.3.3. Человеческий мозг и компьютер
- •Глава 16 физические аспекты биосферы и основы экологии
- •16.1. Структурная организованность биосферы
- •16.1.1. Биоценозы
- •16.1.2. Геоценозы и биогеоценозы. Экосистемы
- •16.1.4. Биологический круговорот веществ в природе
- •16.1.5. Роль энергии в эволюции
- •16.2.1. Живое вещество
- •16.2.2. Биогеохимические принципы в.И. Вернадского
- •16.3.1. Основные этапы эволюции биосферы
- •16.3.3. Преобразование биосферы в ноосферу
- •16.4. Физические факторы влияния Космоса на земные процессы
- •16.4.1. Связь Космоса с Землей
- •Александр Леонидович Чижевский
- •16.5.1. Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду
- •16.6.1. Оценки устойчивости биосферы
- •16.6.2. Концепция устойчивого развития и необходимость экологического образования
- •Часть третья концепции естествознания в гуманитарных науках
- •Глава 17 общие естественнонаучные принципы и механизмы в эволюционной картине мира
- •17.1. Основные принципы универсального эволюционизма
- •17.2. Универсальный эволюционизм и методология применения дарвиновской триады в эволюции сложных систем любой природы
- •17.3. Универсальный эволюционизм и синергетика
- •17.4. Современный рационализм и универсальный эволюционизм
- •17.5. Физическое понимание теории пассионарности л. Н. Гумилева
- •Глава 18
- •18.1. Возникновение информационного общества
- •18.2. Глобализация и устойчивое развитие
- •18.3. Социосинергетика
- •18.4. Цивилизация и синергетика
- •18.5. Глобализация и синергетический прогноз развития человечества
- •Глава 19
- •19.1. Физические модели самоорганизации в экономике
- •19.2. Экономическая модель длинных волн н. Д. Кондратьева
- •19.3, Обратимость и необратимость процессов в экономике
- •19.4. Синергетические представления устойчивости
- •19.5. Физическое моделирование рынка
- •19.7. Модель колебательных процессов в экономике
- •19.8. Эволюционный менеджмент
- •Заключение эволюционно-синергетическая парадигма: от целостного естествознания к целостной культуре
- •1. Ньютоновские представления о времени и пространстве20-
- •3. Золотая пропорция как критерий гармонии22
- •4. Синергетическая парадигма23
- •5. Роль воды в природе и живых организмах24
- •6. Влияние радиационных воздействий на экологию25
- •Концепции современного естествознания
17.1. Основные принципы универсального эволюционизма
Универсальный эволюционизм наполняет более глубоким смыслом известную дарвиновскую триаду: изменчивость, наследственность, естественный отбор. Ранее, во второй части уже рассматривалось физическое понимание этих основополагающих элементов биологической эволюции. Однако эти положения не менее актуальны и для неживой природы, поскольку они отражают структурно-генетическое единство материи и учитывают, что первооснову ее составляют элементарные частицы и физический вакуум. Это единство, позволяющее говорить об универсальном характере эволюционных процессов, основано на следующих принципах:
единство происхождения всего многообразия природных объектов;
многоуровневое единство мира, имеющее общую физическую структурную первооснову;
общесистемная подчиненность низшего высшему. Этот принцип обоснован теоретически для неживой природы, а в биологии — это закон единства онтогенеза и филогенеза, в соответствии с которым каждая биологическая особь повторяет историю своего вида;
специфичность строения природы на различных уровнях организации на основе механизмов эволюционного развития.
Вселенная и общество, созданное на Земле, в целом и во всех своих элементах не может существовать вне изменений, вне развития, происходящего без какого-либо внешнего воздействия, а имманентно присущего самой природе. Как уже отмечалось, все предшествующие парадигмы научного мировоззрения подготавливали формирование такого системно-исторического взгляда на развитие мира. Весомый вклад в такие представления внесли физические и биологические идеи о развитии как в живом мире, так и в неорганической природе, выявлении элементарных единиц каждого уровня и нарастании сложности их организации.
Принципы универсального эволюционизма относятся также и к такому системному понятию, как общество. Они проявляются в системе общественных (экономических, социальных, правовых и других отношений; общечеловеческих (мораль, этика, свобода, творчество, любовь) ценностей; общественно-экономических формаций; общественной психологии, социологии, экологии, образовании, здравоохранении.
17.2. Универсальный эволюционизм и методология применения дарвиновской триады в эволюции сложных систем любой природы
Универсальный эволюционизм как самоорганизация живых систем включает в себя эволюцию живого, или биологический эволюционизм, и связан представлениями о биосфере, ноосфере и коэволюции природы и человека. В главе 14 мы уже касались физического понимания этих основополагающих элементов биологической эволюции.
• В основе изменчивости лежат представления о стохастич- ности и неопределенности, которые действуют в механике микромира и процессах самоорганизации сложных систем. Даже в быту, в своей повседневной деятельности человек сталкивается со случайностью и неопределенностью, с невозможностью предсказать исход тех или иных событий.
Стохастический процесс — это случайный, вероятностный процесс в системах, где состояния меняются случайно под действием разных факторов. Он характеризуется статистическим распределением в беспорядочных хаотических структурах. В этом смысле изменчивость — это поле возможных вероятностных (случайных) решений, результатов, последствий и т. д. Она проявляется в возможности случайного выбора.
Неопределенность и стохастичность являются реальностью, которую человек наблюдает в своих экспериментах, природе и своей жизни. Эта реальность входит в наше мироощущение, пронизывает, по словам Н. Н. Моисеева, «все мироздание, достигая человека». Неопределенность существует и в социальной жизни человека, с его непредсказуемыми эмоциями и огромным разнообразием вариантов поведения даже в одних и тех же условиях. Можно считать, что одними из побудительных причин постоянной эволюции систем, в результате которой возникают их новые качественные состояния, являются непрерывно действующие случайные стохастические факторы.
• В отличие от изменчивости наследственность ограничивает поле возможностей эволюции и путей развития системы, осуществляя выбор только тех путей, которые предопределены генетической памятью системы.
В общем смысле память — это способность системы воспроизводить зафиксированную информацию, прошлый опыт. Для живых организмов — это одно из свойств нервной системы, выражающееся в способности длительно хранить информацию о событиях внешнего мира и реакциях организма и многократно вводить ее в сферу сознания и поведения.
В рамках синергетики наследственность означает, что настоящее и будущее любой системы, в том числе и социально-экономической, зависит от прошлого. Для самоорганизующихся систем эту степень зависимости Н. Н. Моисеев и предлагает считать памятью системы, так как такая система помнит свое предшествующее состояние. Причем это проявляется не только для живых, но и для неживых систем. Так, реликтовое излучение можно считать памятью Вселенной о своем начальном периоде существования — Большом Взрыве.
В детерминированных системах, описываемых обыкновенными линейными дифференциальными уравнениями, прошлое однозначно определяет будущее. По наблюдаемому в данный момент состоянию динамической системы можно, интегрируя уравнения ее движения в отрицательном направлении времени, полностью восстановить предысторию развития системы. Детерминированные системы условно можно назвать системами с бесконечной памятью или абсолютной наследственностью. Эти абстрактные физические модели хорошо описывают реальные процессы в неживой природе. Они соответствуют представлениям классической механики Галилея — Ньютона об обратимости времени при рассмотрении движений в рамках этой механики.
Тогда для биологических и социальных систем под памятью нужно понимать механизмы хранения, накопления и использования информации в интересах этих систем.
В целом же память является процессом, развивающимся во времени. Реальная необратимость времени и необратимость процессов развития, протекающих в природе, связаны между собой. Говоря о человеческой памяти, мы имеем в виду способность человека познавать прошлое, восстанавливать какие-либо фрагменты некоторого необратимого процесса, в то время как память о неживой природе означает возможность познающего мир субъекта построить некоторый необратимый процесс с очень медленным ходом времени, т. е. квазиобратимый, который с определенной степенью точности воспроизводит изучаемую реальность.
Поэтому, оперируя понятием памяти как наследственного фактора, влияющего на эволюцию, можно не делать различия между системами и организмами, имея в виду способность организма или системы сохранять свои параметры и создавать для субъекта (наблюдателя) возможность использовать знания о прошлом системы или организма.
Если же рассматривать процессы в живых организмах, то для них необходимо учитывать целеполагание — стремление сохранить свою стабильность, гомеостаз. Целеполагание — выполнение системой основных физических законов, прежде всего законов сохранения, условий состояния устойчивости и стабильности. Для живых организмов — это устойчивое стабильное*состояние, существование их как вида.
• Особое значение для универсального эволюционизма имеет понятие отбора. Новые изменения в системе возникают при эволюции в результате отбора наиболее целесообразных для нее форм. Неэффективные инновации отбрасываются самим ходом исторического процесса. Качественно новый уровень организации системы и в целом материи устанавливается, когда система способна включить в свое развитие полезный для нее предшествующий опыт развития материи. Эта закономерность присуща всем формам эволюции материи.
Процессы самоорганизации подчиняются определенным правилам, определенным законам или, по терминологии В. И. Вернадского, эмпирическим обобщениям, т. е. опыту, приобретенному в практической деятельности человека. Это способ интерпретации опытных данных. Эмпирические обобщения в какой-то мере являются субъективными объяснениями существующего, доступного наблюдению, что, согласно принципу дополнительности Бора, означает объяснение познаваемого.
Таким образом, отбор реализующегося варианта эволюции в рамках синергетического подхода будет определяться этими правилами или принципами.
Поскольку универсум является непрерывно эволюционирующим объектом, то внутренние причины и сами возможности его развития, определяющие процессы самоорганизации, ограничены рамками, которые Н. Н. Моисеев образно назвал «берегами допустимых эволюционных каналов» [126]. Поэтому изменчивость (стохастичность), влияние прошлого на настоящее и будущее (наследственность), а также «берега» этих каналов допустимого изменения (принципы отбора) являются основными характеристиками универсального эволюционизма, без которых невозможно объяснить ни один процесс развития, происходящий не только в окружающем человека мире, но и в социуме.
Принципы универсального эволюционизма позволяют понять образование и организацию уровней материи во времени и пространстве, и, следовательно, логику развития универсума как целого.
