- •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
17.3. Универсальный эволюционизм и синергетика
Нелинейное развитие случайных процессов через бифуркации приводит к одномоментной потере устойчивости, созданию принципиальной неопределенности, неустойчивости, когда пути эволюции в точках бифуркации становятся непредсказуемыми, и поскольку на систему действуют случайные факторы, память системы (наследственность) теряется.
В сложных самоорганизующихся системах их развитие через бифуркации типично для большинства процессов, происходящих во времени. Момент бифуркации — процесс, длящийся очень короткое время, в течение которого происходит резкая качественная перестройка свойств системы, и определяющую роль в дальнейшем развитии процессов начинают играть случайные факторы. Бифуркационный механизм развития носит универсальный характер и является одним из важнейших путей самоорганизации. Такое представление о развитии динамических процессов на этапах самоорганизации, где основное значение имеют случайные факторы, позволяет объяснить многие явления социально-экономического порядка и истории общества в целом. Механизмы же развития системы между бифуркациями могут быть определены, и в этом смысле теория самоорганизации выступает как универсальный эволюционизм, реализуемый через нелинейные процессы.
Революционные процессы с их непредсказуемым исходом являются типичными процессами бифуркационной природы. Как показывает история, ни в одной революции никому не удалось предсказать характер постреволюционного развития и добиться того результата и целей общественного и социального развития, ради которых и предпринимались революционные перестройки.
Понятие бифуркации вместе с дарвиновской триадой является одним из ключевых представлений универсального эволюционизма. Таким образом, механизм развития системы через бифуркации имеет решающее значение в общем представлении эволюции, являясь источником роста разнообразия разных форм организации сложных систем различной природы и непрерывно возрастающей сложности этой организации [63].
Возникновение иерархии материи в процессах самоорганизации, завершившееся в живой природе видообразованием, определяется теми же правилами естественного отбора и памятью системы (наследственностью). Несмотря на статистический характер взаимодействия объектов в системах, в живой и социальной природе, они формируются не случайно, а в некотором порядке, который может быть описан с помощью системного анализа иерархии сложных систем. Поэтому и социальная эволюция, возникшая в результате самоорганизации, может быть описана системным процессом.
Обмен веществом, энергией и информацией является основным интегрирующим фактором, создающим и поддерживающим целостность системы. Один из главных признаков развития состоит в приспособлении (адаптации) открытых систем к внешней среде при взаимодействии с ней. Специфичными формами адаптации можно считать организацию жизни и эволюцию ее социально-экономических форм.
Организация любой сложной системы представляет собой упорядоченную связь ее элементов и частей, функции которой направлены на достижение определенного полезного результата и сохранение системы. В этом и есть смысл целеполагания самоорганизующихся систем. Поэтому самоорганизация реализуется через адаптацию и, следовательно, приспособляемость является причиной эволюции любых систем. Для существования и развития общества необходимо целесообразное, т. е. способствующее сохранению системы, реагирование на воздействие внешней среды, и адаптация здесь выступает в качестве основного системообразующего фактора. Можно считать, что жизнедеятельность любого организма, в том числе и в социальном плане, можно рассматривать как приспособляемость в условиях эволюции.
Эволюция характеризуется возникновением стабильных, квазистационарных, принципиально неравновесных термодинамических структур. В рамках общего процесса самоорганизации возникают более или менее устойчивые структуры, способные реализовывать обратные связи, которые уже сами играют роль новых принципов отбора. Применение принципа обратной связи в системном анализе коэволюции человека и биосферы, особенно в условиях развития техногенных цивилизаций, играет особую роль в обеспечении будущего человечества.
Особое внимание уделяется отрицательным обратным связям, восстанавливающим по упоминавшемуся принципу Jle Шателье — устойчивость системы. Это было обусловлено стабильностью системы и ее способностью реагировать на внешние возмущения так, чтобы они не выводили ее из состояния установившегося квазиравновесия. Однако описать особенность эволюции сложных систем, социальной природы с помощью лишь одних механизмов отрицательных обратных связей не удается.
Как уже обсуждалось, положительные обратные связи, усиливающие самой системой внешние воздействия на нее, способствуют развитию системы. Именно такие связи приводят к усложнению системы и росту разнообразия ее элементов. В любой сложной саморазвивающейся системе имеются как отрицательные, так и положительные обратные связи. Первые отвечают за стабильность системы и сохранение существующего квазиравновесия, вторые — за развитие системы, рост сложности и разнообразие ее составляющих. Оба механизма функционируют совместно, подобно наличию в сложной системе и порядка, и хаоса. При этом механизм положительных обратных связей не нарушает целостности всей системы, ее стабильности и способности противостоять разрушающим факторам
.При анализе Эволюционной теории биосферы необходимо изучить огромное количество возможных бифуркационных состояний, условий перехода между ними и структуры аттракторов, которые определяют в синергетике окрестности стабильных состояний. Нелинейная самоорганизующаяся система может иметь в процессе своей эволюции несколько квазистационарных режимов устойчивости, т. е. целый ряд различных аттракторов. Можно предположить, что эволюционный процесс, который привел к появлению человека, мог реализоваться только в окрестности одного из аттракторов. Переход в окрестность другого аттрактора мог бы устранить возможность появления разумной жизни на Земле.
Учитывая внутренние причины эволюции природы, можно предположить, что любой процесс самоорганизации способен реализовать лишь те потенциальные возможности создания новых форм организации, которыми располагает сама природа. В своем усложнении структур она вводит в действие все новые и новые принципы запрета. Поэтому усложнение организации нашего мира требует глубокого изучения и более направленного использования этих потенциальных возможностей природы и общества.
Появление интеллекта как высшей познавательной способности человека является началом перехода к новому периоду в едином процессе саморазвития материального мира, когда материя приобретает способность познавать самое себя и тем самым предвидеть некоторые последствия наличия человеческого разума.
Возникает возможность изменения характеристик глобального эволюционного процесса и даже выбора путей эволюции. В условиях нашей планеты, в которых возникли именно такие формы жизни и общества, какие мы наблюдаем в реальности, эта потенциальная возможность создается вместе с совершенствованием человека и общества при определенном уровне развития науки и техники.
Стратегия развития человечества должна не просто согласовываться с развитием всей биосферы, но и быть такой, чтобы развитие биосферы происходило в нужном для человека направлении коэволюции человека и природы. Научная программа разработки принципов коэволюции и концепции перехода от био- к ноосфере гораздо шире тех естественнонаучных и экономических подходов, применяемых сейчас в экологии, и должна носить принципиально гуманистический характер [63, 177, 182].
Универсальный эволюционизм по-новому рассматривает человека в природных процессах преобразования, показывает его включенность в эти процессы. Он кардинально меняет представления самого человека о собственных возможностях. Если раньше наука воспринималась как средство (инструмент) преобразования и подчинения окружающей природы, то теперь — как метод установления допустимых (разумных) рамок воздействия на природу, включая и собственно природу человека.
Сегодня уже широко обсуждается принцип коэволюции человека и природы, формируется новая этика, регламентирующая научные исследования. Идея эволюции используется как в современной, так и культурах прошлых эпох. Сущность эволюционизма, основываясь на представлениях синергетики, способствует формированию нового взгляда не только на развитие живой и неживой природы, но и на общественное развитие, эволюцию систем искусственной среды, на мир в целом.
Эволюционизм со временем становится общекультурным фактором, оказывая воздействие как на общую духовную культуру, так и на различные формы ее проявления: эстетику, литературоведение, историю, сферу общественно-политической деятельности, науковедение, общественное сознание, отражая во всем этом изменчивость сущности нашего мира.
В основе ноосферогенеза (процесса возникновения ноосферы) должны лежать новые принципы нравственности, которые будут универсальными для всей планеты при всем различии цивилизаций населяющих ее народов и не будут противоречить законам природы, а также разработки тех программ, в которых будут сформулированы знания, что именно недопустимо из-за возможности нарушения стабильности жизни и общества.
Появление живого вещества, и особенно интеллекта, не только расширяет спектр возможных новых форм организации материального мира, но и ускоряет все процессы преобразования вещества, энергии и информации и в целом универсальную эволюцию. Чем выше эффективность метаболизма и использования энергии и материи, чем больше разнообразие форм обмена этими сущностями, тем более устойчива и вероятна возможность протекания процесса эволюции вдали от термодинамического равновесия и тем интенсивнее идет процесс самоорганизации.
Эволюционное мировидение выступает важнейшим компонентом современного научного мышления, направленного на отказ от существующих традиционных постулатов и стереотипов, в конечном счете — от старых парадигм. Поскольку одной из функций науки является предсказательная в виде научного предвидения, то именно парадигма эволюционизма усиливает роль научного прогноза, построения таких моделей, в которых будут представлены реальные сценарии будущего. Система методологических подходов, формируемых эволюционизмом, играет большую роль в поиске оптимальных, наиболее вероятных моделей развития глобальных систем различной природы.
