Концепции современного естествознания. Курс лекций. Учебное пособие

Предпринимались неоднократно попытки описания эволюции в терминах современных научных теорий. Росс Эшби связывал эволюцию с достижением ультраустойчивого состояния, при котором система постепенно адаптируется к своему окружению, пока не достигнет равновесия. Когда система достигает равновесия, ее взаимодействие со средой завершается равновесием. Парадигма самоорганизации отмечает, что в ходе эволюции происходит усиление, интенсификация взаимодействия системы с окружающей средой. В данной теории же постулируется, что когда система достигает стабилизации, то ее взаимодействие со средой завершается равновесием. Но равновесие не исключает взаимодействия и является относительным. Новая структура возникает благодаря усилению флуктуаций, которые зависят от интенсивности взаимодействия системы с окружением. То есть эволюция системы влияет на развитие среды, представляя таким образом коэволюцию.

Флуктуации представляют собой случайные отклонения системы, результат их также не является детерминированным. В критической точке открываются, по крайней мере, два возможных пути эволюции системы, что математики выражают термином «бифуркация», означающим раздвоение или разветвление. Какой путь при этом «выберет» система, в значительной степени зависит от случайных факторов, ее поведение нельзя представить с достоверной определенностью. Но когда путь выбран, дальнейшее движение системы подчиняется уже детерминистским законам. Поэтому эволюцию системы следует рассматривать как единство двух взаимно дополняющих друг друга сторон – случайности и необходимости.

Эволюция в социальных и гуманитарных системах

Несмотря на существенное отличие социально-культурной эволюции от биологической, между ними также имеется большое сходство. Некоторые ученые характеризуют социальную эволюцию как продолжение биологической или генетической

91

эволюции другими средствами. Однако следует помнить, что никакая аналогия не означает тождества. Такие попытки приравнивания совершают последователи социал-дарвинизма и некоторых других современных социально-биологических воззрений.

Следует выделять особые, специфические черты, которые присущи обществу и человеку как социальному существу. В социально-культурной эволюции как продолжении генетической эволюции процессы самоорганизации усложняются.

Формирование человеческого рода началось примерно свыше 10 млн лет назад. Предком человека ранее считали австралопитека (3 млн лет). Теперь установлено, что общий предок – рамапитек (12-14 млн лет). Развитие было обусловлено взаимодействием с окружающей средой. Сначала рамапитеки жили в лесах, затем стали обживать степи, где удобнее было передвигаться без передних конечностей. Каменные орудия появились 2,6 млн лет назад. Переход к трудовой деятельности способствовал развитию тех органов человека, которые были с ней связаны. Увеличивался объем мозга, язык становился важнейшим средством общения. Обычно полагали, что homo sapiens появился не позднее 40 тыс. лет назад, но некоторые ученые считают, что переход к цивилизации занял не менее 100 тыс. лет. Первобытные люди, занимаясь охотой, рыболовством, собиранием растений, не могли жить в одиночку. Способ добывания средств к жизни предопределил экономические отношения между ними и правила поведения в группе, которые характеризуются агрессивностью к людям из других отрядов и групп, и взаимной поддержкой с членами собственной группы. Когда люди перешли к разведению скота и земледелию, первобытная мораль уступает место цивилизованным морали и праву, вместо коллективной собственности появляется собственность частная. Новые правила поведения формировались постепенно по мере того, как люди осознавали выгодность их соблюдения.

Социальная эволюция, как и эволюция в природе, возникает в результате взаимодействия с окружающей средой. В

92

природе эволюция происходит путем генетической передачи наследственной информации от родителей к потомкам.

В социально-экономической и культурной эволюции непосредственный опыт, приобретенный людьми в процессе приспособления к изменениям окружающей среды, по наследству потомкам не передается.

У общества имеются свои методы и средства передачи приобретенного и накопленного опыта, причем не только индивидуального, но и социального характера. Эти методы обычно характеризуют как традиции.

Сюда можно отнести все способы передачи опыта (навыки и правила поведения, накопленные знания). Традиции не наследуются генетически. Их связь с разумом и сознанием носит сложный и опосредованный характер. Традиции сыграли решающую роль в становлении расширенного порядка в человеческой деятельности и формировании цивилизации в целом.

КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМНОГО МЕТОДА

Системный метод – при котором предметы и явления рассматриваются как части и элементы определенного целостного образования. Эти части или элементы, взаимодействуя друг с другом, определяют новые, целостные свойства системы, которые отсутствуют у отдельных ее элементов.

Главное, что определяет систему, – это взаимосвязь и взаимодействие частей в рамках целого. Каждую часть можно также рассматривать как определенную целостность, состоящую из частей, и исследовать как систему.

Особенности системного подхода

Простые совокупности предметов и явлений, которые системами не являются, называются агрегатами. Куча камней, например, не является системой. Физическое тело, состоящее из большого числа взаимодействующих молекул, химическое

93

соединение, а тем более живой организм, популяцию, всякий будет интуитивно считать системой.

Отличия системы и простой совокупности предметов: свойства простых совокупностей аддитивны (длина целого

объекта складывается из длин его частей), свойства систем не аддитивны;

различие между системами и агрегатами имеет не абсолютный, а относительный характер. Кучу камней можно рассматривать как некоторую систему, элементы которой взаимодействуют по закону всемирного тяготения. Но отличительный признак систем – наличие у них новых системных свойств, возникающих вследствие взаимодействия составляющих их частей или элементов.

Строение системы определяется теми компонентами, которые в нее входят: 1) подсистемы – наибольшие части системы, которые обладают определенной автономностью. Обычно подсистемы выделяются в особым образом организованные системы, которые называются иерархическими; 2) элементы – наименьшие единицы, хотя в принципе любую часть можно рассматривать в качестве элемента (пример – организм, состоящий из нервной, дыхательной, пищеварительной систем и т. д., которые, в свою очередь, состоят из органов, те – из клеток).

Структура системы – совокупность тех специфических взаимосвязей и взаимодействий, благодаря которым возникают новые целостные свойства, присущие только системе. Так, от конкретного характера взаимодействия между компонентами различаем типы систем: электромагнитные, атомные, ядерные, химические, биологические и социальные.

Системы можно разделить на материальные и идеальные. К материальным относится большинство систем неорганического, органического и социального характера.

По форме движения, которую они представляют, различают гравитационные, физические, химические, биологические, геологические, экологические и социальные системы. Среди материальных систем выделяют также искусственные, специально созданные обществом.

94

Идеальные системы представляют собой отражение материальных, объективно существующих в природе и обществе систем. В некотором смысле они зависят от субъекта, познающего эти материальные системы.

Типичным примером концептуальной системы является научная теория, которая выражает с помощью своих понятий, обобщений и законов объективные, реальные связи и отношения, существующие в конкретных природных и социальных системах. Обычно выделяется несколько положений – аксиом, с помощью которых определяются другие понятия. В классической механике такими основными суждениями являются три основных закона механики, в теории относительности – принцип постоянства скорости света и относительности.

Важная функция научной теории – она помогает систематизировать накопленные факты, укладывать их в целостную последовательность.

Системы можно также делить на статические и динамические. Деление такое в известной мере условно, так как все в мире находится в постоянном изменении и движении.

Среди динамических систем обычно выделяют детерминистские и стохастические (вероятностные) системы. К первым можно отнести исследуемые в механике и астрономии. Стохастические имеют дело с массовыми или повторяющимися случайными событиями и явлениями. Предсказания в них имеют не достоверный, а лишь вероятностный характер.

По характеру взаимодействия с окружающей средой различают системы открытые и замкнутые (изолированные), иногда выделяют частично открытые системы. Представление о закрытой системе в основном условно, так как оно возникло как определенная абстракция.

Системный метод как особый способ исследования многие относят ко времени Второй мировой войны, когда ученые столкнулись с проблемами комплексного характера, которые требуют учета взаимосвязи и взаимодействия многих факторов в рамках целого (планирование и проведение военных операций).

Понятия теории и модели в системном методе применимы для исследования предметов и явлений самого различного

95

содержания. В этих целях приходится абстрагироваться от конкретного содержания отдельных частных систем и выявить то общее, существенное, что присуще всем системам определенного рода. Наиболее общим приемом для реализации этой цели служит математическое моделирование.

С помощью математической модели отображаются наиболее существенные количественные и структурные связи между элементами некоторых родственных систем. Затем модель рассчитывается на компьютере и результаты вычислений сравниваются с данными наблюдений и экспериментов.

Роль системного метода заключается в том, что с его помощью достигается наиболее полное выражение единства научного знания. Это единство проявляется во взаимосвязи различных научных дисциплин, которая выражается в возникновении новых дисциплин на «стыке» старых (физ. химия, хим. физика, биофизика, биохимия, биогеохимия и др.), в появлении междисциплинарных направлений исследования (кибернетика, синергетика, экологические программы и т.п.). Свойства и закономерности реальных систем в природе находят свое отображение, прежде всего, в научных теориях отдельных дисциплин. Эти теории, в свою очередь, связываются друг с другом в рамках соответствующих дисциплин, последние как раз и составляют естествознание как учение о природе в целом.

96

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Концепции современного естествознания [Текст]: учебник/

Г.И. Рузавин. – М.: – Юнити – Дана, 2012. – 304 с.

Свиридов, В. В. Концепции современного естествознания: [текст] учебное пособие./ В.В. Свиридов – СПб.: ПИТЕР, 2005. - 349 с.

Показеев К. В. Сборник задач по физике. – М.: Высшая школа, 2006.- 368 с.

Трофимова, Т. И. Курс физики [Текст] / Т.И.

Тро-

фимова. - М. : Высш. шк., 2005. - 542 с.

Алешкевич, В.А. Курс общей физики. Оптика: [электронный ресурс] учебник. – Физматлит, 2010. – 336 с.: - Режим доступа: htpp://www.knigafund.ru – Заглавие с экрана.

Смирнов, А.В. Мир белковых молекул. Элективный курс: учебное пособие. – БИНОМ, Лаборатория знаний, – 2010. – 124 c.: - Режим доступа: htpp://www.knigafund.ru – Заглавие с экрана.

Садохин, А.П. Концепции современного естествознания [электронный ресурс]: учебное пособие – Юнити – Дана, - 2012. – 415 с. : - Режим доступа: htpp://www.knigafund.ru – Заглавие с экрана.

97

ОГЛАВЛЕНИЕ

От автора ………………………………………………... 3

1.Естественно-научная и гуманитарная культура ... 5

2.Дифференциация и интеграция знания. Развитие

естественнонаучных представлений …………… 9

3.Механистическая картина мира. Концепция детерминизма ……………………………………. 15

4.Электромагнитное поле Максвелла и эфир ……. 19

5.Законы статистические или вероятностные.

Понятие вероятности ……………………………. 30

6.Открытые системы. Самоорганизация в

открытых системах ……………………………… 36

7.Основы строения материи ………………………. 40

8.Космологическая эволюция ……………………. 50

9.Элементарные частицы …………………………. 61

10.Предмет химии. Концептуальные уровни в познании веществ и химические системы ……... 66

11.Возникновение и эволюция жизни …………….. 72

12.Уровни организации живых систем. Онтогенетический уровень живых систем ……. 77

15.Концепция системного метода …………………. 93

Библиографический список …………………………… 96

98

Учебное издание

Безрядин Николай Николаевич Прокопова Татьяна Владимировна Котов Геннадий Иванович Сыноров Юрий Владимирович

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ:

курс лекций

Подписано в печать 20.03.2014. Формат 60х84 1/ 16

ФГБОУ ВПО «Воронежской государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»)

Отдел полиграфии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» Адрес университета и отдела полиграфии:

394036, Воронеж, пр. Революции, 19

99

ДЛЯ ЗАМЕТОК

100