- •Современная научная картина мира
- •Оглавление
- •Часть I Наука и научная картина мира …………………………………………. 7
- •Часть II Основополагающие концепции современной науки ……………… … 36
- •Часть III Некоторые приложения концепций современной науки ……….... 62
- •Введение
- •Часть I. Наука и научная картина мира
- •1.1. Единство мира и способы его постижения
- •1.1.1. Природа, цивилизация и культура как целостная система
- •1.1.2. Мифология, религия, искусство, наука как компоненты культуры и способы постижения природы
- •1.1.3. Познание и мировоззрение
- •1.1.4. Обобщенная картина мира
- •1.2. Наука и научный метод исследования
- •1.2.1. Наука как компонент культуры
- •1.2.2. Наука как способ объективного познания
- •1.2.3. Научный метод исследования
- •1.2.4. Динамика развития науки и формирование научных парадигм
- •1.3. Научная картина мира
- •1.3.1. Структура научной картины мира
- •1.3.2. Дифференциация наук
- •1.3.3. Естественные науки и гуманитарное знание: проблемы интеграции
- •1.3.4. Естественно-научное и гуманитарное мышление
- •Часть II. Основополагающие концепции современной науки
- •2.1. Элементы теории систем
- •2.1.1. Системный подход к описанию окружающего мира
- •2.1.2. Классификации социоприродных систем
- •2.1.3. Свойства открытых систем
- •2.1.4. Системная картина мира
- •2.2. Самоорганизация и эволюция сложных систем, далеких от равновесия
- •2.2.1. Общие представления
- •2.2.2. Сценарий самоорганизации
- •1. Фазовое пространство и фазовые траектории
- •2. Точка бифуркации
- •3. Фракталы и аттракторы
- •4. Сценарий
- •2.2.4. Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •1. Синергетическая картина мира
- •2. Универсальный эволюционизм
- •2.3. Элементы теории управления
- •2.3.1. Самоорганизация и организация
- •2.3.2. Контур с обратной связью
- •2.3.3. Управление и управленческая деятельность
- •Часть III. Некоторые приложения концепций
- •3.1.2. Структура и специфика естественно-научной картины мира
- •3.1.3. Фундаментальные понятия естествознания
- •1. Материя и формы ее существования: вещество и поле
- •2. Атрибуты материи: отражение и движение
- •3. Пространство и время
- •4. Энтропия и информация
- •2. Основополагающие принципы естествознания
- •3.1.5. Эволюция естественно-научной картины мира: от натурфилософии к хх веку
- •1. Доклассический период
- •2. Классическая наука
- •3.2. Современные частные естественно-научные картины мира
- •3.2.1. Физическая картина мира
- •1. Релятивистская картина мира
- •2. Квантово-полевая картина мира
- •3. Строение материи и физика элементарных частиц
- •4. Соотношение классической, релятивистской и квантовой картин
- •3.2.2. Космологическая картина мира
- •1. Вселенная
- •2. Гипотеза Большого Взрыва
- •Галактики
- •Звезды и звездно-планетные системы
- •5. Солнце и Солнечная Система
- •3.2.3. Геологическая картина мира
- •1. Общая характеристика планеты
- •2. Самоорганизация и эволюция Земли
- •3. Физические оболочки Земли
- •4. Геосфера
- •3.2.4. Химическая картина мира
- •1. Химическая эволюция
- •2. Общие представления о химическом процессе как способе самоорганизации химических систем
- •3. Самоорганизация и эволюция химических систем
- •4. Биологическая химия или предбиология
- •3.2.5. Биологическая картина мира
- •1. Общие представления
- •Гипотеза биохимической эволюции
- •Опережающее отражение
- •4. Биологический эволюционизм
- •5. Концепция генетики
- •6. Современная теория эволюции
- •7. Формирование биосферы
- •8. Экосистемный подход к изучению природы Земли
- •3.3. Гуманитарная картина мира
- •3.3.1. Антропологическая картина мира
- •1. Природа человека
- •2. Антропогенез: современные представления о происхождении и эволюции человека
- •3. Миграции древних людей и происхождение рас
- •4. Эволюция головного мозга и развитие психики
- •5. Человек как познающий субъект природы
- •6. Генетическая программа человека и природа интеллектуальных способностей
- •3.3.2. Социально-культурная картина мира Общие замечания
- •1. Краткий исторический экскурс
- •2. Системно-синергетический подход к описанию социальных систем
- •3. Культурная антропология
- •3.3.3. Глобальная экологическая картина
- •1. Становление техногенной цивилизации и экологические уроки прошлого
- •2. Экологические проблемы современной цивилизации
- •3. Глобальный экологический кризис, его истоки и причины
- •4. Необходимость продуктивного диалога общества и природы
- •3.3.4. Новые модели развития цивилизации
- •1. Учение в.И.Вернадского о ноосфере
- •2. Восхождение к коэволюционной стратегии
- •3. Устойчивое развитие
- •Заключение
- •Тематика творческих работ
- •Системный подход к описанию окружающего мира.
- •Перечень вопросов к итоговой аттестации
- •Дополнительная литература
- •Глоссарий
1. Общие представления
На сегодняшний день нет достаточно четкого определения, что такое жизнь. С точки зрения материалистической философии жизнь - это особая форма движения материи. С биологической точки зрения жизнь - это особая форма существования белковых структур.
С точки зрения системно-синергетического подхода жизнь - это форма существования макроскопических гетерогенных открытых систем, далеких от равновесия, способных к самоорганизации, саморегуляции и самовоспроизведению (М. Волькенштейн).
Это определение является наиболее полным, так как отражает принципиальное отличие живой материи от косной. По сравнению с последней, жизнь - это качественно новая форма организации материи, основные свойства которой - способность усваивать энергию Солнца за счет фотосинтеза и воспроизводить из неживого живое.
Структурная организация живого и проблемы самоорганизации обсуждались в предыдущих разделах. Только необходимо добавить, что в живых системах процессы саморегуляции осуществляются на уровне активного обмена веществом, энергией и информацией. Это связано с тем, что реакции живого организма на воздействие среды носят опережающий характер.
Элементарная единица такого организма - клетка. Ей присущи все признаки живого - обмен веществ, раздражимость, самоорганизация, саморегуляция, самовоспроизведение, передача наследственных признаков. Она является самоорганизующейся биохимической системой, состоящей из большого числа согласованно функционирующих органоидов. Клетка, хотя и обладает всеми функциями живого, не способна к самостоятельному существованию (за исключением одноклеточных организмов) в открытой среде. Основа клетки - сложнейшие биополимеры, играющие важные функциональные роли в системе сопряженных автокаталитических циклов, составляющих основу жизнедеятельности живых организмов.
Важное проявление жизни биологической системы - деление клетки. С ростом клетки ухудшаются условия питания ее элементов, что должно привести к замедлению процессов жизнедеятельности. Кроме того, рост клетки связан с построением копий каждого ее элемента. Вследствие этого снижаются возможности управления внутренними процессами. Эти явления приводят к повышению энтропии клетки и способствуют ее переходу в неустойчивое состояние, выход из которого - деление материнской клетки на две дочерние. Наиболее благоприятные условия для деления складываются в момент удвоения массы, при этом лишняя энтропия сбрасывается в окружающее пространство и образовавшиеся две новые системы вновь обретают устойчивость до очередного момента деления. Отдельной клетке в отличие от одноклеточного организма практически невозможно выжить в одиночку. В средах с определенными условиями они образуют колонии. Однако и здесь после нескольких делений клетки часто гибнут, так как их жизнь зависит от сигналов других клеток, а на уровне колонии отсутствует управление. В энерго-энтропийном плане более выгодным, чем колония, является объединение клеток в более сложные структурные образования - многоклеточные системы: ткань, орган, органная система, многоклеточный организм. В рамках организма осуществляется саморегулирование, появляются механизмы управления. При этом увеличение структурной сложности и упорядоченности системы компенсирует рост энтропии, связанный с увеличением числа ее элементов. Разные подсистемы сложных организмов развиваются с разной скоростью и используют разные стратегии. Поэтому оптимальная согласованность их взаимодействия достигается только в определенный временной промежуток, по истечении которого компенсаторные возможности организма, определяемые его генотипом, снижаются. Рассогласованность функционирования органных систем усиливается нарастанием рассогласования биохимических процессов на клеточном уровне. Становится невозможным эффективное управление процессами при данной системной организации, что ведет к нарушению целостности организма и его разрушению.
Подобный механизм действует на видовом, групповом и популяционном уровнях. Любое сообщество, любая совокупность взаимодействующих живых организмов (сообщество бактерий, насекомых, косяк рыб, стая птиц, стадо млекопитающих) имеют свои специфические формы самоорганизации. Это может быть пирамидальная структура (как у муравьев или пчел), на вершине которой находится матка, либо структура с вычленением элитных особей (вожаков), обретающих абсолютную власть над стадом. Самоорганизация живых организмов происходит под воздействием объективных законов природы и энергии, поступающей по пищевым цепям.
При наличии в среде обитания неограниченных ресурсов и благоприятных условий рост численности любого вида подчиняется экспоненциальному закону. Однако в процессе эволюции Земли природно-климатические условия изменяются, и порой существенно, рано или поздно уменьшается количество ресурсов, необходимых для поддержания его целостности. Борьба за ресурсы порождает внутривидовую и межвидовую конкуренцию, что повышает энтропию системы. Вид теряет свою устойчивость. Адаптируясь к изменившимся условиям, он вынужден изменяться. Если этого не происходит, то он вообще вымирает, как это случилось с древними гигантскими растениями и животными.