Глава 11. Парадигма развития человечества в III тысячелетии и концепции современного естествознания контрольные вопросы
1. Как звучат главные вопросы класстического естествознания и как звучат гравные вопросы антропогенного естествознания?
2. Каковы причины появления антропогенного естествознания?
3. Что такое биологическое царство и каковы критерии его выделения?
4. Зачем нужно знать сколько человек будет проживать на Земле в будущем с естествоннонаучной точки зрения?
5. Как связаны представления о том как будет развиваться Биосфера и парадигма развития Человечества в III тысячелетии?
6. Почему можно назвать раздающееся пятое биологическое царство Креаторным и как это можно обосновать с естественнонаучной точки зрения.
7.Как развивалась жизнь на Земле и почему в настоящее время её развмитие опять находиться в кризисном состоянии?
Темы рефератов (докладов)
1. Зачем биосфере Человечество ?
2. Ноосфера и парадигма развития Человечества в III тысячелетии.
3. Мутагенез и Человечество.
4. Творчество и будущее Человечества.
5. Искусственная биосфера: за и против.
Темы семинарских занятий
1*. Критерии выделения биологических царств и их разновидности
2*. Гипотезы об изменинии численности населения Земли: проблемы и решения.
КРИТЕРИИ ВЫДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЦАРСТВА
|
1 |
Распространенность |
Биологическое царство распространено по всей биосфере |
|
2 |
Морфология |
Морфологическое строение особей различных царств доложно различаться принципиально, т.е. строиться на других физико-химических принципах |
|
3 |
Трофичность |
Трофические связи каждого царства различаются принципиально, т.е. не имеют аналогов между собой |
|
4 |
Поведение |
Стереотипы поведения у особей различных царств имеют принципиальное различие |
|
5 |
Воспроизводство |
Реализация воспроизводственной функции осуществляется различными механизмами |
|
6 |
Влиятельность |
Степень влияния царства на природные процессы сравнима с геологическими процессаим и оказывает существенное воздействие на формирование облика Земли |
|
7 |
Многовидовость |
Царство состоит из большого количества видов. |
К.В. Судаков
“Различные по длительности и выраженности отклонения показателей внутренней среды организма от уровня, обеспечивающего его нормальный метоболизм, побуждают к активной поведенческой деятельности и составляют в каждый данный момент времени внутреннюю биологическую или метаболическую потребность организма. Живые существа могут одновременно испытывать несколько потребностей. Однако всегда имеется ведущий параметр общей метаболический потребности - доминирующей потребность, наиболее важная для выживания особи или её рода, которая возбуждает диминирующую функциональную систему и сторит поведенческий акт, направленный на её удовлетворение. Удовлетворение ведущей потребности приводит к тому, что начитает доминировать другая важная для сохраниния вида или рода индивида потребность. Теперь она формирует “доминирующую функциональную систему и т.д.”
ОТ ОБЩИХ ПРОБЛЕМ БИОЛОГИИ К ПРОБЛЕМЕ СОХРАНЕНИЯ ГЕНОФОНДА
Б.Л. АСТАУРОВ
“К наиболее существенным и крупным блокам, из которых слагается эдание общей биологии, относятся, например, факты и обобщения, касающиеся таких сторон жизни как:
а) химический состав субстарата жизни, а также обмен веществ и энергии, обеспечивающей течение жизненного процесса (основы биохимии и биофизики);
б) микро- и макроструктура живых тел (основы морфологии);
в) клеточное строение живых существ и самой клетки как основной структурной единицы жизни (цитология, учение о клетке, или клеточная теория);
г) механизмы функционирования живых тел на разных уровнях интеграции, то есть организмов и их составных частей: органов, тканей, клеток и т.д. (общая физиология);
д) процессы наследственного воспроизведения и изменчивости организмов при их размножении (общая и молекулярная генетика, хромосомная теория наследственности);
е) реализация наследственных задатков и наследственной информации в процессах индивидуального развития или онтогенез организмов (биология развития, теория индивидуального развития, в сущности еще отсутствующая);
ж) процесс возникновения жизни на Земле и видообразование (филогинез, микро- и макроэволяция и эволюционная теория);
з) описание и классификация организмов на разных стадиях роста и ветвления филогенетического древа, охватывающие как организмы, жившие в прежние эпохи так и наших современников (палеонтология, филогенетическая систематика и таксономия);
и) взаимоотношения между организмами и косной неорганической средой и взаимосвязи разных организмов между собой (экология и биогеоценология);
к) и, наконец, поведение живых существ, возникновение рефлексов, инстинктов и разума (физиология высшей нервной деятельности) - жизненные явления, подходящие уже вплотную к порогу, знаменующему переход биологической формы движения материи в новое качество иного, социологического порядка.
ОТ ВИДА HOMO SAPIENS К БИОЛОГИЧЕСКОМУ ЦАРСТВУ
I - царство микробов; II - царство грибов;
III - царство растений; IV - царство животных;
V - царство ?
Для окончательного утверждения человечества в качестве
царства необходимо решить ряд глобальных проблем
к наиболее насущной проблеме относится проблема в
обеспечении ЭНЕРГИЕЙ.
Фредерик Жолио-Кюри:
“Хотя я верю в будущее атомной энергией и убежден в важности этого изобретения, однако я считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит только тогда, когда мы сможем осуществить массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества”.
ЭВОЛЮЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА ( по Ф. Венту )
500 440 400 360 320 280 240 200 160 120 80 40 0
пропущен рисунок
Суть реакции фотосинтеза можно выразить так : энергия света , поглощенная хлорофилом , выбивает из его молекулы элеектрон , и для компенсации этой потери молекулы воды “ разбираются на кислород и протоны ( ионизированные атомы водорода ) . Кислород зеленое растение отдает в атмосферу , электроны идут на восстановление молекулы хлорофилла , а протоны соединяются с поглощенными из воздуха молекулами углекислого газа , образуя сахар .
Заманчиво было бы воспроизвести этот процесс без участия такого капризного элемента , как растение , и получать из воды , воздуха и света сахар . Но пока это слишком сложная задача , и ученые , откладывая полную имитацию фотосинтеза на будущее , стремятся к более простой цели : добывать из воды с помощью света водород . Ведь этот газ , сейчас получаемый путем электролиза с большими затратами электроэнергии , мог бы широко применяться в энергетических установках , реактивных двигателях и даже как горючее для автомобильных моторов , не дающее вредных выхлопов . Над этой задачей работают сейчас во многих странах . Группе французских исследователей под руководством профессора Ж. М. Лена в университете имени Пастера в Страсбурге удалось создать фотохимическую систему , при освещении выделяющую водород из воды . В системе использованы органические соединения редких металлов рутения и родия , а также платиновый катализатор . Комплексное органическое соединение рутения чувствительно к лучам синего участка солнечного спектра , а само оно имеет оранжевый цвет . Когда фотоны (1) попадают на двухвалентный рутений (2) , он отдает один электрон ( то есть окисляеттся - 3) и превращается в трехвалентный рутений (4) . Чтобы занять освободившееся место в атоме рутения , требуется электрон , его дает специально добаввленное химическое соединение триэтаноламин (5) . На рисунке оно обозначено буквой D - донор электрона . Электрон , отнятый у триэтаноламина (6) , захватывается трехвалентным рутением (8) , который восстанавливается , становясь двухвалентным (2) . Итак , цикл замкнулся , и рутений снова готов к работе .
Проследим теперь другой цикл - судьбу электрона , отданного двухвалентным рутением ( 2 и 3 ). Электрон переходит к трехвалентному родию (9) , который восстанавливается сначала в двухвалентный (10) , а затем и в одновалентный (11) за счет электрона , поступающего от триэтаноламина , уже ранее отдавшего один электрон (7) .Диффундируя в платиновый катализатор (13) , родий снова окисляется до трехвалентного состояния (14) . Два электрона , отнятые у него при этом, захватываются двумяионами Н+ (16) , имеющимися в воде . Известно , что некоторое количество молекул воды в норме ионизовано и наряду с целыми молекулами Н2О в воде всегда присутствуют ионы Н+ и ОН- . В результате воссоединения электронов с ионами получается водород Н2 (17).
Рутений , родий и платина действуют только как катализаторы и не расходуются в процессе реакции . Расходуется лишь триэтаноламин , его приходится добавлять . Это недорогое химическое соединение , но исследователи надеются в дальнейшем обойтись без этого поставщика электронов , добавив в свой прибор второй отсек , в котором нужные электроны будут отниматься у воды , как это происходит в естественном фотосинтезе , и через полуприницаемую мембрану переходить в первое отделение для использования в вышеописанных реакциях . Тогда для получения водорода будет требоваться только вода и свет . Другой путь усовершенствования системы , намеченный группой профессора Лена ,- использовать не толь синие лучи , а весь солнечный спектр. Сейчас в системе , содержащей 1 милиграмм рутения и 55 миллиграммов родия , за час получается один миллилитр водорода .
НА ПУТИ К БИОЛОГИЧЕСКОМУ ЦАРСТВУ .
0,4
0,2
Зависимость распределения потребления продукции по размерам тел растительноядных организмов.
И. ПРИГОЖИН
“Неравновестная физика находится сейчас в стадии бурного роста , чем вызван интерес к ней . Эта область не только дает новые прикладные результаты , имеющие непосредственные научно-техническое значение , но и открывает новые перспективы в развитии самих оснований физики , что также привведет , по-видимому , к новым технологическим достижениям в следующем столетии “ .
НАРОДОНАСЕЛЕНИЕ :
СТАТИСТИКА И ПРИБЛЕМЫ .
ФАКТ 1 . Темп прироста населения на Земле к концу 20-го столетия стал снижаться ( максимум наблюдался в 60-е годы .
ФАКТ 2 . Население Земли более чем наполовину состоит из молодых людей.
ФАКТ 3 . За средними цифрами скрываются огромные различия .
ЧИСЛЕННОСТЬ МОЛОДЕЖИ
(по данным Жан-Мари ЛЕГЕ)
Н. П. ДУБИНИН
“ Человек - это естественное звено в эволюции жизни на Земле . Вероятно , в истории жизни было два главных момента : первый , когда вообще появилась жизнь из неорганической материи , второй - появление человека , обладающего сознанием “.
СКОЛЬКО НАС БУДЕТ В III-м ТЫСЯЧЕЛЕТИИ
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
1000 2000
3000
-
апроксимированная зависимостьретроспективного
периода.
-
прогнозные оценки
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Как известно классическое естествознание формулирует своей главной проблемой ответ на вопрос:”Что такое жизнь?” Нарождающееся, новое естествознание ставит этот же вопрос в другой плоскости:-”Зачем нужна жизнь”. Если в классической постановке человек как таковой отсутствует - это лишь один из видов царства животны, то во второй постановке на первый план выходит колоссальная по своим масштабам проблема целеполагания. Там, где есть “Зачем?” там всегда зримо или незримо присутствует цель, желание, и в конечном счете потребность. При второй постановке жизнь “пронизана” целеполаганием, это неотъемлемая часть любого процесса. Вершиной, апофеозом выдвижения целей, осуществления деятельности на основе целевых установок является Человек. Таким образом новое естествознание не боится человека, не отбрасывает его как субъективную ничтожность, а делает Человека центральным звеном, возвращает людей в мироздание. Такое естествознание, поправу, можно назвать антропогенным естествознанием. Антропогенное естествознание по многим показателям находится в латентном состоянии, но основополагающий фундамент для него заложен. Прежде всего это заключается в том, что Человечество из биологического вида - HOMO SAPIENS превратилось в новое биологическое царство.
Необходимое замечание. Ранее существовало четыре биологических царств: -царство микробов; царство грибов; царство растений и царство животных.
Необходимое замечание. В первом приближении можно определить семь критериев выделения биологических царств. По первым шести критериям Человечество безусловно является биологическим царством, так как имеет по ним существенные ( качественные, принципиально другие и т.д._ отличия.
Первый критерий - распространенность. Биологическое царство должно быть распространено по всей Земле. Человек опустился на дно океана, где крайне мало обитает живых организмов, бурит очень глубокие скважины в пробах из которых отсутствуют всякие признаки жизни, поднимается на такие высоты, где не могут функционировать даже простейшие. Но человек стремится все дальше и дальше, выше и выше. Следовательно по этому критерию Человечество в полной мере может быть названо царством.
Второй критерий - морфологическое строение. В биологическое царство входят особи отличающиеся от особей другого царства принципиально. Так растения имеют совсем другую морфологию, чем животные. В чисто биологическом отношении человек является одним из видов царства животных. Но человек осуществляет свою деятельность с помощью различных посредников - технических, кибернетических, и документационных систем. Человечество не может существовать без этого посредника. Следовательно нужно учесть в морфологии и этого, крайне мобильного, не похожего ни на что в естественной среде посредника. А такой подход позволяет говорить о том, что Человечество имеет особей принципиально отличающихся по своему морфологическому строению от всех особей других биологических царств.
Необходимое замечание. Во многих странах современный человек имеет своим естественным придатком автомобиль. Как это ни кажется парадоксальным, но именно эта совокупность образует ту систему, которая должна быть принята за единицу отсчета (особь понятие биологии). Очевидно, что такая совокупность (система с новыми качествами или эмерджентными свойствами) обладает своей структурой или в понятиях биологии и систематики - морфологией.
По второму критерию Человечество в настоящее время вышло на уровень царства.
Третий критерий - трофичность. Пищевые связи человека не имеют аналогов в природе, хотя и до настоящего времени в качестве исходных продуктов служат “дары” окружающего нас мира. Во-первых человек является всеядным, во-вторых он готовит себе пищу определенным образом, по специально разработанной технологии, что не делает ни одно животное, в-третьих, как правило, человек выращивает исходный продукт.
Необходимое замечание. Во многих странах и до настоящего времени сохраняется собирательство, как источника пищи (орехи, грибы, ягоды и т.). Но с процессом урбанизации данный источник отходит на второй план.
По третьему критерию Человечество в настоящее время вышло на уровень царства.
Четвертый критерий - поведение. По своему поведению человек резко, принципиально отличается от всех других наземных живых существ. Прежде всего это заключается в том, что он производит средства производства. Это не присуще ни одному биологическому виду.
Необходимое замечание. Производство средств производства относится к первичным признакам. Но помимо первичных признаков существует масса вторичных признаков, например, как человек организует свой досуг (ни одно животное не смотрит телевизор, не пьет кофе в кафе, не катается на лыжах ради собственного удовольствия и т.д.).
По четвертому критерию Человечество в настоящее время вышло на уровень царства.
пятый критерий - воспроизводство. В настоящее время воспроизводственная функция человека, как биологического вида осуществляется в основном по тем же механизмам, что и животных. Но наметились и начинают прогрессировать тенденции, которые позволяют говорить о существенных отличиях в реализации воспроизводственных функций. Все больше и больше стоит вопрос о “генной инженерии” для человека. Такая постановка связана с увеличением патологии новорожденных, т.е. появлением детей инвалидов, уродов с теми или иными пороками. Это требует вмешательства в процесс зачатия, вынашивания плода, изменений условий деторождения, и последующего ухода за новорожденными. Таким образом функция воспроизводства в ближайшем будущем претерпит ряд гигантских изменений.
Необходимое замечание. Эти преобразования имеют место в сегодняшней практике реализации воспроизводственной функции. Прежде всего будущая мать в процессе беременности постоянно находится под наблюдением врачей (этого естественно нет у других животных существ), процесс деторождения облегчается самыми различными способами, в том числе с помощью технических средств (этого естественно нет у других живых существ), для новорожденных имеются специальные технические устройства, которые поддерживают его жизнь (этого естественно нет у других живых существ).
Таким образом можно заключить, что по пятому критерию Человечество близко к выходу на уровень царства.
Шестой критерий - влиятельность. Данный критерий наименее сложный в своем обосновании, так как воздействие Человечества на окружающую сред достигло таких размеров, что начали гибнут биологические виды, создалась ситуация кризиса для всей биосферы в целом. Человек переделал нашу матушку Землю на свой манер, вырубив леса и перегородив реки, выкопав огромные котлованы при добыче полезных ископаемых и перебудоражив всю атмосферу полетами самолетов и запусками ракет.
По шестому критерию Человечество в настоящее время вышло на уровень царства.
Седьмой критерий - многовидность. Человечество в настоящее время существует в единственном виде, т.е. по этому критерию Человечество не проходит как царство.
Изложенное позволяет говорить о том, что парадигма развития Человечества должна предусматривать изменение статуса вида - Homo Sapiens и превращение его в биологическое царство. В этой связи возникает вопрос, что это дает биосфере, т.е. вопрос:”Зачем нужна жизнь?” проецируется на новое биологическое царство.
Необходимое замечание. Когда Человечество было биологическим видом вопрос:”Зачем нужна жизнь?” не дебатировался как очевидный и он трансформировался в более простой и мехамистический (соответствующий потребностям того времени):-”Что такое жизнь?”
Очевидно, что на поставленный вопрос в настоящее время не существует однозначного ответа и с точки зрения естествознания могут быть предложены лишь гипотезы.
Необходимое замечание. По мимо естественнонаучной точки зрения существует множество других. базируясь на которые будут предложены другие гипотезы.
Необходимое замечание. Предлагаемые гипотезы не являются исчерпывающими и не удовлетворяют принципу полноты, но они дают представление о том в каком ракурсе могут идти умозаключения.
Первая гипотеза. Биосфера имеет цель уменьшение интенсивности охлаждения Земли. Если Земля охладится до температуры ниже критической, то она разорвется из-за возникших внутренних напряжений или же жизнь прекратит на ней существование из-за замерзания воды. Для того, чтобы этого не произошло Земля создает для себя защитную оболочку, в виде Биосферы с ее царством микробов и грибов начинает не справляться с поставленной задачей. Для изменения ситуации создаются царства растений и животных. Причем царство растений непосредственно ответственно за соблюдение энергетического баланса, а царство животных должно продолжить цепь эволюции для того, чтобы избежать будущих катастроф и катаклизмов. После того, как биосфера с ее четырьмя царствами начинает не справляться с поставленной задачей, создается новое, пятое биологическое царство. В этом случае главная функция нового царства - преобразование биосферы, т.е. у Человечества в конечном итоге преобразовательная, созидательная функция. В этом случае такое царство с полным основанием можно назвать
КРЕАТОРНЫМ
Креаторное царство должно сохранить Землю, продлить ее существование, и в конечном счете сберечь ноосферу как гиперзначимую систему.
Вторая гипотеза. Человечество как любая система имеет начало и имеет конец. Сейчас Человечество прошло этап роста и выходит на этап зрелости. Затем будет этап упадка и в конечном счете оно погибнет как и любая другая система.
Необходимое замечание. Аналогичная концепция предложена Л.Н.Гумелевым по отношению к этносам. Период жизнедеятельности (существования, функционирования и т.д.) этноса оценивается им примерно в 1400 лет.
Третья гипотеза. Человечество является экспериментом внеземных цивилизаций и после того как мы достигнем определенного уровня развития они включат нас в свою ассоциацию (мир, объединение, систему и т.д.).
Необходимое замечание. Большое количество исследований по так называемым неопознанным летающим объектам (НЛО) прямо работает на эту гипотезу. Однако нередки случаи, когда явления происходящие в естественной среде связывались и связываются с НЛО.
Четвертая гипотеза. Человечество в своем биологическом виде достигло апогея. Для того, чтобы действительно стать царством (по всем семи критериям) необходимо, чтобы одновидовость или моновидовость переросла в многовидовость. Как показывает анализ эволюции видов это возможно только на пути специализации, т.е. приспособления индивидуумов к определенным видам деятельности. При этом возможны два пути реализации этих глобальных преобразований. Первый путь заключается в изменении генетического аппарата, второй путь заключается в сембиозе с техническими устройствами в единую, неделимую систему. Далее эти проблемы будут рассмотрены более подробно (глава 22).
Пятая гипотеза. Человечество и каждый человек в отдельности является ни чем иным, как “фильтром” для очищения некого божественного духа или Абсолюта. Надо совершенствовать дух, а не физический мир. Физический или грубый мир нужен лишь как средство (“фильтр”, “очиститель”, ”преобразователь” и т.д.) и его преобразование должно прежде всего исходить из законов совершенствования Абсолюта, а лишь затем из законов недостойной и отвратительной плоти.
Необходимое замечание. Каждая гипотеза имеет большое количество разновидностей и своих приверженцев. Однако надо помнить, что все выше сказанные гипотезы на первом этапе равновероятны.
Необходимое замечание. Естественно, что этим все многообразие гипотез не ограничивается. Их гораздо больше.
Изложенные гипотезы являются основой парадигм развития Человечества в III тысячелетии.
Рассмотрим это более внимательно на примере первой гипотезы.
Первая гипотеза предполагает, что Человечество рано или поздно начнет управлять жизнедеятельностью Биосферы. Все III тысячелетие будет направлено на то, чтобы научиться прогнозировать глобальные процессы, происходящие в природе и разработать модели адекватное по своей сложности и динамичности управляемому объекту. Можно предложить (схематично) следующий сценарий развития событий.
- первый этап - интенсивное изучение механизмов фотосинтеза. Причем это будет расшифровка общих механизмов фотосинтеза.
- второй этап - переход от общих представлений к изучению особенностей фотосинтеза у различных видов растений, с учетом их цикла жизнедеятельности и воспроизводства. Одновременно идет создание установок по искусственному фото и биосинтезу и начало их эксплуатации. Такие установки будут работать, скорее всего, там, где много солнца: на космических станциях; высоко в горах, на территории бывших пустынь и т.д. Человек к концу этого этапа научиться регулировать химический состав атмосферы и поддерживать его таким каким считает нужным.
- третий этап - интенсивное изучение возможностей создания новых видов растений, которые несут в себе качества необходимые исследователю и практике. Параллельно Человечество освоит околоземное пространство в таких масштабах и объемах, что все энергетические потребности Человечества будут решаться в совокупности Космос - Земля.
- четвертый этап - создание растений или им подобных, позволяющих осуществлять фотосинтез на других планетах.
Необходимое замечание. Одной из целей освоения фотосинтеза является обеспечение энергетических потребностей.