- •Федеральное агентство по образованию
- •Брянский государственный технический университет
- •В.И.Попков
- •Концепции современного естествознания
- •Введение
- •Часть 1. Логика и методология естественных наук
- •1.1.Предмет естествознания
- •1.2. Культура и наука
- •1.3. Научная картина мира
- •1.4. Связь науки с другими компонентами культуры
- •1.5. Виды научного знания
- •1.6. Проблема культур в науке
- •1.7. Материя и движение
- •1.8. Пространство и время
- •1.9. Материальное единство мира
- •1.10. Характерные черты науки
- •1.11. Мышление
- •1.12. Структура научного познания
- •1.13. Методы научного познания
- •1.13.1. Философские методы
- •1.13.2. Общенаучные методы
- •1.13.2.1.Эмпирические методы исследования
- •1.13.2.2. Методы теоретического познания
- •1.13.2.3. Общелогические методы и приемы
- •1.13.2.4. Математика – универсальный язык естествознания
- •1.13.3 .Прочие методы
- •1.14. Гипотеза и теория
- •1.15. Критерии научного знания
- •1.16. Модели развития науки
- •1.17. Дифференциация и интеграция в науке
- •1.18. Принципы организации современного естествознания. Системный метод в современном естествознании
- •1.19. Особенности современной научной картины мира
- •Часть 2. Основные физические концепции
- •2.1. Концепция детерминизма в классическом естествознании
- •2.1.1. Триумф небесной механики и детерминизм Лапласа
- •2.1.2. Идеализированные представления о пространстве, времени и состоянии в классической механике
- •2.1.3. Связь законов сохранения с фундаментальной симметрией пространства и времени.
- •2.2.2. Континуальный подход в механике сплошных сред
- •2.2.3. Концепция близкодействия и материальные физические поля
- •2.2.4. Классические представления о природе света
- •2.2.5. Апофеоз классического естествознания
- •2.3. Развитие представлений о пространстве и времени в естествознании
- •2.3.1. Пространство и время в античной натурфилософии
- •2.3.2. Абсолютное пространство и абсолютное время в классическом естествознании
- •2.3.3. Уравнения Максвелла и концепция абсолютно неподвижного эфира
- •2.3.4. Элементы специальной и общей теории относительности
- •2.3.4.1.Постулаты Эйнштейна
- •2.3.4.2. Преобразования Лоренца
- •2.3.4.3. Следствия из преобразований Лоренца
- •1.Одновременность событий в разных системах отсчета
- •2. Длина тел в разных системах отсчета
- •3. Длительность событий в разных системах отсчета
- •4. Закон сложения скоростей в релятивистской механике
- •2.3.4.4. Интервал
- •2.3.4.5. Основы релятивистской динамики
- •1. Релятивистский импульс
- •2.Зависимость массы от скорости
- •3. Взаимосвязь массы и энергии
- •4. Энергия связи
- •5. Частицы с нулевой массой покоя
- •2.3.4.6. Четырехмерное пространство-время в общей теории относительности
- •2.3.4.7. Релятивизм как концептуальный принцип неклассического естествознания
- •2.4. Статистические закономерности в приРоде
- •2.4.1. «Стрела времени» и проблема необратимости в естествознании
- •2.4.2. Возникновение статистической механики.
- •2.4.3. Особенности описания состояний в статистических теориях.
- •2.4. 4. Увеличение энтропии при переходе из упорядоченного в неупорядоченное состояние
- •2.4.5. Гипотеза Томсона и «тепловая смерть» Вселенной.
- •2.5. Микромир и основные концепции неклассического естествознания
- •2.5.1. Зарождение квантовых представлений в физике
- •2.5.2. Особенности неклассического подхода к описанию динамики микрочастиц
- •2.5.3. Квантовая природа агрегатных состояний макроскопических объектов
- •2.6. На пути к единой фундаментальной теории материи
- •2.6.1. Становление субатомной физики
- •2.6.2. Фундаментальные взаимодействия в природе
- •2.6.3. Стандартная модель элементарных частиц
- •2.6.4. На переднем крае физики микромира
- •Часть 3. Мегамир: современные астрофизические и космологические концепции
- •3.1. Звездная форма бытия космической материи
- •3.2. Эволюция звезд
- •3.3. Современные космологические модели вселенной
- •3.4. Происхождение и развитие вселенной
- •3.5. Солнечная система
- •3.5.1. Солнце
- •3.5.2. Планеты солнечной системы
- •3.5.2.1. Земля
- •3.5.2.2. Луна
- •3.5.2.3. Меркурий
- •3.5.2.4.Венера
- •3.5.2.5. Марс
- •3.5.2.6. Юпитер
- •Часть 4. Основные химические концепции
- •4.1. Учение о составе
- •4.2.Структура вещества и химические системы
- •4.3. Учение о химических процессах
- •4.4. Эволюционная химия – высший уровень развития химических знаний
- •Часть 5. Биологический уровень организации материи
- •5.1. Предмет биологии и ее структура
- •5.2. Основные признаки живого
- •5.3. Структурные уровни живого
- •5.4. Клетка, ее строение и функционирование
- •5.5. Химические основы жизни. Генетика
- •5.6. Принципы биологической эволюции
- •5.7. Концепции возникновения жизни на земле
- •5.8. Исторические этапы развития жизни на земле
- •Енисей (1,5 млрд. Лет – 1,2 млрд. Лет) Появляются многоклеточные водоросли.
- •Часть 6. Человек как феномен природы
- •6.1. Происхождение человека
- •6. 2. Биологическое и социальное в развитии человека
- •6.3. Превращение биосферы в ноосферу
- •6.4. Глобальные проблемы человечества
- •Часть 7. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •7.1. Кибернетика и общие проблемы управления
- •В сложных динамических системах
- •В создании кибернетики принимали участие многие ученые: д. Биглоу, к. Шеннон, и.М. Сеченов, и.П. Павлов, а.М. Ляпунов, а.А. Марков, а.Н. Колмогоров и др.
- •Энергия
- •7.2. Синергетика – новое направление междисциплинарных исследований
- •7.3 Характеристики самоорганизующихся систем
- •7.4. Закономерности самоорганизации
- •7.5. Физические модели самоорганизации в экономике
- •Персоналии
- •Цитатник
- •Список использованной и рекомендуемой литературы
- •Часть 1. Логика и методология естественных
- •Часть 2. Основные физические концепции...104
- •Часть 3. Мегамир: современные астрофизи-ческие и космологические концепции……..180
5.7. Концепции возникновения жизни на земле
Происхождение жизни – одна из самых важнейших мировоззренческих проблем наряду с проблемой происхождения нашей Вселенной и проблемой происхождения человека. Сведениями о распространении жизни во Вселенной и о возможных ее внеземных формах наука не располагает. Весь наш опыт в этой области ограничен единственным доступным примером – Землей, но и эти знания жизни далеки от полноты. Проблема происхождения жизни относится к наиболее интересным и в тоже время наименее исследованным вопросам, связанным с философией и религией.
Перечислим основные концепции, связанные с возникновением жизни на земле:
1. Креационизм – божественное сотворение живого (creatio – сотворение (лат.)). Согласно этой концепции возникновение жизни относится к определенному событию в прошлом, которое можно вычислить. В 1650 г. архиепископ Ашер из Ирландии, анализируя возраст и родственные связи всех упоминаемых в библии лиц, вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э., а в 9 часов утра 23 октября сотворил человека. Однако, согласно археологическим раскопкам на Ближнем Востоке в это время уже была развитая цивилизация. Данная концепция является религиозной и к науке отношения не имеет.
2. Концепция спонтанного (самопроизвольного) зарождения жизни из неживого вещества. Эта теория восходит к Эмпедоклу и Аристотелю: определенные «частицы» вещества содержат активное начало, которое при определенных условиях может создать живой организм. Аристотель считал, что активное начало есть в яйце, солнечном свете, гниющем мясе. У Демокрита начало жизни было в иле, у Фалеса – в воде, у Анаксагора – в воздухе. Аристотель сформулировал идею постепенного и непрерывного развития живого из неживого и создал представление о «лестнице природы» применительно к животному миру. Он не сомневался в самозарождении мышей, лягушек и др. мелких животных.
С распространением христианства идеи самозарождения были объявлены еретическими, долгое время о них не вспоминали. В середине XIX в. Луи Пастер, изучавший деятельность бактерий, опроверг эту концепцию.
3. Концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь на земле существовала всегда. У этой концепции сторонников было мало.
4. Концепция панспермии, согласно которой жизнь была занесена на Землю из космоса. Эта гипотеза переносит проблему возникновения жизни в другое место Вселенной, но не дает механизма первичного возникновения жизни. Либих считал, что «атмосферы небесных тел», а также вращающихся космических туманностей можно считать вековечными хранилищами оживленной формы, вечными плантациями органических зародышей», откуда жизнь рассеивается в виде этих зародышей по Вселенной. Подобным образом мыслили Кельвин, Гельмгольц и др. В начале XXв. с идеей радиопанспермии выступил Аррениус . Он считал, что с населенных другими существами планет, уходят в мировое пространство частички вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространстве Вселенной за счет светового давления. Попадая на планету с подходящими условиями, они начинают новую жизнь на этой планенте. Эту идею поддерживали русские ученые С.П. Костычев, Л.С. Берг, П.П. Лазарев. Эксперименты показали, что некоторые нынешние земные бактерии могут оставаться живыми в космическом пространстве до 6 лет.
Для обоснования панспермии обычно используют наскальные рисунки с изображением предметов, похожих на ракеты или космонавтов, появления Н.Л.О. При изучении вещества метеоритов, падающих на Землю, были обнаружены многие химические вещества – предшественники живого – органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегид, цианогены. В 1975 г. в лунном грунте были найдены предшественники аминокислот. Полеты космических аппаратов разрушили веру в существование разумной жизни на планетах солнечной системы. О существовании жизни вне солнечной системы пока определенно сказать ничего нельзя.
5. Концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате эволюции материи, в ходе процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам. С позиций современной науки жизнь возникла из неживого вещества в результате закономерной эволюции материи. Жизнь – это свойство материи, которое ранее не существовало и появилось в особый момент истории нашей планеты. Возникновение жизни явилось результатом процессов, которые протекали сначала миллиарды лет во Вселенной, а затем многие миллионы лет на Земле. От неорганических соединений к органическим, о органических – к биологическим – таковы последовательные стадии, по которым осуществлялся процесс зарождения жизни. Современная наука считает, что развитие природы носит направленный характер, выражающийся в нарастании со временем сложности и упорядочности вещества и его структур. Жизнь – одна из самых высоких известных человеку форм упорядочности вещества, которая может возникнуть только по достижении развивающейся Вселенной определенной стадии эволюции и только в таких ее локальных системах, где предыдущее развитие подготовило необходимые условия для перехода к столь высокому уровню упорядочности вещества. Такие условия могут возникнуть во многих локальных системах, например на многих планетах, образовавшихся около звезд определенного типа. Но потенциальные возможности реализуются, видимо, лишь в небольшом числе случаев, и здесь велика роль случайности.
Одним из первых мысль о возникновении жизни на земле в ходе эволюционного процесса высказал Ф. Энгельс. Эту гипотезу поддерживал К.А. Тимирязев. Эволюционную идею положили в основу гипотезы многоступенчатого пути развития материи, предшествовавшего зарождению жизни на Земле, А.И. Опарин в 1924 г. и английский исследователь Дж. Холдейн в 1929 г.
6. Существует также точка зрения, что жизнь на Земле возникла чисто случайно и совершенно внезапно. Американский генетик Г. Меллер допускает, что живая молекула, способная размножаться, могла случайно возникнуть в результате взаимодействия простейших веществ. Он считает, что основой жизни является ген. Жизнь в форме гена, по его мнению, возникла путем случайного сочетания атомных группировок и молекул, существовавших в водах первичного океана. Но подсчеты показывают невероятность такого события. Большинство ученых отказались от такого предложения.