- •Концепции
- •Введение
- •Тема 1. Предмет естествознания.
- •1.2. Основные закономерности развития естествознания
- •1.2.1 .Необходимость и случайность
- •1.2.2. Причины, от которых зависит развитие науки
- •1.2.3. Роль практики в развитии естествознания
- •1.2.5. Преемственность в развитии идей и принципов естествознания
- •1.2.6. Критика и борьба мнений в науке
- •1.2.7. Интернациональный характер развития науки
- •1.2.9. Дифференциация и интеграция наук
- •1.3. Основные этапы развития естествознания
- •1.3.1.4. Естествознание IV в. До н.Э.
- •1.3.1.7. Философия Эпикура и Лукреция
- •1.3.2. «Русский космизм»
- •1.3.3. Кризис в физике и нарушение прежних представлений
- •1.3.4. Ленинский принцип неисчерпаемости материи
- •1.3.5. Новейшая революция в естествознании
- •Тема 2. Естественнонаучная и гуманитарная культуры
- •2.1. Научная теория. Основная терминология
- •2.2. Содержание и структура естественнонаучной теории
- •2.2.1. Структура естественнонаучной теории
- •2.2.2. Основные способы построения естественнонаучной теории
- •2.3. Культура
- •2.4. Естественная и гуманитарная культуры
- •Тема 3. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы
- •3.1. Атомизм древности
- •3.2. Механистический атомизм
- •3.3. Сокрушительный удар по принципам механицизма
- •3.4. Предпосылки для создания более высокого уровня развития атомизма
- •3.5. Квантовая теория строения атома
- •3.6. Существенные особенности атомизма XX в.
- •3.7. Континуальная концепция
- •3.8. Корпускулярно-волновой дуализм
- •3.9. Элементарные частицы
- •3.10. Выводы
- •4.2. Структура и системная организация материи
- •4.2.1. Структура материи
- •4.2.2. Структурная бесконечность материи
- •4.3. Системная организация как атрибут материи
- •4.4. Структурные уровни организации материи
- •4.4.1. Микро-, макро- и мегамиры
- •4.4.2. Структурные уровни различных сфер
- •Тема 5. Структура и ее роль в организации живых систем
- •5.1. Система и целое
- •5.2. Часть и элемент
- •5.2.1. Соотношение категорий часть и элемент
- •5.3. Диалектическое единство дифференциации и интеграции частей
- •5.4. Взаимосвязь единичного и общего
- •5.5. Интеграция частей
- •5.5.1. Свойства интеграции
- •5.5.2. Три механизма сборки
- •Тема 6. Неопределенность в мире. Принцип неопределенности
- •6.1. Неустранимость неопределенности
- •6.2. Неопределенностные процессы в искусстве
- •6.2.1, Кубизм
- •6.2.2. Футуризм
- •6.2.3. Абстракционизм
- •6.2.5. Сюрреализм
- •6.2.6. Импрессионизм
- •6.2.7. Постимпрессионизм
- •6.3. Неопределенность в биологии
- •6.4. Неопределенность в проблемах кибернетики и компьютерной связи
- •6.5. Принцип неопределенности
- •6.6. Неопределенность и случай — реальные компоненты развития
- •6.7. Сферы проявления неопределенности. Виды неопределенности
- •6.8. Парадокс неопределенности
- •Тема 7. Хаос и порядок. Порядок и беспорядок в природе
- •7.1. Хаос
- •7.1.1. Этимология понятия «хаос»
- •7.1.2. Хаос и мифы
- •7.1.3. Примеры хаоса
- •7.1.4. Социологизация понятий порядка и хаоса
- •7.1.5. Причины хаоса
- •7.2. Пространственная модель соотношения порядка и хаоса
- •7.3. Поиск механизмов объяснения порядка и хаоса
- •7.4. Роль энтропии как меры хаоса
- •7.5. Порядок
- •7.5.1. Математизированный порядок
- •7.5.2. Организмический стиль
- •7.5.3. Психологическая версия порядка
- •7.6. Диалектическое единство 0-мерной точки
- •7.7. Выводы
- •Тема 8. Принципы дополнительности, суперпозиции, относительности
- •8.1. Принцип дополнительности
- •8.2. Принцип суперпозиции
- •Тема 9. Принципы симметрии
- •9.1. Категории симметрии
- •9.11 Симметрия
- •9.1.2. Асимметрия
- •9.1.3. Дисимметрия
- •9.1.4. Антисимметрия
- •9.2. Операции симметрии
- •9.2.1. Отражение в плоскости симметрии
- •9.2.2. Поворотная симметрия
- •9.2.3. Отражение в центре симметрии
- •9.2.4. Трансляция, или перенос фигуры на расстояние
- •9.2.5. Винтовые повороты
- •9.2.6. Симметрия и законы роста
- •9.2.7. Симметрия подобия
- •9.3. Симметрия в познании
- •9.4. Пространственно-временные и внутренние принципы симметрии
- •9.4.1. Пространственно-временные • принципы симметрии
- •9.4.2. Внутренние принципы симметрии
- •9.5. Пифагор и пифагорейский союз
- •9.6. Царство чисел
- •9.7. Золотое сечение—закон проявления гармонии в природе
- •9.7.1. Числа Фибоначчи
- •9.7.2. Золотое сечение в астрономии
- •9.7.3. Золотое сечение в искусстве и музыке
- •9.7.4. Обнаружение золотого сечения в различных областях внешнего мира
- •9.7.5. Выводы
- •Тема 10. Динамические и статистические закономерности в природе
- •10.1. Проблемы детерминизма и причинности
- •10.2. Фундаментальные физические законы
- •10.2.1. Законы сохранения физических величин
- •10.3. Динамические и статистические законы
- •10.4. Закон возрастания энтропии
- •10.5. Принцип минимума диссипации энергии
- •10.6. Редукционизм
- •Тема 11. Химические системы.
- •11.2. Вещества и их свойства
- •11.3. Энергетические эффекты химических реакций
- •11.4. Скорости химических реакций
- •11.5. Катализаторы химических реакций
- •11.6. Равновесие в химических реакциях
- •11.7. Принцип ле шателье
- •11.8. Модель, объясняющая равновесие
- •Тема 12. Особенности биологического уровня организации материи
- •12.1. Основные этапы становления идеи развития в биологии
- •12.2. Концепции происхождения живого
- •12.2.1. Идея самопроизвольного происхождения жизни
- •12.2.2. Опыты Пастера, доказывающие происхождение живого от живого
- •12.2.3. Гипотеза занесения живых существ на Землю из космоса
- •12.2.4. Гипотеза Опарина
- •12.2.5. Современные концепции происхождения жизни
- •12.3. Биоэнергоинформационный обмен
- •12.4. Биологическая вечность жизни
- •12.5. Метаболизм
- •Тема 13. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем
- •13.1. Эволюционная теория дарвина
- •13.1.1. Изменчивость
- •13.1.2. Наследственность
- •13.1.3. Связь между наследственностью и изменчивостью
- •13.1.4. Естественный отбор
- •13.2. Классы механизмов эволюции
- •13.2.1. Адаптационные механизмы
- •13.2.2. Катастрофические, или пороговые, механизмы эволюции
- •13.2.3. Принцип а. Пуанкаре. Закон дивергенции
- •13.3. Три период формирования эволюционной теории дарвина
- •13.4. Основные свойства развития
- •Тема 14. Отражение как всеобщее свойство материи
- •14.1. Отражение и движение
- •14.2. Внутренние и внешние стороны отражения
- •14.3. Отражение— всеобщее свойство материи
- •14.4. Основные свойства отражения
- •14.4.1. Аккумуляция
- •14.4.2. Избирательность
- •14.4.3. Опережающее отражение действительности
- •14.4.4. Адекватность
- •14.5. Адаптация. Проблемы адаптации живого и принцип отражения
- •14.5.1. Адаптация
- •14.5.2. Проблемы адаптации живого и принцип отражения
- •14.5.3. Взаимосвязь эволюции, адаптации и организации живого
- •14.5.4. Исследование случайных и направленных процессов повышения приспособляемости
- •14.6. Концепция адаптационного синдрома, или стресса
- •14.6.1. Стадии адаптационного синдрома, или стресса
- •14.6.1.3. Истощение
- •14.6.2. Формирование естественного кодекса поведения
- •14.6.3. Выводы
- •Тема 15. Пространство и время
- •15.1. Понятия пространства и времени
- •15.2. Развитие представлений о пространстве и времени
- •15.3. Общие свойства пространства и времени
- •15.4. Специфические свойства пространства и времени
- •15.5. Пространство и время в микро-, макро- и мегамире
- •15.5.1. Трехмерность пространства
- •15.5.2. N-мерность пространства
- •15.5.3. Социальное пространство
- •15.6. Время
- •15.6.1.5. Одномерность времени
- •15.6.2. Проекции времени на сознание человека
- •15.6.3. Социальное время
- •15.6.4. Идеи и гипотезы профессора н.А. Козырева
- •Тема 16. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •16.1. Сущность проблем самоорганизации в свете современной науки
- •16.1.1. Связь проблем самоорганизации материи с кибернетикой
- •16.1.1.1. Кибернетика и ее принципы
- •16.1.2. Синергетика как новое направление междисциплинарных исследований
- •16.2. Самоорганизация
- •16.2.1. Структурные компоненты и свойства процесса самоорганизации
- •16.3. Характеристики процесса самоорганизации
- •16.3.1. Гомеостаз
- •16.3.2. Обратная связь
- •16.3.3. Информация
- •16.3.3.4. Информация и память
- •16.4. Роль синергетики в становлении нового понимания
- •16.4.1. Синергетика и трактовка единства мира в восточной философии
- •16.5. Развитие научного знания как синергетический процесс
- •16.6. Синергетика и социальное развитие
- •16.7. Синергетика и современное видение мира
- •Тема 17. Учение в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере
- •17.1. Судьба научных идей в.И. Вернадского
- •17.1.1. Учение в.И. Вернадского
- •17.1.2. Значение идей в.И. Вернадского
- •17.2. Биосфера как живая саморегулирующаяся система
- •17.2.1. Возникновение учения о биосфере
- •17.2.2. Основные идеи в.И. Вернадского по проблемам биосферы
- •17.2.3. Составные части биосферы
- •17.2.4. Биосфера как саморегулирующаяся система
- •17.3. Взаимодействие косного и живого веществ
- •17.3.1. Живое вещество
- •17.3.2. Косное и живое вещества
- •17.4. Многообразие живых организмов— основа организации и устойчивости биосферы
- •17,4.1. Распределение живого вещества
- •17.4.2. Классификация живого вещества
- •17.4.3. Миграция и распределение живого вещества
- •17.4.4. Постоянство биомассы живого вещества
- •17.4.5. Функции живого вещества в биосфере Земли
- •17.5. Факторы, свидетельствующие в пользу земного происхождения жизни
- •17.6. Космопланетарный характер биосферы
- •17.6.1. Этап «химической эволюции»
- •17.6.2. Природно-радиационный фон
- •17.6.3. Живое вещество как геологическая сила
- •17.6.4. Влияние магнитных полей на космический характер биосферы
- •17.6.5. Компенсаторно-защитные функции биосферы
- •17.7. Учение в.И. Вернадского о преобразовании биосферы в ноосферу
- •17.7.1. Ноосфера — сфера Разума
- •17.7.2. Ноосфера и развитие общества
- •17.8. Единая картина развития мира
- •17.8.1. Биосфера и человек — самоорганизующиеся целостности
- •17.8.2. Позиция универсального эволюционизма
- •17.8.3. Ноосферный гуманизм и проблемы экологии
- •Тема 18. Экология. Законы экологии
- •18.1. Экология
- •78.2. Законы экологии
- •18.2.1. Законы экологии Коммонера
- •18.2.2. Второе начало термодинамики и экология
- •18.2.3. Взаимопронизывающие уровни метасистем
- •18.2.3.1. Уровень «человек — воздух»
- •18.2.4. Анализ законов экологии
- •18.3.2. Принципы защиты биосферы
- •18.3.3. Мероприятия по охране природы
- •18.3.3.2. Охрана воды
- •18.4. Закон необходимого разнообразия в экологии
- •18.4.1. Проблема «человек — Вселенная»
- •18.4.2. Экология и культура
- •18.4.3. Экология, право и мораль
- •18.5. Биоэтика
- •18.6. Ресурсная и биосферная модели развития
- •18.6.1. Ресурсная модель
- •18.6.2. Биосферная модель
- •18.6.3. Виды воздействия на биосферу
- •18.7. Модель устойчивой мировой системы
- •18.8. Прогнозы «римского клуба»
- •Тема 19. Социально-этические и гуманистические принципы биологического познания
- •19.1. Социология и этика биологического познания
- •19.2. Генетика
- •19.2.1. Законы Менделя
- •19.2.2. Развитие генетики
- •19.2.3. Основные понятия и термины современной генетики
- •19.2.3.3. Мутации
- •19.3. Развитие нервной системы
- •19.4. Генная инженерия
- •19.5. Программа «геном человека»
- •Тема 20. Человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность
- •20.1. Человек
- •20.2. Экология человека и медицина
- •20.2.1. Здоровье человека
- •20.2.2. Проблема болезни и здоровья
- •20.2.3. Единство человека и природы
- •20.2.4. Валеология — новая наука о здоровье души и тела
- •20.2.5. Валеологические уровни здоровья
- •20.3. Эмоции, творчество, работоспособность
- •20.3.1. Эмоции
- •20.3.1.3. Виды эмоций
- •20.3.2. Творчество
- •20.3.3. Работоспособность
- •20.3.4. Взаимосвязь здоровья, эмоций, творчества, работоспособности
- •20.3.5. Самоактуализирующиеся личности
- •20.4. Сознание
- •20.4.1. Естественнонаучные данные о мозге человека
- •20.4.2. Задачи мозга
- •20.4.3. Интеллект личности
- •20.4.4. Информация и мозг
- •20.4.5. Исследования в области человеческого мозга
- •20.4.6. Моделирование функций человеческого мозга
- •20.5. Идея целостности
- •Приложение
- •Тема 2. Естественнонаучная и гуманитарная культуры
- •Тема 10. Динамические и статистические закономерности в природе
- •Тема 17. Учение в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере
- •Литература
- •Тема 1. Предмет естествознания. Закономерности,
- •Тема 2. Естественнонаучная и гуманитарная культуры
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 3. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы
- •Литература
- •Темы 4, 5. Структурные уровни организации материи.
- •Темы 6,7. Неопределенность в мире. Принцип неопределенности. Хаос и порядок. Порядок и беспорядок в природе
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 9. Принципы симметрии и асимметрии
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 12. Особенности биологического уровня организации материи
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 13. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 14. Отражение и его роль в организации развивающейся системы
- •Тема 16. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 17. Учение в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 18. Экология. Законы экологии
- •Тема 19. Социально-этические и гуманистические
- •Тема 20. Человек: физиология, здоровье, творчество, эмоции, работоспособность
- •Темы рефератов
- •Литература
- •Тема 1. Предмет естествознания.
- •Тема 17. Учение в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере
- •Тема 18. Экология. Законы экологии
- •Тема 19. Социально-этические и гуманистические принципы биологического познания. Генетика и эволюция
- •Тема 20. Человек: физиология, здоровье, творчество, эмоции, работоспособность
- •Основные вопросы по курсу «концепции современного естествознания»
- •Оглавление
- •Тема 1. Предмет естествознания.
- •Тема 7. Хаос и порядок. Порядок и беспорядок в природе
- •Тема 8. Принципы дополнительности, суперпозиции, относительности
- •Тема 9. Принципы симметрии
- •Тема 15. Пространство и время
- •Тема 16. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •Тема 17. Учение в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере
- •Тема 18. Экология. Законы экологии
- •Тема 19. Социально-этические
- •Тема 20. Человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность
- •344082, Г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 80.
- •305007, Г. Курск, ул. Энгельса, 109.
17.3.2. Косное и живое вещества
Вещество, составляющее биосферу, существенно неоднородно. Поэтому различают косное и живое вещества. Косное вещество преобладает по массе и объему. Происходит непрерывная миграция атомов косного вещества биосферы в живое и обратно. Все исследуемые объекты в биосфере следует называть естественными телами биосферы. А среди них можно различать тела живые, а также косные или биокосные, как, например, почва или озерная вода.
В.И. Вернадский подчеркивал принципиальное значение связей живого и косного вещества, фундаментальный характер биологического единства земных естествен-ноприродных процессов: «Между косным и живым веществом есть непрерывная, никогда не прекращающаяся связь, которая может быть выражена как непрерывный биогенный ток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно. Этот биогенный ток атомов вызывается живым веществом. Он выражается в непрекращающемся никогда дыхании, размножении и т.п.». В этом постоянном обмене, рассматривая взаимодействие живого и косного вещества в космопланетар-ном аспекте, В.И. Вернадский выделил несколько основополагающих свойств, среди которых — два биохимических принципа:
Геохимическая биогенная энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению.
При эволюции видов выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию.
Важная сторона естественнонаучных обобщений, сделанных В.И. Вернадским, состояла в том, что он постоянно поддерживал космические, «вселенские» аспекты процессов и явлений, происходящих в живом веществе. Перечисляя планетарные свойства жизни, В.И. Вернадский, наряду с первым и вторым биохимическими прин-
316
ципами, указывал также, что «живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, его окружающей». Обмен этот проявляется, в частности, в том, что живое вещество «создается и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца».
17.3.2.1. Круговорот органического вещества
Основой биосферы является круговорот органического вещества, осуществляющийся при участии всех населяющих ее организмов. В закономерностях биотического круговорота решена проблема длительного существования и развития жизни. На Земле запасы доступных минеральных элементов, необходимых для осуществления жизненных функций, не могут быть бесконечными. Если бы они только употреблялись, жизнь рано или поздно должна была бы закончиться. Именно для жизнедеятельности образовался круговорот органического вещества.
Каждый вид организмов представляет собой звено в биотическом круговороте. Используя в качестве средств существования тела или продукты распада одних организмов, он должен отдавать в среду то, что могут использовать другие. С их помощью осуществляется естественная саморегуляция биосферы, любая форма жизни неизменно будет включаться в биотический круговорот. При этом можно выделить два свойства микроорганизмов, позволяющих им играть столь важную роль:
1. Возможность быстро приспосабливаться к различным условиям среды.
2. Способность использовать в качестве источника уг лерода и энергии самые различные тела. Солнечная энергия вызывает на Земле два круговоро та веществ:
Большой, наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции атмосферы.
Малый, или биологический, круговорот.
Оба круговорота взаимосвязаны и представляют единый процесс. Биологический круговорот веществ обеспечивает воспроизводство живого вещества и оказывает активное влияние на облик биосферы.
Растительные организмы, животные и бактерии используют для построения своих тканей многие элемен-
317
ты, такие как, например, водород, кислород, азот, фосфор, серу, кальций, калий, магний и многие другие. Используются также и микроэлементы.
Биотический круговорот веществ, являющийся замкнутой системой, в упрощенном виде выглядит так: зеленые растения используют солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества, потребляют углекислоту и выделяют кислород. Животные поедают растения, потребляют кислород и выделяют углерод. Мертвые растения и животные перерабатываются насекомыми, простейшими, грибами, которые разрушают их, превращая в минеральные или простейшие органические соединения, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями и т.д. Непрерывность и замкнутость этого процесса обеспечиваются распадом и разложением конечных продуктов.
Гумус, образующийся в почве под влиянием микроорганизмов, представляет собой сложный комплекс соединений, обладающий значительным запасом энергии. Разложение гумуса с отдачей энергии происходит очень медленно, что и определяет его значение как основы почвенного плодородия, обеспечивающего растения элементами минерального питания.
В биотический круговорот вовлекается гигантское количество воды. Испарение воды наземными частями растений создает силу, способствующую подъему из почвы по сосудам почвенного раствора, обеспечивающего растения как водой, так и минеральными солями. Извлекаемая из почвы вода в парообразном состоянии попадает в атмосферу, затем, охлаждаясь, конденсируется и вновь в виде осадков возвращается почву или океан. Геологический круговорот воды выполняет основную механическую работу, осуществляя перераспределение, накопление твердых осадков на суше и дне водоемов, а также в процессах механического разрушения почв и горных пород.
Воздушные массы биосферы в результате их неравномерного нагревания определяют климат и осуществляют процессы выветривания. Кислород атмосферы накоплен в результате деятельности растений. У верхней границы тропосферы под влиянием космических излучений из кислорода образуется озон, предохраняющий
318
жизнь на Земле от действия ультрафиолетовых волн. Озоновый слой — тоже результат деятельности живого вещества, т.е. сама жизнь защищает себя от смерти.
17.3.2.2. Формирование и эволюция биосферы
Формирование биосферы началось с появления живых организмов. Жизнь на Земле возникла задолго до образования кислородной атмосферы. Вероятно, первые организмы появились в воде, где жизнь была лучше защищена от ультрафиолетового излучения, пока не образовался озоновый слой. Атмосфера с высоким содержанием кислорода сформировалась 500—600 млн лет назад, когда окончательно сложился современный биотический круговорот веществ.
Эволюция биосферы приводила к усложнению ее структуры в результате появления многоклеточных организмов и развития различных групп растений и животных. Каждый шаг в эволюции жизни определял и развитие биосферы.
Менялось количество живого вещества биосферы, общая биомасса. И эти изменения определялись не скоростью разложения организмов, а их видовым разнообразием.
В определенные периоды сбалансированность биотического круговорота веществ нарушалась: из круговоротов «выводились» излишки, которые откладывались в виде нефти, каменного угля, газа, известняков и других минералов органического происхождения. Эти отложенные в прошлом «излишки» не засоряли биосферу и не оказывали вредного влияния на течение самого эволюционного процесса.
Стабильность постоянного режима биотического круговорота сложилась на основе высокого видового разнообразия живых организмов, для каждого из которых характерны специфическое взаимоотношение со средой и своя роль в трансформации энергии и переносе веществ. Нельзя недооценивать вклад живых организмов в энергетику биосферы. Биогеохимическая энергия может быть выражена скоростью заселения биосферы данным видом организмов. Для некоторых бактерий скорость заселения, ограниченная скоростью деления цепочки клеток, приближается к скорости звука и соответствует тенден-
319
ции мгновенному потенциальному заселению всей поверхности Земли этим живым организмом.