4.4. Темы практических занятий по курсу «Концепции современного естествознания»

Занятие №1. Структура и методы естественнонаучного познания

Вопросы для обсуждения

1. Место естествознания в системе наук.

2. Уровни естественнонаучного познания.

3. Методы естественнонаучного познания.

Прокомментируйте текст

1. «Одной из главных задач науки в целом является краткое и простое формулирование фактов» (Г. Селье).

2. «Метод — это, собственно, и есть выбор фактов; и прежде всего, следовательно, нужно озаботиться изобретением метода» (А.Пуанкаре).

3. «Метод — это циркуль» (Ф.Бэкон).

4. «Природа, как на судебном заседании, подвергается с помощью эк­спериментирования перекрестному допросу именем априорных прин­ципов. Ответы природы записываются с величайшей точностью, но их правильность оценивается в терминах той самой идеализации, которой физик руководствуется при постановке эксперимента» (И.Пригожин, И.Стенгерс).

Темы для сообщений и докладов

1. Соотношение теории и метода.

2. Соотношение теоретического и эмпирического уровней естественнонаучного познания.

3. Научные проблемы и их типология.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Какова структура научного познания?

2. Чем отличается наблюдение от эксперимента?

3. Какова роль научных понятий и терминов?

4. В чем отличие закона природы от нормативного закона?

5. Что такое мысленный эксперимент и его роль в науке?

6. Что является критерием разделения методов на всеобщие, общена­учные и конкретно-научные?

Занятие №2. Основные концепции современного естествознания в философии науки

Вопросы для обсуждения

1. Статическая модель структуры науки. Р. Карнап. Г. Фейгль. Ф.Франк. К. Гемпель.

2. Модель функционирования науки. Взгляды К. Поппера, И. Локатоса.

3. Модели генезиса науки. Внешний генезис науки в концепции П. Фейерабенда. Внутренний генезис науки в работах А. Койре.

4. Модели развития наук. Модель внешнего развития (модель научных революций) Т. Куна. Модель внутреннего развития науки (эволюционная модель) С. Тулмина.

Прокомментируйте текст

1. «Наука не является системой достоверных или хорошо обоснованных высказываний; она не представляет собой также и системы, постоянно развивающиеся по направлению к некоторому конечному состоянию. Наша наука не есть знание: она никогда не может претендовать на достижение истины или чего-то, заменяющего истину, например вероятности» (К.Р.Поппер).

2. «Два способа проверки научных теорий – подтверждение и опровержение – отличаются друг от друга тем, что при подтверждении действует принцип: «чем больше подтверждающих проверок, тем лучше», а при опровержении достаточно одного фальсифицирующего опыта (который называется решающим экспериментом). Поэтому научное исследование ориентируется на опровержение, а не на подтверждение научных теорий» (К.Р. Поппер).

Темы для сообщений и докладов

1. Обоснование Галилеем коперниканской революции с точки зрения К.Поппера.

2. Переход от геоцентрической к гелиоцентрической исследовательской программе у И.Локатоса.

3. Интерпретация методологии Галилея П.Феерабендом.

4. Коперниканская революция и роль Галилея в модели научных революций Т.Куна.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Какова единица методологического анализа в статической модели структуры науки?

2.Что такое физикализм и редукционизм?

3. Каковы способы решения аномалии в концепции И.Лакатоса?

4.Дайте понятие методологического анархизма П. Феерабенда.

5. Каковы характерные черты экстраординарной науки у Т.Куна?

6. Что такое парадигма?

7. Какова роль нововведения и отбора в концепции С.Тулмина?

8. Что такое верификация и фальсификация?

Занятие №3. Развитие рациональных знаний в цивилизациях древнего Востока

Вопросы для обсуждения

1. Географические знания в цивилизациях древнего Востока.

2. Биологические и медицинские знания на древнем Востоке.

3. Астрономические знания в цивилизациях древнего Востока.

4. Математические знания в цивилизациях древнего Востока.

Темы для сообщений и докладов

1. Путь осознания техники в древней Индии и древнем Китае.

2. Представление о технике в Древнем Египте и Месопотамии.

3. Влияние астрологии на развитие астрономических знаний в древней Месопотамии.

4. Математические достижения древней Индии.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. В чем отличие лунного календаря от солнечного?

2. Что такое деканы?

3. Какую функцию выполняли дольмены?

4. Какие формы карт существовали на древнем Востоке?

5.Какие хирургические операции проводили в древнем Египте и древней Индии?

Занятие №4. Научные знания в Античной цивилизации

Вопросы для обсуждения

1. Милетская школа и категория субстанции.

2. Физика и космология Аристотеля.

3. Александрийская математическая школа. Евклид и евклидова геометрия.

4. Развитие астрономии в Древней Греции: становление математической астрономии; геоцентрическая система Птолемея.

5. Античные представления об органическом мире.

Прокомментируйте текст

1. «Существуют люди, которые утверждают, будто бы ничто не мешает допустить, что … Земля вращается вокруг своей оси, с запада на восток, делая один оборот в сутки… И правда, ничто не мешает для большей простоты, хотя этого и нет, допустить это, если принять в расчет только видимые явления, но эти люди не сознают … что Земля из-за своего вращения имела бы скорость, значительно большую тех, какие мы можем наблюдать… В результате все предметы, не опирающиеся на Землю, должны казаться совершающими такое же движение в обратном направлении; ни облака, ни другие летающие или парящие объекты никогда не будут видимы движущимися на восток, поскольку движение Земли к востоку будет всегда отбрасывать их … в обратном направлении» (К.Птолемей).

2. «В науке о природе надо попытаться, прежде всего, определить то, что относиться к началам. Естественный путь к этому ведет от более понятного и явного для нас к более явному и понятному по природе» (Аристотель).

Темы для сообщений и докладов

1. Математические и естественнонаучные достижения Пифагорейского союза.

2. Представление о бытии Парменида и Зенона.

3. Учение Платона об идеях и роль математики в их познании.

4. Систематизация видов животных у Аристотеля.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Что такое субстанция?

2. Кто из античных философов сформулировал идею математического доказательства?

3. В чем суть учения Аристотеля о материи и форме?

4. Какие виды движения выделяет Аристотель?

5. В чем суть требования «спасения явлений»?

6. Дайте определение эпициклу и деференту.

7. Что такое эквант?

Занятие № 5. Развитие естествознания в эпоху Средневековья и Возрождения

Вопросы для обсуждения

1. Развитие физики и астрономии в Средние века.

2. Медико-биологические знания в эпоху Средневековья.

3. Зарождение научной биологии в эпоху Возрождения.

4. Коперниканская революция и возникновение гелеоцентрической системы мира.

Прокомментируйте текст

1. «Однако многие считали возможным доказать при помощи геометрических рассуждений, что Земля находится в середине мира, относится к неизмеримости неба как точка или центр, и будет неподвижной по той причине, что во всеобщим движении центр остается неподвижным, а ближайшее к центру движется всего медленнее.

А что вся столь большая громада Земли не имеет никакой значащей величины по сравнению с небом, можно понять из того, что «ограничивающие» круги (…) делят всю небесную сферу пополам, чего не могло бы быть, если бы величина Земли или расстояние от центра мира были значительными по сравнению с небом. Действительно, круг, делящий сферу пополам, проходит через центр этой сферы и является наибольшим из кругов, которые можно описать.

Пусть круг abcd будет горизонтом, а Земля, с которой мы наблюдаем, будет точкой е и центром горизонта, который ограничивает видимые светила от невидимых. Будем при помощи помещенного в е диоптра, гороскопия или хоробата наблюдать начало восходящего Рака в точке с; в тот же момент в точке а мы увидим заходящее начало Козерога. Так как точки а,с,е находятся на прямой линии, проходящей через диоптр, то ясно, что эта прямая будет диаметром зодиака, поскольку шесть видимых знаков зодиака отграничивают полуокружность, а центр е будет одновременно и центром горизонта. Когда после поворота на половину окружности начало Козерога будет восходить в b мы одновременно увидим заход Рака в d; линия bed будет прямой и диаметром зодиака. Но мы видели, что aec тоже была диаметром этого же круга; в их общем пересечении очевидно находится и центр рассматриваемого круга.

Итак, горизонт всегда делит пополам зодиак, являющийся большим кгугом сферы. Но в сфере круг, пересекающий какой-нибудь из больших кругов пополам, будет и сам большим кругом. Следовательно, и горизонт будет одним из больших кругов, а центр его, как видно, совпадает с центром зодиака; хотя проведенная через центр Земли линия необходимо будет отличаться от той, которая проведена с ее поверхности, но вследствие неизмеримости неба по сравнению с Землей они становятся похожими на параллельные прямые, которые из-за чрезмерной удаленности конца кажутся одной линией, так как промежуток между ними по отношению к их длине становится неощутимым для чувств, как это доказывается в оптике.

Такие рассуждения достаточно ясно показывают, что небо неизмеримо велико по равнению с Землей и представляет бесконечно большую величину; по оценке наших чувств Земля по отношению к небу, как точка к телу, а по величине, как конечное к бесконечному. Ничего другого это рассуждение, очевидно, не доказывает, и, понятно, отсюда, не следует, что Земля должна покоиться в середине мира. И гораздо более удивительным было бы, если бы в двадцать четыре часа поворачивалась такая громада мира, а не наименьшая его часть, которой является Земля» (Н.Коперник «О вращениях небесных сфер»).

Темы для сообщений и докладов

1. Развитие статики на арабском средневековом Востоке.

2. Развитие астрономии в Средней Азии в X-XVвв.

3. «Отрицательное богословие» как источник новых физических идей в средневековой Европе.

4. Развитие теории импетуса в динамике средневековой Европы.

5. Создание первых теоретических концепций в биологии эпохи Возрождения.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Что такое удельный вес?

2.Дайте определение импетусу

3.Когда возникают университеты в средневековой Европе?

4. Чем преформизм отличается от эпигенеза?

5. Какие разновидности преформизма вы знаете?

6. Чем геоцентрическая система мира отличается от гелиоцентрической?

7. Чему равна астрономическая единица и кто вводит эту единицу измерения?

8. Каким образом Н.Коперник объяснял явление прецессии?

Занятие № 6. Научная революция в естествознании XVII в.

Вопросы для обсуждения

1. Развитие механической картины мира в XVII в.

2. Развитие астрономии в XVII в. И.Кеплер и его три закона планетарных движений.

3. Формирование предпосылок возникновения классической механики. Г.Галилей.

4. Картезианская физика.

5. Ньютонианская революция и создание теории тяготения.

Прокомментируйте текст

1. «Первое: не принимать за истинное что бы то ни было, прежде чем не признал это несомненно истинным, то есть старательно избегать поспешности и предубеждения и включать в свои суждения только то, что представляется моему уму так ясно и отчетливо, что никоим образом не может дать повод к сомнению.

Второе: делить каждую из рассматриваемых мной трудностей на столько частей, сколько потребуется, чтобы лучше их решить.

Третье: руководить ходом своих мыслей, начиная с предметов простейших и легко познаваемых, и восходить мало-помалу, как по ступеням, до познания более сложных, допуская существование порядка даже среди тех, которые в естественном порядке вещей не предшествуют друг другу.

И последнее: делать всюду настолько полные перечни и такие общие обзоры, чтобы быть уверенным, что ничего не пропущено» (Р.Декарт).

2. «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе – взаимодействия двух тел друг на друга равны между собой и направлены в противоположные стороны» (И. Ньютон).

3. «Правило 1. Не должно требовать в природе других причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений…

Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей.

Правило 2. Поэтому должно приписывать одинаковые причины явлениям природы одного рода… например: дыхание людей и животных, падение камней в Европе и Америке; свет кухонного очага и Солнца, отражение света на Земле и на планетах.

Правило 3. Такие свойства тел, которые не могут быть ни усилены, ни ослаблены и которые оказываются присущи всем телам, над которыми возможно проводить испытания, должны быть почитаемы за свойства тел вообще.

Правило 4. В экспериментальной и наблюдаемой науке выводы, полученные из явлений с помощью общей индукции, должны быть почитаемы за точные или приближенно верные, несмотря на возможность противных им гипотез, пока не обнаружатся такие явления, которыми эти выводы или еще более уточняются, или же окажутся подверженными исключениям. Этому правилу должно следовать, чтобы доводы индукции не уничтожались гипотезами» (И.Ньютон).

Темы для сообщений и докладов

1. Особенности развития познавательной деятельности в XVII в.

2. Система мира Тихо Браге и его влияние на И. Кеплера.

3. Открытия И. Ньютона в оптике.

4. Изучение магнитных и электрических явлений в XVII в.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Дайте определение ускорению?

2. Дайте определение инерции?

3. Чему равно ускорение свободного падения?

4. Что такое принцип суперпозиции?

5. Какой закон движения сформулировал Г. Галилей?

6. Назовите основные положения картезианства.

7. Назовите три закона движения И. Ньютона.

Занятие №7. Развитие естествознания в XVIII- XIX вв.

Вопросы для обсуждения

1. Становление основных отраслей классической физики XVIII в.

2. Возникновение полевой концепции.

3. Возникновение термодинамики.

4. Создание внегалактической астрономии и идея развития в астрономии.

5. Возникновение и развитие научной химии. Кислородная теория горения А.Л. Лавуазье.

6. Идеи эволюции в биологии XVIII-XIX вв. Теория эволюции Ч.Дарвина.

Прокомментируйте текст

1. «Допущение, что сумма углов треугольника меньше 180°, приводит к своеобразной, совершенно отличной от нашей [евклидовой] геометрии; эта геометрия совершенно последовательна, и я развил ее для себя совершенно удовлетворительно… Предложения этой геометрии отчасти кажутся парадоксальными и непривычному человеку, даже несуразными; но при строгом и спокойном размышлении они не содержат ничего невозможного» (К.Ф.Гаусс).

2. «Так как рождается гораздо больше особей каждого вида, чем может выжить, и так как между ними поэтому часто возникает борьба за существование, то из этого следует, что любое существо, если оно хотя бы незначительно измениться в направлении, выгодном для него в сложных и нередко меняющихся условиях его жизни, будет иметь больше шансов выжить и, таким образом, будет сохраняться естественным отбором. В силу действия закона наследственности всякая сохраненная отбором разновидность будет размножаться в своей новой видоизмененной форме» (Ч. Дарвин).

Темы для сообщений и докладов

1. Концепции пространства и времени в первой половине XIX в. и возникновение неевклидовой геометрии.

2. Методологические установки классической физики.

3. Методологические установки классической астрономии.

4. Развитие атомно-молекулярного учения в XIX в.

5. Методологические установки классической биологии.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Что такое теплород?

2. Чем принцип близкодействия отличается от принципа дальнодействия?

3. Назовите закон сохранения энергии.

4. Какие силы, по мнению И. Канта, лежат в основе развития материи?

5. В чем суть новой номенклатуры, введенной А.Л. Лавуазье?

6. Какую классификацию вводит К. Линней?

7. На каких принципах базируется ламаркизм?

8. На каких принципах базируется катастрофизм?

9. Дайте определение неопределенной изменчивости.

Занятие №8. Развитие кризисных явлений в естествознании второй половины XIX вв.

Вопросы для обсуждения

1. Развитие представлений о пространстве и времени во второй половине XIX в. и критика ньютонианских представлений о пространстве.

2. Создание теории электромагнитного поля.

3. Формирование астрофизики: проблема внутреннего строения звезд.

4. Развитие основных направлений дарвинизма в биологии во второй половине XIX в.

5. Становление учения о наследственности (генетики) во второй половине XIX в. Законы Г.Менделя.

Прокомментируйте текст

1. «Я считаю несомненным следующее. (1) Малые части пространства по своей природе аналогичны небольшим неровностям на поверхности, в среднем плоской. (2) Свойство быть искривленным или деформированным непрерывно переходит от одной части пространства к другой наподобие волны. (3) Эта вариация кривизны пространства отражает то, что действительно происходит при явлении, которое мы называем движением материи, эфирной или телесной. (4) В реальном физическом мире не происходит ничего, кроме этих вариаций, вероятно, удовлетворяющих закону непрерывности.» (У.К.Клиффорд).

Темы для сообщений и докладов

1. Развитие принципов термодинамики во второй половине XIX в.: переход к изучению необратимых систем.

2. Кризис в физике рубежа XIX-XX вв.

3. Кризис в астрономии в конце XIX в.: проблема гравитационного и фотометрического парадоксов ньютонианской космологии.

4. «Кошмар Дженкина».

Вопросы для самостоятельного контроля

1. В чем суть второго начала термодинамики?

2. Дайте определение энтропии.

3. Какие аргументы против абсолютного пространства выдвигал Э. Мах?

4. Назовите основные положения теории электромагнитного поля Дж. К. Максвелла.

5. Объясните фотометрический парадокс ньютонианской космологии.

6. Каким образом спектральный анализ повлиял на развитие астрономии?

7. Назовите основные положения геккелевского дарвинизма.

8. Чем рецессивные признаки отличаются от доминантных?

Занятие №9. Развитие релятивистской физики и квантовой механики

Вопросы для обсуждения

1. Специальная теория относительности А. Эйнштейна.

2. Создание общей теории относительности А. Эйнштейна.

3. Основные положения квантовой механики.

4. Фундаментальные физические взаимодействия.

5. Характеристики элементарных частиц и их классификация.

Прокомментируйте текст

1. «Для Эйнштейна, как и для Аристотеля, время и пространство нахо­дятся во Вселенной, а не Вселенная «находится» во времени и про­странстве» (А. Койре).

2. «Что такое теория относительности? — Раньше думали, что если всю материю убрать, то пространство и время останутся. Теория относитель­ности считает, что без материи и их не будет» (А.Эйнштейн).

3. «Мы так привыкли к законам классической динамики, которые преподносятся нам едва ли не с младших классов средней школы, что зачастую плохо сознаем всю смелость лежащих в их основе допуще­ний. Мир, в котором все траектории обратимы, — поистине странный мир. Не менее поразительно и другое допущение, а именно допуще­ние полной независимости начальных условий от законов движения» (А. Эйнштейн).

4. «Наш мир неевклидов. Геометрическая природа его образована массами и их скоростями» (А. Эйнштейн, Л. Инфельд).

5. «Пространство воздействует на материю «указывая» ей как двигаться. Материя в свою очередь оказывает обратное действие на пространство, «указывая» ему, как искривляться» (Дж. А. Уилер).

6. «Из определения координаты и импульса в квантовой механике сле­дует, что не существует состояний, в которых эти две физические вели­чины (т.е. координата q и импульс p) имели бы вполне определенное значение. Эту ситуацию, неизвестную в классической механике, выра­жают знаменитые соотношения неопределенности Гейзенберга. Мы мо­жем измерять координату и импульс, но неопределенности в их значе­ниях Δq и Δр связаны между собой неравенством Гейзенберга ΔqΔр > h. Если неопределенность Δq в положении частицы сделать сколь угодно малой, то неопределенность Δр в ее импульсе обратится в бесконечность, и наоборот... Соотношение неопределенности Гейзенберга с необходи­мостью приводит к пересмотру понятия причинности. Мы можем опре­делить координату с абсолютной точностью, но в тот момент, когда это происходит, импульс принимает совершенно произвольное значение, положительное или отрицательное. Это означает, что объект, положение которого нам удалось измерить абсолютно точно, тотчас же перемеща­ется сколь угодно далеко. Локализация утрачивает смысл: понятия, со­ставляющие самую основу классической механики, при переходе к кван­товой механике претерпевают глубокие изменения» (А.Эйнштейн).

Темы для сообщений и докладов

1. Опыт Майкельсона.

2. Экспериментальная проверка общей теории относительности.

3. Современное состояние теории гравитации и ее роль в физике.

4. Теория атома Н.Бора.

5. Теории элементарных частиц.

6. Проблемы построения единой теории фундаментальных взаимодействий. Теория суперструн.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Что такое принцип относительности?

2. Как понимаются пространство и время в современной науке?

3. Что такое физическое поле?

4. Чем общая теория относительности отличается от специальной?

5. Как соотносятся в теории относительности масса и энергия?

6. Что такое корпускулярно-волновой дуализм?

7. Что такое принцип дополнительности?

8. Каково значение вероятностных методов в квантовой механике?

9. В чем состоит специфика отношения прибор — объект в квантовой механике?

10. Чем вещество отличается от поля?

11. Каковы особенности фундаментальных физических взаимодействий? Какие существуют теории, объединяющие основные физические взаимодействия?

12. В чем отличие частицы от волны?

13. Чем свет отличается от звука?

Занятие № 10. Современные научные знания о Вселенной и ее элементах

Вопросы для обсуждения

1. Проблема происхождения Вселенной.

2. Модель расширяющейся Вселенной.

3. Эволюция и строение галактик.

4. Строение и эволюция звезд.

5. Солнечная система и ее происхождение.

Прокомментируйте текст

1. «Вот человек, следовательно, какой же должна быть Вселенная?» (Дж.Уилер).

2. «Все наши космологические теории основаны на предположении, что пространство-время гладкое и почти плоское. Это означает, что все данные теории нарушаются в момент Большого Взрыва, ведь пространство-время бесконечной кривизны трудно назвать почти плоским! Таким образом, если что-то и предшествовало Большому Взрыву, оно не даст ключа к пониманию того, что случилось позже, потому что предсказуемость нарушается в момент Большого Взрыва. Аналогично, зная только то, что случилось после него, мы не можем определить, что было раньше. События, предшествовавшие Большому Взрыву, не могут иметь никаких последствий для нас и поэтому не должны приниматься в расчет при научном описании Вселенной. Мы должны исключить их из своей модели и считать, что Большой Взрыв был началом времени.» (С.Хокинг, Л.Млодинов).

3. «Еще одной бесконечной величиной во Вселенной нулевых размеров должна быть температура. Считается, что в момент Большого Взрыва Вселенная была бесконечно горячей. В процессе ее расширения температура излучения понижалась. И поскольку температура является мерой средней энергии - или скорости – частиц, охлаждение Вселенной должно было иметь серьезные последствия для материи. При очень высоких температурах стремительное движение частиц препятствовало их взаимному притяжению под действием ядерных или электромагнитных сил, но с понижением температуры частицы стали притягиваться и соединяться друг с другом. Даже типы существующих во Вселенной частиц зависят от ее температуры, а значит, и от возраста.» (С.Хокинг, Л.Млодинов).

4. «До появления теории струн считалось, что каждая из фундаментальных элементарных частиц может находиться в определенной точке пространства. В теориях струн фундаментальные объекты не точечные частицы, а протяженные. Они имеют длину, но никаких других измерений, подобно струне с бесконечно малым поперечным сечением. Эти объекты могут иметь концы (так называемые открытые струны) или сворачиваться в кольцо (замкнутые струны). Частица в каждый момент времени занимает одну точку пространства. Струна же в каждый момент времени занимает в пространстве линию. Две струны могут слиться в одну; в случае открытых струн просто соединяются их концы, а в случае закрытых – это напоминает соединение штанин в одной паре брюк. Точно так же одна струна может разделиться на две» (С.Хокинг, Л.Млодинов).

Темы для сообщений и докладов

1. Сценарии будущего Вселенной.

2. Темная материя.

3. Классификация галактик.

4. Термоядерный синтез.

5. Черные дыры и образование нейтронных звезд.

6. Строение планет земной группы.

7. Планеты-гиганты в Солнечной системе.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. На каких положениях и теориях базируется модель расширяющейся Вселенной?

2. Дайте определение реликтового излучения.

3. Что такое точка сингулярности?

4. Назовите этапы Большого взрыва.

5. Какова структура галактики?

6. Что такое темное вещество и темная энергия?

7. Чем звезды отличаются от планет?

8. Какие реакции является источником энергии звезд?

9. Чем красные гиганты отличаются от обычных звезд?

10. Назовите основные концепции происхождения Солнечной систе­мы.

Занятие №11. Особенности живых систем и теории возникновения жизни на Земле

Вопросы для обсуждения

1. Понятие живой организм. Основные черты живых организмов.

2. Основные уровни организации живого: молекулярно-генетический, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический.

3. Концепции возникновения жизни на Земле.

4. Образование простейших органических соединений из неорганических.

5. Этапы развития органического мира.

Прокомментируйте текст

1. «Вся совокупность современных биохимических данных показыва­ет, что отдельные, индивидуальные реакции, протекающие в живых телах, сравнительно просты и однообразны. Это хорошо известные и легко воспроизводимые в пробирке и колбе химика реакции окисле­ния, восстановления, гидролиза, фосфоролиза, альдольного уплотне­ния, переаминирования и т.д. Ни в одной из них нет ничего специфи­чески жизненного. Специфическим для живых тел, прежде всего, явля­ется то, что в них эти отдельные реакции определенным образом орга­низованы во времени, сочетаются в единую целостную систему напо­добие того, как отдельные звуки сочетаются в какое-либо музыкальное произведение, например, симфонию. Стоит только нарушить последо­вательность звуков — получится дисгармония, хаос. Аналогичным об­разом и для организации живых тел важно то, что совершающиеся в них реакции протекают не случайно, не хаотически, а в строго опреде­ленном гармоничном порядке, который лежит в основе как восходя­щей, так и нисходящей ветви обмена веществ. Такие жизненные явле­ния, как, например, брожение, дыхание, фотосинтез, синтез белков и т.д., — это длинные цепи реакций окисления, восстановления, альдольного уплотнения и т.д., сменяющих друг друга в совершенно точ­ной последовательности, в строго определенном закономерном поряд­ке. Но что особенно важно, что принципиально отличает живые орга­низмы от всех систем неорганического мира - это присущая жизни общая направленность указанного выше порядка. Многие десятки и сотни тысяч химических реакций, совершающихся в живом теле, не только гармонично сочетаются в едином порядке, но и весь этот порядок за­кономерно обусловливает самосохранение и самовоспроизведение всей жизненной системы в целом и в данных условиях внешней среды, в поражающем соответствии с этими условиями» (А.И.Опарин, В.Г.Фе- сенков).

2. «На бесчисленном множестве небесных тел нет жизни, многие из этих тел никогда и не будут ею обладать в течение всего своего развития, так как оно здесь идет совершенно иными путями, чем это имеет место на нашей планете. Но из этого совершенно не следует, что только Земля является единственным обиталищем жизни. В нашей метагалактической системе имеются сотни миллионов галактик, и каждая отдельная галак­тика может состоять из миллиардов и сотен миллиардов звезд. Даже в нашей галактике, включающей примерно 150 миллиардов звезд, могут быть сотни тысяч планет, на которых возможно возникновение и разви­тие жизни. Во всей бесконечной Вселенной должно существовать также и бесконечное множество обитаемых планет» (А. И.Опарин, В.Г. Фесенков).

3. «Органический синтез осуществлялся в период, предшествовавший образованию Солнечной системы и во время ее образования; он имел место уже на том этапе, когда Земля еще окончательно не сформирова­лась. По-видимому, такой синтез происходил в атмосферах углеродных звезд, в солнечной туманности, в планетозималях и протопланетах» (Дж. Оро).

4. «Я полагаю, что обмен у первых организмов был направлен — а у первых синтетических организмов будет направлен — на синтез нуклеи­новых кислот, способных служить матрицей в синтезе белка, а также на синтез одного или более белков, катализирующих образование нуклеи­новых кислот и белков» (Дж.Холдейн).

5. «Из множества возникавших при неспецифической полимеризации вариантов благодаря действию естественного отбора сохранялись только те, участие которых в метаболизме данной системы способствовало ее более длительному существованию, росту и размножению. Так происхо­дило постепенное совершенствование как всей живой системы в целом, так и ее отдельных механизмов» (А.И.Опарин).

Темы для сообщений и докладов

1. Мир живого как система.

2. Вещественная основа жизни.

3. Земля в период возникновения жизни.

4. Особенности образования царства растений и царства животных.

5. Проблема появления человека на Земле.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Чем отличается живое от неживого?

2. Относятся ли вирусы к живым организмам?

3. Каков механизм действия вируса?

4. Назовите основные концепции происхождения жизни.

5. Каковы особенности модели происхождения жизни А. И.Опарина?

6. Как образовалась атмосфера на Земле?

7. Что такое фотосинтез?

8. Каковы основные фазы эволюции форм жизни?

9. Каковы свойства живых систем?