Эволюционное учение

1. Значение термина эволюция, основные атрибуты эволюции

Когда-то эволюцией называли развертывание какой-то программы (в современном понимании - преформизм). Ее противопоставляли: 1) эпигенезу - развитию с новообразованием, 2) революции 3) обратимому развитию, 4) регрессивному развитию (ин- или деволюции). Многие приравнивают эволюцию к образованию видов, но, пожалуй, не стоит что-либо определять через вид - самый противоречивый термин в биологии.

Некоторые другие современные значения: нарушение равновесного состояния популяции под действием мутаций и естественного отбора, последовательное изменение признака, историческое развитие группы организмов, или филогенез, развитие жизни на Земле от простейших до высших организмов; но не развитие от оплодотворенной яйцеклетки до взрослого организма, не эпизодическое отклонение от нормы, не изменчивость, повторяющаяся в ряду поколений. О человеке тоже говорят, что его взгляды претерпели определенную эволюцию, имея в виду нечто более длительное, последовательное, серьезное по результатам, чем просто изменение.

Очевидно, в современном (и, разумеется, не окончательном) понимании эволюция - это серия последовательных изменений с исторически значимым результатом. Мы не обязаны оговаривать, что изменяется (генотип, признак, популяция, вид), как (непрерывно, прерывисто, скачкообразно, направленно, обратимо - эти эпитеты более или менее условны, как мы еще увидим) и с каким конкретным результатом (видообразование, филогенез, общее развитие жизни и т. п.). Но мы должны признать, что эволюция распознается апостериорно: изменение, происходящее на наших глазах, может быть или не быть эволюцией.

Принято думать, что палеонтологические факты подтверждают эволюцию. Однако самыми непримиримыми противниками эволюционизма были в прошлом именно палеонтологи Ж. Кювье, Л. Агассис, Р. Оуэн и многие другие. Палеонтологическая летопись как таковая это перечень разрозненных событий, своего рода «хэппенинг». Чтобы составить из нее связную историю, нужна руководящая идея. Факты, которыми мы располагаем, заключаются в том, что организмы чрезвычайно разнообразны, приспособлены к тому образу жизни, который они ведут, их жизненное пространство ограничено, и они сменяют друг друга в геологической летописи. Объяснения могут быть различными.

Теория эволюции состоит в том, что органический мир, каким мы его знаем, - продукт эволюции (в указанном выше смысле). Если же предположить, что мы видим проявления каких-то изначальных свойств живого, не имеющих истории (изначальной целесообразности, например), то такая теория будет неэволюционной или, во всяком случае, содержащей неэволюционные элементы. Она будет противостоять общей теории эволюции, а не (как часто думают) частной теории естественного отбора, относящейся, как и теории адаптивного изменения под прямым воздействием среды, прогрессивного, необратимого, постепенного, скачкообразного развития и т. д., к числу теорий о теории эволюции, т.е. метатеорий. Это различные решения проблем, возникающих при анализе общей теории эволюции и в свою очередь выдвигающих проблемы для метатеорий следующего яруса.

Основные аспекты теории Дарвина заключаются в признании следующих факторов, способствующих развитию животного мира и определяющих вымирание как отдельных особей, так и целых таксонов:

1) рост и размножение;

2) наследственность;

3) изменчивости от косвенного и прямого действия условий существования, а также упражнения и неупражнения;

4) темпов прироста, столь высоких, что они ведут к борьбе за существование и, следовательно, к естественному отбору, влекущему за собой расхождение признаков и вымирание менее усовершенствованных форм.

Таким образом, эволюция как исторический процесс включает в себя процесс видообразования и вымирания видов. Сохранность того или иного вида в сообществе основана на постоянной борьбе жизни и смерти. Популяция вида жизнестойка, если существует равномерный поток особей, протекающий через все возрастные классы данной популяции от рождения до биологической старости. Если смертность будет превышать численность приходящих на смену старым молодых видов, популяция деградирует; если количество молодых видов будет превышать смертность - популяция будет распространяться и вытеснять другие виды.

Во всех организмах заложена потенция размножения, выражающаяся геометрической прогрессией, графическим изображением которой является экспонента. Устойчивость биосферы основана на постоянной экспансии живого вещества, борьбе за существование и вытекающем из нее естественном отборе, охватывающем не только отдельные организмы, но и целые популяции, ценоэлементы, сообщества, а, в конечном счете, биогеоценотический покров всей Земли. При ухудшении биотических и абиотических условий среды в популяции могут сохраниться только те особи, которые генетически лучше приспособлены к суровому природному окружению. Иными словами, начинает действовать классический механизм естественного отбора по Дарвину.

Неограниченный экспоненциальный рост популяции подобен взрыву, он приводит к истощению и полному разрушению ресурсов среды. В основе существования любой популяции, подчеркивает Р. Уиттекер, лежит конфликт между свойственной организму тенденцией увеличивать свою численность и разнообразными ограничениями, которые препятствуют такому увеличению. Если система не получает постоянной подпитки необходимыми ресурсами извне, устойчивое состояние может быть достигнуто только при условии равных значений рождаемости и смертности особей.

Р. Уиттекер указывает на существование приспособлений, благодаря которым потери популяции сокращаются, когда ее численность и ресурсы среды входят в конфликт. Он называет этот феномен буферностью популяции. Например, как только вид становится редким, хищничество по отношению к нему может уменьшиться. Хищники могут забыть способ поиска подобных жертв и не считать их пищей. Многие организмы (растения, членистоногие и др.) переносят неблагоприятный период в форме покоящихся диаспор. Последние могут оставаться в почве до тех пор, пока условия среды не станут благоприятными, тогда из них вновь появляются и размножаются активные особи. Так пустынные эфемеры в виде семян переживают неблагоприятные сезоны или, если это потребуется, даже периоды неблагоприятных лет.

2. Эволюция научной картины мира

Человек издавна стремился создать для себя некоторое целостное представление об окружающем мире, «поднявшись» над теми фрагментарными знаниями, впечатлениями, которые он получает через свои ощущения в процессе повседневной жизни.

Термин «картина мира» появился в рамках физической науки в конце XIX в. Одним из первых его использовал знаменитый физик Генрих Герц. Вслед за Герцем термином «картина мира» широко пользовался не менее знаменитый физик Макс Планк. Под физической картиной мира он понимал «образ мира», формируемый в физической науке и отражающей реальные закономерности природы. Этот «образ мира», подчеркивал Планк, изменяется в процессе развития науки и имеет, поэтому, относительный характер. Создание такой картины мира, которая представляла бы собой нечто абсолютное, окончательно завершенное и не нуждалось бы в дальнейших улучшениях, Планк считал недостижимой задачей.

Таким образом, научная картина мира представляет собой систему общих представлений о мире, вырабатываемых на соответствующих стадиях исторического развития научного познания. Картина мира, которая складывается из существующих научных представлений о строении и развитии природы, называется естественнонаучной картиной мира. Кроме того, отдельные естественные науки могут создавать собственные картины исследуемой ими реальности. Их называют частнонаучными (или локальными) картинами мира. Здесь термин «мир» обозначает уже не природный мир в целом, а тот его аспект (фрагмент), который изучается данной наукой с помощью ее понятий, представлений и методов. В этом смысле говорят о физической картине мира, о химической картине мира и т.д.

Философская картина мира опирается на достижения естествознания, подтверждающие и конкретизирующие ее положения и выводы. В свою очередь, естественнонаучная картина мира обязательно связана с теми или иными философскими представлениями, свойственными той или иной эпохе, т.е. является своеобразным синтезом знаний о природе и философских, мировоззренческих установок.

История научного познания сопровождалась периодической сменой картин мира. А это означало смену так называемых парадигм. Данное понятие (происходящее от греческого термина «парадигма» пример, образец) стало одним из важнейших в науке XX века. Приоритет в использовании и распространении этого понятия принадлежит американскому науковеду и историку физики Т. Куну. Под парадигмой понимают определенную совокупность общепринятых в научном сообществе на данном историческом этапе идей, понятий, теорий, а также методов научного исследования, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений научному сообществу.

В настоящее время понятие парадигмы используется в теории и истории науки для характеристики различных этапов развития научного знания. Научные революции, имевшие место во второй половине истекшего тысячелетия и о которых речь пойдет ниже, сопровождались сменой парадигм.

Первая глобальная научная революция происходила в XVII вв. и оставила глубокий след в культурной истории человечества. Если для натурфилософии античности и для преднаук средневековья было характерно простое, чисто количественное приращение знаний (а иногда и вымыслов), то с XVI века характер научного прогресса меняется. Происходит радикальное изменение миропонимания. Это явилось следствием появления гелиоцентрического учения в космологии и последующего создания классической механики, ставшей на длительный исторический период основой своеобразного механистического миропонимания.

Первая научная революция считается началом формирования современного естествознания, базирующегося на экспериментальной методологии. Возникает так называемая классическая наука Нового времени, период существования которой заканчивается лишь в конце XIX века.

Первая научная революция начиналась в эпоху Возрождения. Это был период конца XV-XVI вв., ознаменовавший переход от средневековья к Новому времени. Эта эпоха отличалась существенным прогрессом науки и радикальным изменением миропонимания, выразившемся в появлении гелиоцентрического учения великого польского астронома Николая Коперника (1473-1543). В своем труде «Об обращениях небесных сфер» Коперник утверждал, что Земля не является центром мироздания и что «Солнце, как бы восседая на Царском престоле, управляет вращающимся около него семейством светил». Возникло принципиально новое миропонимание, которое исходило из того, что Земля одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круговым орбитам. Совершая обращение вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и вокруг собственной оси, чем я объясняется смена дня и ночи, видимое нами движение звездного неба. Коперник продемонстрировал слабость принципа объяснения окружающего мира на основе непосредственной видимости и доказал необходимость для науки критического разума.

Учение Коперника подрывало опиравшуюся на идеи Аристотеля религиозную картину мира. Последняя исходила из признания центрального положения Земли, что давало основание объявлять находящегося на ней человека центром и высшей целью мироздания. Кроме того, религиозное учение о природе противопоставляло земную материю, объявляемую тленной, преходящей небесной, которая считалась вечной и неизменной.

Одним из активных сторонников учения Коперника, поплатившихся жизнью за свои убеждения, был знаменитый итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548-1600). Но он пошел дальше Коперника, отрицая наличие центра Вселенной вообще и отстаивая тезис о бесконечной: Вселенной. Бруно говорил о существовании во Вселенной множества тел, подобных Солнцу и окружающим его планетам. Причем многие из бесчисленного количества миров, считал он, обитаемы и, по сравнению с Землей, «если не больше и не лучше, то во всяком случае не меньше и не хуже». 17 февраля 1600 г., как нераскаявшийся еретик, Дж.Бруно был сожжен на костре на Площади цветов в Риме.

В учении Галилео Галилея (1564-1642) были заложены основы механистического естествознания, опиравшегося на принципиально новое представление о движении. До Галилея общепринятым в науке считалось понимание движения, выработанное Аристотелем и сводившееся к следующему принципу: тело движется только при наличии внешнего на него воздействия, и если это воздействие прекращается, тело останавливается. Галилей, показал, что этот принцип Аристотеля является ошибочным. Вместо него Галилей сформулировав совершенно иной принцип, получивший впоследствии наименование принципа инерции: тело либо находится в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится какого-либо внешнего воздействия. Галилей выработал условия дальнейшего прогресса естествознания, начавшегося в эпоху Нового времени. Он понимал, что слепая вера в авторитет Аристотеля сильно тормозит развитие науки.

Один из крупнейших математиков и астрономов конца XVI первой трети XVII вв. Иоган Кеплер (1571-1630) занимался поисками законов небесной механики и составлением звездных таблиц. На основе обобщения данных астрономических наблюдений он установил три закона движения планет относительно Солнца. Но он не объяснил причины их движения. И это неудивительно, ибо не существовало еще понятий силы и взаимодействия. В полной мере динамика учение о силах и их взаимодействии была создана позднее Исааком Ньютоном, (1643-1727) творчеством которого завершалась первая научная революция.

Вторая глобальная научная революция происходила во второй половине XVIII-XIX вв. и была связана с дальнейшим развитием классической науки и ее стиля мышления. Процесс диалектизации естествознания, происходивший в период второй глобальной научной революции, создал естественнонаучные основания (предпосылки) для появления принципиально новой научной и философской диалектико-материалистической картины мира в последние десятилетия XIX века.

Наряду с фундаментальными работами, раскрывающими процесс эволюции, развития природы, появились новые естественнонаучные открытия, подтверждавшие наличие всеобщих связей в природе. К числу этих открытий относится клеточная теория, созданная в 30-х годах XIX века. Ее авторами были ботаники Маттиас Якоб Шлейден (1804-1881), установивший, что все растения состоят из клеток, и профессор, биолог Теодор Шванн (1810-1882), распространивший это учение на животный мир. Открытием клеточного строения растений и животных была доказана связь, единство всего органического мира.

Еще более широкомасштабное единство, взаимосвязь в материальном мире были продемонстрированы благодаря открытию закона сохранения и превращения энергии. Этот закон имел значительно большую «сферу охвата», чем учение о клеточном строении животных и растений: последнее целиком и полностью принадлежит биологии, а закон сохранения и превращения энергии имеет универсальное значение, т. е. охватывает все науки о природе. К идее взаимопревращения различных видов энергии первоначально пришел немецкий врач Юлиус Майер (1814-1878). Опыты, проведенные одновременно и независимо от Майера английским исследователем Джеймсом Прескоттом Джоулем (1818-1889), подвели под идеи Майера прочную экспериментальную основу. Еще одним поистине эпохальным событием в химической науке, внесшим большой вклад в процесс диалектизации естествознания, стало открытие периодического закона химических элементов, сделанное в 1869 г. выдающимся русским, ученым Дмитрием Ивановичем Менделеевым (1834-1907).

Третья глобальная научная революция охватывает период с конца XIX века и до середины XX столетия. В этот период были окончательно преодолены остатки прежних механистических представлений о мире, созданы принципиально новые, квантово-релятивистские представления о физической реальности, резко интенсифицировался процесс математизации науки, в особенности, физики (многие новые результаты в физике стало возможным получить только математическим путем). В период третьей глобальной научной революции происходит своеобразная цепная реакция революционных перемен в различных областях знания: в физике (открытие сложного строения атома, становление релятивистской и квантовой теорий), в космологии (концепция нестационарной Вселенной), в биологии (возникновение молекулярной биологии, становление генетики). В конце периода третьей глобальной научной революции возникает кибернетика, сыгравшая важную роль в формирование современной научной картины мира.

Последние три десятилетия XX века ознаменовались новыми радикальными научными достижениями. Эти достижения можно характеризовать как четвертую глобальную научную революцию, в ходе которой формировалась постнеклассическая наука. Сменивший прежнюю неклассическую науку первой половины XX века этот новейший период в развитии естествознания (образующий естественнонаучную составляющую второго этапа научно-технической революции) характеризуется ориентацией постнеклассической науки на исследование весьма сложных, исторически развивающихся систем (среди них особое место занимают природные комплексы, в которые включен в качестве компонента сам человек). Представления об эволюции подобных систем вводятся в картину физической реальности через новейшие идеи современной космологии (концепция «Большого взрыва» и др.), через изучение «человекоразмерных комплексов» (объекты экологии, включая биосферу в целом, системы «человек - машина» в виде сложных информационных комплексов и т.д.), и, наконец, через разработку идей термодинамики-неравновесных процессов, приведших к возникновению синергетики.

Список использованной литературы

1. Биологические часы / Пер. с англ. под ред. С.Э. Шноля. М.: Мир, 1964.

2. Биологические ритмы / Под ред. Ю. Ашоффа. М.: Мир, 1984.

3. Бюннинг Э. Ритмы физиологических процессов (Физиологические часы) / Пер. с нем. под ред. И.И. Гунара. М.: ИЛ, 1961.

4. Крушанов А.А. Формирование новой парадигмы. Сб. статей, Москва, 2006.

5. Максимов Е.В. Ритмы на Земле и в Космосе. Изд. С.-Пб ун-та, 2005, 323 с.

6. Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли. 2006.

7. Щербиновский Н.С.. Сезонные явления в природе. ОГИЗ. СЕЛЬХОЗОГИЗ.: М.,1987.

8. Старикович С. Всё циклично в этом мире // «Химия и Жизнь» №5, 1981г., С. 40-43.