Концепции современного естествознания

20. ТИПЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ. ПРОБЛЕМА «СУПЕР-СИЛЫ»

Элементарные частицы учавствуют во всех видах известных взаимодействий. Различают 4 вида фундаментальных взаимодействий: сильное (происходит на уровне атомных ядер и представляет собой взаимное притяжение и отталкивание их составных частей), электромагнитное (примерно в 1000 раз слабее сильного, но значительно более дальнодействующее (не имеющий заряда фотон)), слабое (возможно между различными частицами и связано с распадом частиц, например, с происходящими в атомном ядре превращениями нейтрона в протон, электрон) и гравитационное (самое слабое, не учитываемое в теории элементарных частиц).

Все 4 взаимодействия необходимы и достаточны для построения разнообразного мира.

Современная физика пришла к выводу, что все 4 фундаментальных взаимодействия, необходимые для создания из элементарных частиц сложного и разнообразного материального мира, можно получить из одного фундаментального взаимодействия - суперсилы. Наиболее ярким достижением стало доказательство того, что при очень высоких температурах (или энергиях) все 4 взаимодействия объединяются в одно.

Это предположение носит чисто теоретический характер поскольку экспериментальным пуетм его проверить невозможно. Косвенно эти идеи подтверждаются астрофизическими данными, которые можно рассматривать как экспериментальный материал, накопленный Вселенной.

21. МЕГАМИР: СОВРЕМЕННЫЕ АСТРОФИЗИЧЕСКИЕ И КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Мегамир, или космос, современная наука рассматривает как взаимодействующую и развивающуюся систему всех небесных тел. Мегамир имеет системную организацию в форме планет и планетных систем, возникающих вокруг звезд; звезд и звездных систем - галактик.

Все существующие галактики входят в систему самого высокого порядка - Метагалактику. Размеры Метагалктики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 15-20млрд. световых лет.

Понятия «Вселенная» и «Метагалактика» - очень близкие понятия: они характеризуют один и тот же объект, но в разных аспектах. Понятие «Вселенная» обозначает весь существующий материальный мир; понятие «Метагалктика» - тот же мир, но с точки зрения его структуры - как упорядоченную систему галактик.

Строение и эволюция Вселенной изучается космологией. Космология как раздел естествознания, находится на своеобразном стыке науки, религии и философии. В основе космологических моделей Вселенной лежат определенные мировоззренческие предпосылки, а сами эти модели имеют большое мировоззренческое значение.

22. СОВРЕМЕННАЯ НАУКА О СТРУКТУРЕ ВСЕЛЕННОЙ

Современная структура Вселенной является результатом космической эволюции, в ходе которой из протогалактик образовались галактики, из протозвезд - звезды, из протопланетного облака - планеты.

Метагалактика представляет собой совокупность звездных систем - галактик, а ее структура определяется их распределением в пространстве, заполненном чрезвычайно разреженным межгалактическим газом и пронизываемом межгалактическими лучами. Согласно современным представлениям, для Метагалактики характерна ячеистая (сетчатая, пористая) структура. Эти представления основываются на данных астрономических наблюдений. Возраст Метагалактики близок к возрасту Вселенной.

Галактика - гигантская система, состоящая из скоплений звезд и туманностей, образующих в пространстве достаточно сложную конфигурацию. По форме галактики разделяются на три типа: эллиптические, спиральные и неправильные. Некоторые галактики характеризуются исключительно мощным радиоизлучением, превосходящим видимое излучение. Это радиогалактики. В строении «правильных» галактик очень упрощенно можно выделить центральное ядро и сферическую периферию, представленную либо в форме огромных спиральных ветвей, либо в форме эллиптического диска, включающих наиболее горячие и яркие звезды и массивные газовые облака.

Звезды. На современном этапе эволюции Вселенной вещество в ней находится преимущественно в звездном состоянии. Звезды не существуют изолированно, а образуют системы. Простейшие звездные системы состоят из двух, трех, четырех, пяти и больше звезд. Звезды объединены также в еще бульшие группы - звездные скопления, которые могут иметь «рассеянную» или «шаровую» структуру. Рассеянные звездные скопления насчитывают несколько сотен отдельных звезд, шаровые скопления - многие сотни тысяч.

Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, 9 больших планет, десятки спутников планет, тысячи малых планет (астероидов), сотни комет и бесчисленное множество метеоритных тел, движущихся как роями, так и в виде отдельных частиц. О механизме образования планет в Солнечной системе нет общепризнанных заключений. Теории происхождения Солнечной системы носят гипотетический характер, и однозначно решить вопрос об их достоверности на современном этапе развития науки невозможно. Во всех существующих теориях имеются противоречия и неясные места.

23. ПРОБЛЕМА ПРОИСХОЖДЕНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ

Г.А.Гамов разработал модель горячей Вселенной, рассматривая ядерные реакции, протекавшие в самом начале расширения Вселенной, и назвал ее «космологией Большого взрыва». В современной космологии для наглядности начальную стадию эволюции Вселенной делят на «эры». Эра адронов (тяжелых частиц, вступающих в сильные взаимодействия). Продолжительность 0,0001с. В конце эры происходит аннигиляция частиц и античастиц, но остается некоторое количество протонов, гиперонов, мезонов. Эра лептонов (легких частиц, вступающих в электромагнитное взаимодействие). Продолжительность эры 10с. Основную роль играют легкие частицы, принимающие участие в реакциях между протонами и нейтронами. Фотонная эра. Продолжительность 1млн.лет. Основная доля массы - энергии Вселенной - приходится на фотоны. Главную роль играет излучение, которое в конце эры отделяется от вещества. Звездная эра наступает через 1млн. лет после зарождения Вселенной. В звездную эру начинается процесс образования протозвезд и протогалактик. Затем разворачивается картина образования структуры Метагалактики.

В современной космологии наряду с гипотезой Большого взрыва весьма популярна инфляционная модель Вселенной, в которой рассматривается творение Вселенной. Начало Вселенной определяется физиками-теоретиками как состояние квантовой гравитации с радиусом Вселенной в 10^-50см. (размер атома 10^-8см). Основные события в ранней Вселенной.

Стадия инфляции. В результате квантового скачка Вселенная перешла в состояние возбужденного вакуума и в отсутствие в ней вещества и излучения интенсивно расширялись по экспоненциальному закону. В это период создавалось само пространство и время Вселенной. Переход от инфляционной стадии к фотонной. Состояние ложного вакуума распалось, высвободившееся энергия пошла на рождение тяжелых частиц и античастиц, которые дали мощную вспышку излучения (света), осветившего космос. Этап отделения вещества от излучения: оставшееся после аннигиляции вещество стало прозрачным для излучения, контакт между веществом и излучением пропал. Отделившееся от вещества излучение и составляет современный реликтовый фон. В дальнейшем развитие Вселенной шло в направлении от максимально простого однородного состояния к созданию все более сложных структур - атомов, галактик, звезд, планет, в том числе и необходимых для создания жизни, возникновению жизни и как венца творения - человека.

24. СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ В СОВРЕМЕННЫХ НАУЧНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯХ

Пространство и время являются универсальными, всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени. В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться, время - необратимо и одномерно. Оно течет из прошлого через настоящее к будущему. Необратимость времени в макроскопических процессах находит свое воплощение в законе возрастания энтропии. В замкнутой системе максимально возможная энтропия соответствует наступлению в ней теплового равновесия: разности температур в отдельных частях системы исчезают и макроскопические процессы становятся невозможными.

Пространство обладает свойством однородности и изотропности, а время - однородности. Однородность заключается в равноправии всех его точек, а изотропность - в равноправии всех направлений. Во времени все точки равноправны, не существует преимущественной точки отсчета, любую можно принимать за начальную.

В современной науке используются понятия биологического, психологического и социального пространства и времени. Характеризуют особенности пространственно-временных параметров органической материи: биологическое бытие человеческого индивида, смену видов растительных и животных организмов, их жизнь и смерть. Одновременно идет формирование нового феномена - психологического пространства и времени. Психическая регуляция движений индивида и его предметных действий происходит не только на уровне отражения внешнего физического пространства, но и на основе собственной телесной биомеханики и собственного пространства. Особенности психологического пространства и времени появляются на уровне коллективного бессознательного, разработку которого осуществил К.Г.Юнг. Он показал длительность формирования непроизвольных и спонтанных продуктов бессознательной психики в процессе психической эволюции, его коллективную, универсальную и безличную природу, идентичную у всех индивидов.

Одновременно идет процесс формирования нового феномена - социального пространства и времени. Социальное пространство включает пространственную организацию социальных объектов общества, которые дифференцированны, разделены и определенным образом ориентированы. Его можно характ-ть и как форму бытия социальной материи, в кот.социальная энергия превращается в конкретные формы ж\д-ти личностей и общества в целом. Социальное время - это определенный по длительности период, каким располагает любой социальный объект и общество в целом. Это - совокупное время существования и деятельности всех индивидов общества. При этом социальное время неотделимо от социального пространства.

25. РАЗВИТИЕ ВЗГЛЯДОВ НА ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В НАУЧНОМ ПОЗНАНИИ

Уже в античном мире мыслители задумывались над природой и сущностью пространства и времени. Одни из философов отрицали возможность существования пустого пространства или, по их выражению, небытия. Некоторые философы, в том числе Демокрит, утверждали, что пустота существует, как материи и атомы, и необходима для их перемещений и соединений.

В доньютоновский период развитие представлений о пространстве и времени носило преимущественно стихийный и противоречивый характер. И только в «Началах» древнегреческого математика Евклида пространственные характеристики объектов впервые обрели строгую математическую форму. В это время зарождаются геометрические представления об однородном и бесконечном пространстве.

Геоцентрическая система К.Птолемея, изложенная им в труде «Альмагест», господствовала в естествознании до 16 века. Она представляла собой первую универсальную математическую модель мира, в которой время было бесконечным, а пространство конечным, включающим равномерное круговое движение небесных тел вокруг неподвижной Земли.

Коренное изменение пространственной и всей физической картины произошло в гелиоцентрической системе мира, развитой Н.Коперником в работе «Об обращениях небесных сфер». Принципиальное отличие этой системы мира от прежних теорий состояло в том, что в ней концепция единого однородного пространства и равномерности течения времени обрела реальный эмпирический базис.

Космологическая теория Д.Бруно связала воедино бесконечность Вселенной и пространства.

Подлинная революция в механике связана с именем Г.Галилея. Он ввел в механику точный количественный эксперимент и математическое описание явлений. Первостепенную роль в развитии представлений о пространстве сыграл открытый им общий принцип классической механики - принцип относительности Галилея. Согласно этому принципу все физические (механические) явления происходят одинаково и прямолинейно с постоянной по величине и направлению скоростью. Такие системы называются инерциальными. Математические преобразования Галилея отражают движение в двух инерциальных системах, движущихся с относительно малой скоростью (меньшей, чем скорость света в вакууме). Они устанавливают инвариантность (неизменность) в системах длины, времени и ускорения.

Дальнейшее развитие представлений о пространстве и времени связано с рационалистической физикой Р.Декарта, который создал первую универсальную физико-космологическую картину мира. В основу ее Декарт положил идею о том, что все явления природы объясняются механическим воздействием элементарных материальных частиц.

Новая физическая гравитационная картина мира, опирающаяся на строгие математические обоснования, представлена в классической механике И.Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон природы - закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств.

Распространив на всю Вселенную закон тяготения, Ньютон рассмотрел и возможную ее структуру. Он пришел к выводу, что Вселенная является не конечной, а бесконечной.

Раскрывая сущность времени и пространства, Ньютон характеризует их как «вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве - в смысле порядка положения». Он предлагает различать два типа понятий пространства и времени: абсолютные (истинные, математические) и относительные (кажущиеся, обыденные).

С критикой ньютоновских представлений о пространстве и времени выступил немецкий ученый Г.В.Лейбниц. Он развивал реляционную концепцию пространства и времени, отрицающую существование пространства и времени как абсолютных сущностей.

Ньютоновская концепция пространства и времени, на основе которой строилась физическая картина мира, оказалась господствующей вплоть до конца 19 века.

Пространство считалось бесконечным, плоским, «прямолинейным», евклидовым.

Время понималось абсолютным, однородным, равномерно текущим.

Абсолютное время и пространство служили основой для преобразований Галилея - Ньютона, посредством которых осуществлялся переход к инерциальным системам.

Принятие абсолютного времени и постулирование абсолютной и универсальной одновременности во всей Вселенной явилось основой для теории дальнодействия.

До 19 века физика была в основном физикой вещества. В физике 19 века появляется новое понятие - «поле», что, по словам Эйнштейна, явилось «самым важным достижением со времени Ньютона».

Специального объяснения в рамках существовавшей в конце 19 века физической картины мира требовал и отрицательный результат по обнаружению мирового эфира, полученный американским физиком А.Майкельсоном. Его опыт доказал независимость скорости света от движения Земли.

Создатель электронной теории материи Х.Лоренц вывел математические уравнения (преобразования Лоренца) для вычисления реальных сокращений движущихся тел и промежутков времени между событиями, происходящими на них, в зависимости от скорости движения.

26. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА

29. СУЩНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ЖИВОГО. КОНЦЕПЦИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

Интуитивно мы все понимаем. Что есть живое и что - мертвое. Однако при попытке определить сущность живого возникают трудности. Дать точное определение жизни весьма непросто. Это люди поняли очень давно.

Современная биология при описании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни.

К числу свойств живого обычно относят следующие:

· Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах.

· Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию.

· Живые организмы активно реагируют на окружающую среду.

· Живые организмы не только изменяются, но и усложняются.

· Все живое размножается.

· Сходство потомства с родителями обусловлено еще одной замечательной особенностью живых организмов - передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения.

· Живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни.

Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого, можно отметить, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются.

Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное определение сущности живого: жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты.

Происхождение жизниПолагают, что жизнь возникла путем абиогенеза.

В широком смысле абиогенез -- возникновение живого из неживого, т. е. исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В середине 20 века экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.

30. КЛЕТКА: ЕЕ СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ В ПРОЦЕССАХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Своего рода «первокирпичики» имеются на каждом из основных уровней организации природы. Есть подобная фундаментальная частица и в биологии. Это - живая клетка. Именно она является мельчайшей системой, обладающей всем комплексом свойств живого, в том числе и носителем генетической информации - важнейшей основы эволюционного развития живого мира.

Многочисленные исследования в области цитологии - новой биологической науки, специально занимающейся исследованием живой клетки, показали, что все клетки имеют некоторые общие свойства не только в строении, но и в функциях. Так, клетки осуществляют обмен веществ, способным к саморегуляции своего состояния, могут передавать наследственную информацию.

Вместе с тем выяснилось, что клетки весьма многообразны. Они могут существовать как одноклеточные организмы (амебы), а также в составе многоклеточных. У клеток разный срок существования. Жизненный цикл любой клетки завершается или делением и продолжением жизни, но уже в обновленном виде, или гибелью.

Клетки образуют ткани (нервная, мышечная и т.д.), а несколько типов тканей - органы (сердце, легки и пр.). Группы органов, связанные с решением каких-либо общих задач, называют системами организма.

Клетка имеет сложную структуру. Она обособляется от внешней среды оболочкой, которая, будучи неплотной и рыхлой, обеспечивает взаимодействие клетки с внешним миром, обмен с ним веществом, энергией, информацией. Обмен веществ, обеспечиваемый клетками, - важнейшее свойство всего живого. Этой свойство в биологической литературе называют метаболизмом клеток.

Метаболизм в свою очередь служит основой для другого важнейшего свойства клетки - сохранения стабильности, устойчивости условий внутренней среды клетки. Этой свойство клеток, присущее всей живой системе, называют гомеостазом. Гомеостаз, т.е. постоянство состава клетки, поддерживается обменом веществ, или метаболизмом.

Обмен веществ - сложный, многоступенчатый процесс, включающий доставку в клетку исходных продуктов, получение из них энергии и белков, выведение из клетки в окружающую среду выработанных полезных продуктов, энергии и «вредных отходов производства».

В последнее время к миру живого относят также и вирусы, которые не имеют клеточной структуры (бесклеточные организмы). Существуют также некоторые организмы с клеточным строением, клетки которых не имеют типичной структуры (отсутствует ядро). Это прокариоты, безъядерные клетки. Они исторически являются предшественниками вполне развитых, имеющих ядро клеток, впервые появившихся около 3 млрд лет тому назад - эукариотов. Несмотря на относительную простоту организации, безъядерные клетки способны выполнять все свойственные типичным клеткам функции, включая обмен веществ, поддержание стабильности и т.п.

31. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

Структурный, или системный, анализ обнаруживает, что мир живого чрезвычайно многообразен, имеет сложную структуру. Наиболее распространенным является выделение на основе критерия масштабности следующих уровней организации живого.

Биосферный - включающий всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой. На этом уровне биологической наукой решается такая проблема, как изменение концентрации углекислого газа в атмосфере. Уровень биогеоценезов выражает следующую ступень структуры живого, состоящую из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс, экосистему. Популяционно-видовой уровень образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида. Его изучение важно для выявления факторов, влияющих на численность популяций. Организменный и органно-тканевый уровни отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ. Клеточный и субклеточный уровни отражают процессы специализации клеток, а также различные внутриклеточные включения. Молекулярный уровень составляет предмет молекулярной биологии, одной из важнейших проблем которой является изучение механизмов передачи генной информации и развитие генной инженерии и биотехнологии.

32. СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

Синтетическая теория эволюции (СТЭ) -- современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие.

Авторы синтетической теории расходились во мнениях по ряду фундаментальных проблем и работали в разных областях биологии, но они были практически единодушны в трактовке следующих основных положений:

· элементарной единицей эволюции считается локальная популяция;

· материалом для эволюции являются мутационная и рекомбинационная изменчивость;

· естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов;

· дрейф генов и принцип основателя выступают причинами формирования нейтральных признаков;

· вид есть система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, и каждый вид экологически обособлен;

· видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции.

Таким образом, синтетическую теорию эволюции можно охарактеризовать как теорию органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически.

33. СУЩНОСТЬ ГЕНЕТИКИ КАК НАУКИ. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ГЕНЕТИКИ. ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Генетика - это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она является научно основой для разработки практических методов селекции, т.е. создания новых пород животных, видов растений с нужными человеку признаками. Центральным понятием генетики является «ген». Это элементарная единица наследственности, характеризующаяся рядом признаков. Гены, как правило, располагаются в ядрах клеток. Они имеются в каждой клетке, поэтому их количество может достигать многих миллиардов.

В основу генетики легли легли закономерности наследственности, обнаруженные австрийским биологом Г.Менделем при проведении опытов по скрещиванию различных сортов гороха. Основными направлениями исследований ученых-генетиков в 20в. стали следующие: 1) изучение предельно мелких материальных структур; 2) исследование механизмов и закономерностей передачи генетической информации от поколения к поколению. 3) изучение механизмов реализации генетической информации в конкретные признаки и свойства организма. 4) выяснения причин и механизмов изменения генетической информации на разных этапах развития организма.

Важнейшими задачами, которые решают сегодня ученые-генетики является выбор оптимальной системы скрещивания и эффективного метода отбора, управление развитием наследственных признаков. Крупнейшее открытие современной генетики связано с установлением способности генов к перестройке, изменению. Эта способность наз.мутированием. Мутации для организма бывают полезными, вредными и нейтральными. Одним из результатов мутации может быть появления организма нового вида - мутанта. Причины мутаций до конца еще не выснены. Однако установлены основные факторы, вызывающие мутации. Это мутагены, рождающие изменения. Одним из наиболее опасных видов мутагенов являются вирусы. Они не имеют клеточного строения, не способны сами синтезировать белок, поэтому получают необходимы вещества, проникая в клетку. У человека вирусы вызывают множество заболеваний, включая грипп и СПИД.

Успехи современной генетики явились еще одним свидетельством универсального единства живой природы. Достижения генетиков открыли дорогу для познания сущности жизни, новых способов изменения ее сложившихся форм.

Генетическая инженемрия (генная инженерия) -- совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

34. БИОСФЕРА. УЧЕНИЕ ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ

Термин «биосфера» впервые был использован в 1875 году австрийским геологом Э.Зюссом. Под биосферой понимается совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами.

Два главных компонента биосферы - живые организмы и среда их обитания - непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя целостную динамическую систему.

Отдельные живые организмы не существуют изолированно. В процессе своей жизнедеятельности они соединяются в различные системы (сообщества), например, в популяции. В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем, так называемые биоценозы - совокупность растений, животных и микроорганизмов в локальной среде обитания.

Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать выдающийся русский ученый В.И.Вернадский. В отличие от предшествующих исследователей природы, Вернадский не ограничивал понятие биосферы только «живым веществом», под которым он понимал совокупность всех живых организмов планеты. В биосферу он включал и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни.

Говоря о принципах существования биосферы, Вернадский прежде всего уточняет понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим ее агентов, а живое вещество - этот совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах. Живое вещество служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое.

Обладая значительно большей активностью, чем неорганическая природа, живые организмы стремятся к постоянному совершенствованию и размножению соответствующих систем, включая биоценозы. Последние в свою очередь неизбежно входят во взаимодействие между собой, что в конечном счете уравновешивает живые системы различного уровня. В результате достигается динамическая гармония всей суперсистемы жизни - биосферы.

Современное естествознание в ходе изучения биоценозов вводит новое понятие - «коэволюция», означающее взаимное приспособление видов. Именно коэволюция обеспечивает условия взаимного сосуществования и повышения устойчивости биоценоза как системы.

Развитие биосферы происходит путем углубления взаимодействия живых организмов и среды. В ходе эволюции постепенно происходит процесс планетарной интеграции, т.е. усиления и развития взаимозависимости и взаимодействия живого и неживого. Процесс интеграции Вернадский считал сущностной характеристикой биосферы. Несмотря на всю свою противоречивость, развитие биосферы является фактором планетарного масштаба и означает прогрессирующее овладение жизнью всей планеты.

35. ВЗАИМОСВЯЗЬ КОСМОСА И ЖИВОЙ ПРИРОДЫ

Благодаря взаимосвязи всего существующего космос оказывает активное влияние на самые различные процессы жизни на Земле. Влияние космоса на происходящие на Земле процессы (например, Луны на морские приливы и отливы, солнечные затмения) люди подметили еще в древности. Ученые давно обратили внимание на проявления активности солнца (пятна, факелы не его поверхности). Эта активность в свою очередь оказалась связанной с электромагнитными и другими колебаниями мирового пространства.

В 1915г. 18-летний А.Л.Чижевский, самозабвенно изучавший астрономию, химию и физику, обратил внимание на синхронность образования солнечных пятен и на одновременную активизацию боевых действий на фронтах Первой мировой войны. Накопленный и обобщенный статистический материал позволил ему сделать данное исследование научным и убедительным. Смысл его концепции, основанной на богатом фактическом материале, состоял в докозательстве существования космических ритмов и зависимости биологической и общественной жизни на Земле от пульса космоса.

Лишь через много лет высказанные А.Л.Чижевским мысли и выводы о влиянии Солнца на земные процессы были подтверждены на практике. Интересна мысль Чижевского о том, что магнитные возмущения на Солнце в силу единства Космоса могут серьезно сказываться на проблеме здоровья руководителей государств. Особое место Чижевского о том, что Солнце существенно влияет не только на биологические, но и социальные процессы на Земле.

Многие идеи А.Л.Чижевского нашли свое применение в области космических и биологических наук. Они подтверждают неразрывное единство человека и космоса, указывают на их тесное взаимовлияние.

Весьма оригинальными были космические идеи первого русского космизма Н.Ф.Федорова. По его замыслам, человек объединит все миры и станет «планетоводом». В этом особенно тесно проявится единство человека и космоса.

К.Э.Циолковский наиболее глубоко из современников изучал и освещал философские проблемы освоения космоса. Его идеи о единстве разнообразных миров космоса, его постоянном совершенствовании, в том числе и самого человека, о выходе человечества в космос заключают в себе важный мировоззренческий и гуманистический смысл.

В наст.время человек начинает активно использовать космос для решения конкретных технологических задач, будь то выращивание редких кристаллов, сварка и др.работы. И уже давно получили признание космические спутники как средство сбора и передачи разнообразной информации.

36. ВЗАИМОВЛИЯНИЕ БИОСФЕРЫ И ЧЕЛОВЕКА. СУЩНОСТЬ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ДЕТЕРМИНИЗМА

Последствия появления человека как существа, обладающего разумом, и его связь с биосферой многофункциональны. Так, для удовлетворения своих потребностей человек использовал десятки и сотни видов диких живых организмов. С одной стороны, он одомашнил или вывел огромное количество животных и культурных видов растений, тем саамы значительно увеличив разнообразие органических форм в биосфере. С другой стороны, многие виды растений и животных были подвергнуты им беспощадному сознательному или неосознанному уничтожению.

В таком взаимодействии живая природа не остается нейтральной. Если геосфера само по себе в целом пассивно реагирует на вмешательство человека, то живое вещество активно приспосабливается к новым условиям существования и присутствию в природе человека. Так, многократно возросла устойчивость и невосприимчивость многих насекомых и грызунов к ядам, применяемым людьми. Появляются мутационные или измененные виды и популяции, приспособленные к техногенной и загрязненной среде обитания.

Человек как особая форма жизни и существо, обладающее разумом, вносит принципиально новые элементы во взаимоотношения с природой. Он выступает как автономная целостность внутри биосферы. Живое вещество, преобразуя косное и взаимодействуя с ним, создает биосферу. Аналогично человек, преобразуя биосферу, создает техносферу.

Далеко не все творения человека находятся в гармонии с окружающей действительностью. Если живые организмы, созданные человеком, в большинстве своем вписываются в общую систему природы, то этого никак нельзя сказать о других предметах, созданных им: зданиях, сооружениях, ландшафтах.

Связь человека с окружающей средой особенно ярко выражена в сфере материального производства. Природные богатства служат естественной основой материального производства и жизни общества в целом.

Наиболее тесно человек связан с такими составляющими природы и биосферы, как географическая и окружающая среда. Она оказывает существенное влияние на самые разные стороны жизни человека, и прежде всего на развитие материального производства. От особенностей географической среды зависят конкретные направления человеческой деятельности, в частности, развитие тех или иных отраслей производства в различных странах и на континентах.

Степень воздействия природы и зависимость человека от нее столь велики, что осознание этого послужило основой для появления целого направления в науке - географического детерминизма.

Географический Детерминизм, географическое и социологическое понятие, обозначающее взаимозависимость между обществом и географической средой. Его сторонники полагали, что развитие человеческого общества решающим образом определяется влиянием на него различных географических (природных) факторов. Дань этому учению отдавали многие мыслители: Платон, Аристотель, Бокль, Мечников, Риттер и др.

Они считали, что развитие народов определяется в первую очередь местным ландшафтом, почвой, климатом, пищей.

Теории, которые относят к географическому детерминизму, можно оценивать по-разному. Но очевидно, что исследования в данной области помогли привлечь внимание ученых к осмыслению роли окружающей природной среды в развитии человека.

В то же время неумолимая и неподкупная практика, традиционно используемая в качестве основного критерия истинности любых теорий, свидетельствует и о значительной степени независимости общества от природы, о возможности самого человека творить свою судьбу, несмотря на превратности климата, погоды и другие природные сюрпризы.

Географический детерминизм в целом мирно пропагандировал свои идеи. Однако постулаты геополитики - теории, опирающейся на выводы географического детерминизма о значении природных факторов, могут носить весьма агрессивный характер. Основы геополитики разрабатывали в начале 20 века ученые Западной Европы. Согласно этой теории, политика государств во многом определяется различными географическими факторами. История человеческого общества сторонниками геополитики толкуется как постоянная борьба государств между собой. Сегодня очевидны печальные последствия геополитических установок, применяемых на практике.

37. УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О НООСФЕРЕ

Огромное влияние человека на природу и масштабные последствия его деятельности послужили основой для создания учения о ноосфере. Термин «ноосфера» (гр.noos - разум) переводится буквально как сфера разума. Впервые его ввел в научный оборот в 1927г. французский ученый Э.Леруа.

Учение о ноосфере было сформулировано и в трудах одного из его основателей В.И.Вернадского. В его работах можно встретить разные определения и представления о ноосфере, которые к тому же менялись на протяжении жизни ученого. Вернадский начал развивать данную концепцию сначала 30-хх гг. после детальной разработки учения о биосфере. В.И.Вернадский употребляет понятие «ноосфера» в разных смыслах: 1) как состояние планеты, когда человек становится крупнейшей преобразующей геологической силой; 2) как область активного проявления научной мысли; 3) как главный фактор перестройки и изменения биосферы.

Очень важным в учении Вернадского о ноосфере было то, что он впервые осознал и попытался осуществить синтез естественных и общественных наук при изучении проблем глобальной деятельности человека, активно перестраивающего окружающего среду.

В настоящее время под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. В структуре ноосферы можно выделить в качестве составляющих человечество, общественные системы, совокупность научных знаний, сумму техники и технологий в единстве с биосферой. Гармоничная взаимосвязь всех составляющих структуры есть основа устойчивого существования и развития ноосферы.

38. ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЕЕ КОМПОНЕНТЫ. СУЩНОСТЬ ТЕХНОСФЕРЫ

«Окружающая среда» - более широкое понятие, чем географическая. Оно включает, помимо поверхности Земли и ее недр, часть Солнечной системы, которая попадает или может попасть в сферу деятельности человека, а также созданный им материальный мир. В структуре окружающей среды выделяют две важнейшие составляющие: естественную и искусственную среды обитания.

Естественная среда обитания включает неживую и живую части природы- геосферу и биосферу. Она существует и развивается без вмешательства человека, естественным образом. Однако в ходе эволюции человек постепенно все больше осваивает естественную среду обитания. Он не остановился лишь на взятии у природы материала в непосредственном или преобразованном виде. Он перестал бы быть разумным существом, если бы не смог создать нечто свое, искусственное, чего не было до сих пор в природе. В результате им была создана искусственная среда обитания - все то, что специально сделано человеком: разнообразие предметов материальной и духовной культуры, преобразованные ландшафты, а также выведенные в процессе селекции и одомашнивания растения и животные. С развитием общества роль и значение для человека искусственной среды обитания непрерывно возрастают.

В результате преобразования человеком естественной среды обитания можно говорить уже о реальном существовании нового ее состояния - о техносфере. Понятие «техносфера» выражает совокупность технических устройств и систем вместе с областью технической деятельности человека. Ее структура достаточно сложна, так как включает техногенное вещество, технические системы, живое веществ, верхнюю часть земной коры, атмосферу, гидросферу. С началом эры космических полетов техносфера вышла далеко за пределы биосферы и охватывает уже околоземный космос.

Техносфера все больше преобразует природу, изменяя прежние и создавая новые ландшафты, активно влияя на другие сферы и оболочки Земли, и прежде всего опять-таки на биосферу.

Говоря о важнейшем значении техники в жизни человека, нельзя не отметить обостряющуюся сегодня проблему гуманизации техносферы. Пока что наука и техника нацелены главным образом на максимальную эксплуатацию природных ресурсов, удовлетворение нужд человека и общества любой ценой. Последствия непродуманного, некомплексного и, как следствие, антигуманного воздействия на природу удручают.

39. СУЩНОСТЬ ПРОТИВОРЕЧИЙ В СИСТЕМЕ «ПРИРОДА-ОБЩЕСТВО-ЧЕЛОВЕК»

Природа, несмотря на все бесчисленное многообразие своих составных частей, есть единое целое. Именно поэтому воздействие человека на отдельные части внешне покорной и мирной природы одновременно оказывает влияние, причем независимо от воли людей, и на другие ее составляющие. Результаты ответной реакции часто бывают непредсказуемы. Человек распахивают землю, помогая росту полезных ему растений, но из-за ошибок в земледелии смывается природный слой.

Отрицательным как для природы, так и для общества становится бесцеремонное вмешательство человека в окружающую среду в наши дни, ибо последствия его из-за высокого уровня развития производительных сил зачастую носят уже глобальный характер и порождают глобальные экологические проблемы. Термин «экология», впервые употребленный немецким биологом Э.Геккелем в 1866г., обозначает науку о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой. С началом космических полетов проблемы экологии переместились и в открытое космическое пространство. Неутилизированные отходы от космической деятельности человека накапливаются в космосе, что также становиться все более острой проблемой. Возникла еще одна неведомая ранее проблема - экология и здоровье человека. Загрязнение атмосферы, гидросферы и почвы привели к росту и изменению структуры человеческих заболеваний. Появляются и новые болезни. Происходят генетические изменения в организме.

Мерой, направленной на улучшение взаимоотношений человека и природы, является разумное самоограничение в расходовании природных ресурсов, особенно энергетических источников, имеющих для жизни человечества важнейшее значение. Еще одним важным направлением решения экологической проблемы является формирование в обществе экологического сознания, понимания природы как другого существа, над которым нельзя властвовать без ущерба для себя.

40. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ И ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

Человек - дитя Земли, продукт природы, результат развития биосферы. Но при переходе от биосферы к ноосфере он может не только улучшить условия своего существования, но и ухудшить их. В настоящее время чаще наблюдается как раз вторая тенденция, выражающаяся в том, что окружающая среда обитания человека неуклонно деградирует.

Еще в 18 веке человечество находилось в гармонии с природой. Но уже в конце 19 века возник дисбаланс между человеком и окружающей средой. Сейчас объем допустимого воздействии на биосферу превышен в 8-10 раз. Человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн веществ, который в ней никогда не содержались. По существу, происходит уничтожение биологической и экологической систем, а это знак близкой катастрофы. Вместе с тем, практика формирования ноосферы показывает, что физическое и психическое здоровье человека испытывает мощное отрицательное воздействие со стороны все более загрязняющейся окружающей среды.

Именно с этим фактором связано возникновение экологической проблемы, сущность которой состоит в необходимости срочной защиты окружающей среды от вредного воздействия homo sapiens. Хотя экологическая проблема имеет глобальный характер, но в различных странах она проявляется по-разному. Поэтому при ее рассмотрении недостаточно только общетеоретических выводов. Необходимо обратиться к конкретным реалиям отдельно взятой страны. Мы будем рассматривать е применительно к условия современной России, в которой экологической состояние природы и населения является, по некоторым оценкам, наихудшим в мире.

Поэтому закономерно, что здоровье населения страны с каждым годом ухудшается. Самое страшное, что речь идет в первую очередь о здоровье молодого поколения.

Таким образом, экологическая проблема в нашей стране выдвигается на первый план прежде всего в связи с угрозой физическому и психическому развитию и даже выживанию. Отрицательное влияние окружающей среды на человека сегодня настолько велико, что оно все больше и больше разрушает его генотип и наносит ущерб национальному генофонду.

Различного рода экологические катастрофы связаны не только с угрозами физическому здоровью человека, они влекут за собой психические заболевания. Чернобыльская авария породила такое явление, как радиофобия, т.е. повышенный страх перед радиацией, увеличение мнительности и т.д. Возникло неизвестное ранее заболевание, получившее название «синдром Чернобыля».

Не менее удручающими являются показатели влияния некоторых компонентов окружающей среды на здоровье человека. Так, загрязненность воздуха вызывает заболевания органов дыхания, кровообращения, пищеварения ит.д. Примерно 85% заболеваний вызываются и переносятся водой. Большую опасность для здоровья человека представляет и загрязнение почвы. Всем известно, как велика опасность влияния повышенной радиации на здоровье человека.

Для того, чтобы справиться со всеми названными проблемами и сохранить здоровье человека и природу, необходимы в первую очередь ответственная экологическая политика и практика государственных и общественных органов, руководителей предприятий, учреждений и организаций. Одной из важных задач, стоящий перед обществом, является задача формирования экологического сознания населения.

41. РОЛЬ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ В ПРОИСХОЖДЕНИИ ЧЕЛОВЕКА

История биосферы представляет собой чередование целого ряда этапов эволюции, каждый из которых являл все более сложные формы развития жизни. И только в конце этого развития появляются человек и общество.

Человек, человеческий разум и общество являются вершиной естественного развития Земли и ее биосферы. Со всей определенностью можно сказать, что человек -дитя Земли. В истории Земли были разные периоды. С точки зрения места в ее истории человека и человечества, их можно разделить следующим образом: 1) период чисто геологической эволюции, когда на Земле еще не было жизни; 2) период геологобиологической эволюции, на последней стадии которого происходит формирование антропосоциогенеза; 3) период духовной эволюции, сфера разума. Это качественно новая эпоха в эволюции Земли. Она характеризуется развитием разума и переходом от биосферы к ноосфере - сфере взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором эволюции.

Большой вклад в такое понимание естественнонаучной картины мира и места человека в истории Земли внес П.Тейяр де Шарден. Согласно ему, в ходе развития Вселенной на Земле естественным «скачкообразным образом» совершился переход от неживого к живому, возникла биосфера. Её эволюция в свою очередь привела к возникновению человека.

Таким образом, человек - дитя Земли. Но речь идет не только о человеке как сугубо биологическом виде. Имеется в виду гораздо большее. Вместе с человеком появляется разум, мысль, сознание. Разум является уже принципиально новым явлением по сравнению со всем тем, что существовало в предшествующей истории. По мнению Тейяра де Шардена, возникновение мысли - явление, которое знаменует собой «трансформацию, затрагивающую состояние всей планеты».

Подобная позиция отражена и во взглядах В.И.Вернадского, который писал, что человек не является случайным, независимым от окружающего мира существом. По мнению ученого, он есть часть природы и представляет собой неизбежное проявление закономерного природного процесса. В ходе эволюции совершенно естественно формировался мозг, который и стал материальной основой разума.

42. ПРОБЛЕМА АНТРОПОГЕНЕЗА: СУЩНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ

Человек сложная целостная система, которая в свою очередь является компонентом более сложных систем - биологической и социальной. Суть проблемы антропогенеза: как биологический организм, принадлежащий к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов превращается в человека - существо не только биологическое, но и социальное.

Интенсивное научное осмысление проблемы антропогенеза началось в 19в.И главное достижение в этой области связано с утверждением эволюционно теории. Так, уже в 1796г. Э.Дарвин опубликовал теорию эволюции жизни в виде эпической поэмы «Зоономия». Дарвин установил движущие силы эволюции органического мира и объяснил естественно-научным путем процесс становления и развития биологических видов. Однако разработав теорию естественного происхождения человека, он не включил в нее влияние социального фактора на его развитие. Внимание на это было обращено в трудовой теории антропогенеза, защитником которой был, в частности Ф.Энгельс. Представители данной теории считали, что труд не отменяет действие биологических законов, но преобразовывает характер действия естественного отбора.