Концепции современного естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уровни научного познания: эмпирический и теоретический. Формы научного познания: факты, проблемы, гипотезы и теории

На эмпирическом уровне преобладает живое созерцание (чувственное познание), рациональный момент и его формы (суждения, понятия) здесь присутствуют, но имеют подчиненное значение. Признаки эмпирического познания: сбор фактов, их обобщение, описание наблюдаемых и экспериментальных данных, их систематизация.

Теоретический уровень познания характеризуется преобладанием понятий, теорий, законов. Чувственное познание не устраняется, а становится подчиненным аспектом. На основе теоретического объяснения осуществляется научное предвидение будущего.

При всем своем различии эмпирический и теоретический уровни познания взаимосвязаны, граница между ними условна и подвижна. Эмпирическое исследование, выявляя с помощью наблюдений и экспериментов новые данные, стимулирует теоретическое познание (которое их обобщает и объясняет), ставит перед ним новые, более сложные задачи. С другой стороны, теоретическое познание, развивая и конкретизируя на базе эмпирии новое собственное содержание, открывает новые, более широкие горизонты для эмпирического познания, ориентирует и направляет его в поисках новых фактов, способствует совершенствованию его методов и средств и т.п.

Наука как целостная динамическая система знания не может успешно развиваться, не обогащаясь новыми эмпирическими данными, не обобщая их в системе теоретических средств, форм и методов познания. В определенных точках развития науки эмпирическое переходит в теоретическое и наоборот. Однако недопустимо абсолютизировать один из этих уровней в ущерб другому. В процессе научного познания имеет место не только единство эмпирии и теории, но и взаимосвязь, взаимодействие последней с практикой. Всякая теория, даже самая абстрактная и всеобщая (в том числе и философское знание), в конечном счете ориентирована на удовлетворение практических потребностей людей, служит практике, из которой она порождается и в которую она - сложным, порой весьма запутанным и опосредованным путем - в конце концов возвращается. Теория как система достоверных знаний (разного уровня всеобщности) направляет ход практики, ее положения (законы, принципы и т.п.) выступают в качестве духовных регуляторов практической деятельности.

Аристотель: любое познание начинается с удивления..., а удивление порождает вопросы, а некоторые вопросы - есть проблема.

Вопрос - задается в определенной системе знаний и, по сути дела, подразумевает способ нахождения ответа. Проблема - фиксирует не только отсутствие знаний о реальности, но и отсутствие, методов для нахождения ответов (знание об ограниченности знаний)

В методике принято отличать вопрос и проблему: ответом на вопрос является часть теории, а ответом на проблему является вся теория. Порой за проблему принимается такая ситуация, когда мы не знаем теорию. В обыденной речи понятие «проблема» употребляется свободно для обозначения необходимости применить усилия.

Характеристики проблемы: отражает неполноту, рассогласованность и противоречивость теории. Неполнота - есть факты, которые нельзя объяснить на основе данной теории

Рассогласование - противоречат теории

Противоречивость - из теории логическими средствами можно вывести противоречивые следствия

Между вопросом и проблемой нет жесткой грани. Один и тот же вопрос может быть вопросом в одной теории и проблемой в другой.

Формы научного знания (на эмпирическом уровне) - научный факт, эмпирический закон. На теоретическом уровне научное познание выступает в форме проблемы, гипотезы, теории.

Элементарной формой научного знания является научный факт. Как категория науки факт может рассматриваться как достоверное знание о единичном. Научные факты генетически связаны с практической деятельностью человека, отбор фактов, составляющих фундамент науки, так же связан с повседневным опытом человека. В науке фактом признается не всякий полученный результат, поскольку, чтобы прийти к объективному знанию о явлении, необходимо произвести множество исследовательских процедур и их статистическую обработку (т.ее. учесть взаимодействие таких факторов исследования как внешние обстоятельства, состояние приборов, специфика изучаемого объекта, возможности и состояние исследователя и т.д.). Формирование факта - синтетический процесс, благодаря которому происходят особого рода обобщения, в результате чего возникают понятия.

Проблема - форма знания, содержанием которой является то, что еще не познано человеком, но что необходимо познать. Иначе говоря, это вопрос, возникший в ходе познания и требующий ответа. Проблема не есть застывшая форма знания, но процесс, включающий два основных момента - постановку проблемы и ее решение. В структуре проблемы прежде всего выявляется неизвестное (искомое) и известное (условия и предпосылки проблемы). Неизвестное здесь тесно связано с известным (последнее указывает на те признаки, которыми должно обладать неизвестное), таким образом, даже неизвестное в проблеме не является абсолютно неизвестным, а представляет собой нечто такое, о чем мы кое-что знаем, и эти знания выступают ориентиром и средством дальнейшего поиска. Уже формулировка всякой действительной проблемы содержит в себе «подсказку», указывающую, где нужно искать недостающие средства. Они не находятся в сфере абсолютно неизвестного и уже обозначены в проблеме, наделены некоторыми признаками. Чем больше не хватает средств для нахождения исчерпывающего ответа, тем шире пространство возможностей решения проблемы, тем шире сама проблема и неопределённей конечная цель. Многие из таких проблем не по силе отдельным исследователям и определяют границы целых наук.

Гипотеза - это предполагаемое решение проблемы. Как правило, гипотеза является предварительным, условным знанием о закономерности в исследуемой предметной области или о существовании некоторого объекта. Главное условие, которому должна удовлетворять гипотеза в науке, - ее обоснованность, этим свойством гипотеза отличается от мнения. Всякая гипотеза имеет тенденцию превращения в достоверное знание, что сопровождается дальнейшим обоснованием гипотезы (этот этап называется проверкой гипотезы). К критериям обоснованности гипотезы относят такие условия как:

- принципиальная проверяемость гипотезы (возможность опытным путем проверить истинность положений гипотезы, даже если наука сегодняшнего дня еще не располагает техническими средствами для опытного подтверждения её идей)[104];

- совместимость гипотезы с фактическим материалом, на основе которого она выдвинута, а так же с утвердившимися теоретическими положениями;

- «приложимость» гипотезы к достаточно широкому классу исследуемых объектов.

Решающей проверкой истинности гипотезы является практика во всех своих формах, но определенную роль в доказательстве или опровержении гипотезы играют и логические критерии истины. Проверенная и доказанная гипотеза переходит в разряд достоверных истин, становится научной теорией.

Теория - высшая, самая развитая форма организации научных знаний, которая дает целостное отображение закономерностей некоей сферы действительности и представляет собой знаковую модель этой сферы. Эта модель строится таким образом, что характеристики, имеющие наиболее общую природу, составляют основу модели, другие же подчиняются основным положениям или выводятся из них по логическим законам. Например, классическая механика может быть представлена как система, в фундаменте которой находится закон сохранения импульса («вектор импульса изолированной системы тел с течением времени не изменяется»), тогда как другие законы, в том числе известные каждому студенту законы динамики Ньютона, являются конкретизациями и дополнением основного принципа.

Каждое положение теории является истиной для множества обстоятельств, в которых проявляется исследуемая связь. Обобщая факты и опираясь на них, теория согласуется с господствующим мировоззрением, картиной мира, которые направляют ее возникновение и развитие. В истории науки нередки случаи, когда теория и ее отдельные положения отклоняются научным сообществом не в связи с противоречием фактическому материалу, а по причинам мировоззренческого характера[105].

По мнению К. Поппера любая теоретическая система должна удовлетворять 2-м основным требованиям - непротиворечивости (т.е. не нарушать соответствующие законы формальной логики) и фальсифицируемости (т.е. может быть опровергаема); кроме того, истинная теория должна соответствовать всем (а не некоторым) реальным фактам, а её следствия должны удовлетворять требованиям практики.

Современная методология выделяет следующие основные элементы теории:

· исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, аксиомы и т.д.,

· идеализированный объект - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов,

· логика теории, нацеленная на прояснение структуры изменения знания,

· совокупность законов[106] и утверждений данной теории в соответствии с определенными ею принципами.

В научном познании теория выполняет ряд функций, важнейшими из которых являются объяснительная, систематизирующая, предсказательная и методологическая.

Объяснить факты - значит, подчинить их некоторому теоретическому обобщению, которое носит достоверный или вероятный характер. Объяснительная функция теории тесно связана с систематизирующей. Как и при объяснении, в процессе систематизации факты подводятся под теоретическое положение, которое их объясняет, и включаются в более широкий теоретический контекст знания. Тем самым происходит установление связей между различными фактами и они приобретают определенную целостность, обосновывается их достоверность.

Предсказательная функция теории реализуется в способности к дальним и точным прогнозам. Предсказательная мощь теории зависит, прежде всего, от глубины и полноты отображения сущности изучаемых предметов (чем глубже и полнее такое отображение, тем надежнее опирающиеся на теорию прогнозы); так же теоретическое предсказание находится в обратной зависимости от сложности и нестабильности исследуемого процесса (чем сложнее и неустойчивее процесс, тем рискованнее прогноз).

Наконец, теория выполняет методологическую функцию, т.е. выступает в качестве опоры и средства дальнейшего исследования. Наиболее эффективный научный метод - это истинная теория, направленная на практическое применение, на разрешение определенного множества задач и проблем[107]. Таким образом, теория и метод являются внутренне связанными феноменами, хотя между ними имеется и существенная разница. Теория и метод соотносятся с разными областями: теория фиксирует знания о познаваемом объекте (предметные знания), а метод - знания о познавательной деятельности (методологические знания, направленные на получение новых предметных знаний).

Теория должна не просто отображать объективную реальность так, как она есть теперь, но и обнаруживать ее тенденции, главные направления развития от прошлого к настоящему, а затем и к будущему. В связи с этим теория не может быть неизменной, раз и навсегда данной, она должна постоянно развиваться, углубляться, совершенствоваться, выражать в своем содержании развитие действительности.

На достаточно зрелой ступени своего развития наука становится теоретической основой практической деятельности. Практическая деятельность людей, овладевших теорией как планом, программой, есть опредмечивание теоретического знания. В процессе опредмечивания люди не только создают то, что природа сама по себе не создала, но и обогащают свои теоретические знания, проверяют и удостоверяют их истинность. Успешная реализация в практике научных знаний обеспечивается лишь в том случае, когда люди, которые берутся за практические действия, убеждены в истинности тех знаний, которые они собираются применить в жизни. Без превращения идеи в личное убеждение человека невозможна успешная практическая реализация теоретических идей.

Первый по-настоящему действенный способ решения проблемы происхождения свойств вещества появился в XVII в. в работах английского ученого Р. Бойля. Его исследования показали, что качества и свойства тел не имеют абсолютного характера и зависят от того, из каких химических элементов эти тела составлены. У Бойля наименьшими частичками вещества оказывались неосязаемые органами чувств мельчайшие структуры -- атомы, или, как он их называл, minima naturalia. Эти частицы могли связываться друг с другом, образуя более крупные соединения -- кластеры, по терминологии Бойля. Связь частиц в кластерах была достаточно прочной, и поэтому кластеры сами были невидимыми глазу кирпичиками для построения реальных физических тел. В зависимости от объема и формы кластеров, от того, находились ли они в движении или покоились, зависели и свойства природных тел. Сегодня мы вместо термина «кластер» используем понятие «молекула».

В период с середины XV11 в. до первой половины XIX в. учение о составе вещества представляло собой всю тогдашнюю химию. Оносуществует и сегодня, представляя собой первую концептуальную систему химии. На этом уровне химического знания ученые решали и решают три важнейшие проблемы: химического элемента, химического соединения и задачу создания новых материалов с использованием вновь открытых химических элементов.

Первый уровень химического знания - учение о составе вещества. Концепции химического элемента и химического соединения

Концепция химического элемента появилась в химии как результат стремления человека обнаружить первоэлемент природы. Корни решения данной проблемы уходят в Древнюю Грецию, где возникли учения о первоэлементах природы. Там же возникла и атомистическая концепция природы, возрожденная в Новое время в химии Р. Бойлем. Именно он положил начало современному представлению о химическом элементе как о простом теле, пределе химического разложения вещества, переходящем без изменения из состава одного сложного тела в другое.

Но еще целый век после этого химики делали ошибки в выделении химических элементов. Дело в том, что, сформулировав понятие химического элемента, химики еще не знали ни одного из них. Стремясь получить элементы в чистом виде, они пользовались считавшимся тогда универсальным методом прокаливания, и окалину принимали за чистый элемент. Так что известные тогда металлы -- железо, медь, свинец -- принимали за сложные тела, состоявшие из соответствующего элемента и флогистона. Однако именно флогистонная теория, ложная по сути, оказалась двигателем многих исследований, приведших в итоге к истинным выводам.

Этот вывод был сделан Д.И. Менделеевым, доказавшим, что свойства химического элемента зависят от места данного атома в периодической системе. Сам Менделеев определял это место по атомной массе, но в XXв. было выяснено, что порядковый номер элемента зависит не от атомной массы, а от заряда атомного ядра и количества электронов. В настоящее время известно, что атом представляет собой сложную квантово-механическую систему, состоящую из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки. Выяснены особенности строения электронных орбиталей атомов всех элементов и особая роль внешнего электронного уровня атома, от количества электронов в котором зависит реакционная способность элемента -- химическая активность вещества, учитывающая как разнообразие реакций, возможных для данного вещества, так и их скорость. Наиболее активными с химической точки зрения являются элементы, имеющие минимальную атомную массу и 6--7 электронов на внешнем электронном уровне (фтор, хлор, кислород). Это связано с тем, что они стремятся достроить свою электронную оболочку путем присоединения недостающего числа электронов. Также большой реакционной способностью отличаются металлы, обладающие большой атомной массой и имеющие 1--2 электрона на внешнем электронном уровне (барий, цезий), стремящиеся отдать их для его достройки.

Современный окружающий человека мир заполнен многочисленными соединениями, образованными элементами периодической системы Менделеева. Во времена самого Менделеева было известно всего 62 химических элемента. В 30-е гг. XX в. таблица Менделеева включала 88 элементов, а всего в ней было 92 клетки (элемент под номером 92 -- это уран). Сегодня науке известно 110 химических элементов (элемент 109 получил название мейтнерий, 110-й элемент еще не имеет официального названия), и химиков продолжает волновать вопрос, сколько всего элементов в таблице Менделеева.

Предполагается, что на первоначальной стадии развития Земли существовали трансурановые элементы с порядковыми номерами до 106-го. Такие элементы имели небольшую продолжительность жизни по сравнению с возрастом Земли и поэтому полностью распались, не сохранившись до наших дней. Самым долгоживущим элементом из данной группы оказался плутоний-244 с периодом полураспада 82,2 млн. лет. В 1971 г. из минерала бастнезита удалось выделить некоторое количество атомов этого элемента. Но в основном все трансурановые элементы были получены искусственным путем. В 1940 г. был синтезирован нептуний, после этого были зарегистрированы еще 15 трансурановых элементов с номерами до 107-го.

Трансурановые элементы с атомными номерами до 100-го можно получить в ядерном реакторе путем бомбардировки ядер изотопа урана-238 нейтронами. Более тяжелые элементы получают только в ускорителях в очень незначительных количествах. Для этого уран бомбардируют ионами ксенона, гадолиния, самария, гафния или самого урана. В результате этого образуются очень тяжелые промежуточные ядра. Но такие реакции стали возможны лишь с 1971 г., когда появились новые мощные ускорители, способные разогнать тяжелые ионы до высоких энергий.

Современная теория позволяет с большой вероятностью рассчитать стабильность сверхтяжелых элементов и предсказать их физические и химические свойства. Поэтому химики предполагают, что элементы с порядковыми номерами между 114-м и 164-м должны обладать неожиданно высокой стабильностью. Считается, что в районе этих порядковых номеров в периодической системе должен существовать так называемый островок стабильности, на котором возможно получение изотопов с периодом полураспада 108 лет. Верхняя граница стабильности должна приближаться к номеру 174. Если эти элементы будут получены, то их можно будет использовать в промышленном производстве и энергетике. Но для их синтеза нужны новые экспериментальные методы и технические средства.

Химическим элементом называют все атомы, имеющие одинаковый заряд ядра.

Особой разновидностью химических элементов являются изотопы, у которых ядра атомов отличаются числом нейтронов (поэтому у них разная атомная масса), но содержат одинаковое число протонов и поэтому занимают одно и то же место в периодической системе элементов. Термин «изотоп» был введен в 1910 г. Фредериком Содди, известным английским радиохимиком, лауреатом Нобелевской премии. Различают стабильные (устойчивые) и нестабильные (радиоактивные) изотопы.

С момента открытия изотопов наибольший интерес вызвали радиоактивные изотопы, которые стали широко использоваться в атомной энергетике, приборостроении, медицине и т.д. В настоящее время выпускается огромное количество различных приборов, содержащих радиоактивные изотопы. Они служат для определения плотности, однородности, гигроскопичности и других характеристик материалов.

Довольно широко используется метод меченых атомов, который позволяет проследить за перемещением химических соединений при физических, химических и биологических процессах Для этого в исследуемое вещество вводятся радиоактивные изотопы определенных элементов и ведется наблюдение за их продвижением. Так можно проследить за превращением веществ как в доменной печи, так и в живом организме. Например, с помощью изотопа кислорода-18 стало возможным выяснение механизма дыхания живых организмов.

В медицине с помощью радиоактивных изотопов лечат многие заболевания, в том числе онкологические. Кроме того, батареи небольшой мощности на изотопах плутония-238 и кюрия-224 применяются в приборах для стабилизации ритма сердца. В химической промышленности изотопы используются для облучения полиэтилена и других полимеров с целью повышения их термостойкости и прочности.

Таким образом, правильное использование радиоактивных изотопов приносит несомненную пользу человечеству. К сожалению, в последнее время об этом стали забывать, все меньше доверяя радиации, которая ассоциируется с атомной бомбой или Чернобыльской катастрофой. Забыты те времена, когда радиоактивность и рентгеновское излучение были только что открыты и их посчитали панацеей в медицине. Мало кто помнит о том, что в начале XXв. в свободной продаже были радиевые подушки, радиоактивная зубная паста и косметика, считавшиеся полезными для здоровья. Уже в 20--30-е гг. XXв. появились первые свидетельства того, что радиоактивное излучение неблагоприятно влияет на живые организмы, вызывая генетические изменения -- мутации, а также различные виды онкологических заболеваний. Последствия атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки подтвердили эти выводы. Поэтому современная медицина двойственно относится к радиации. С одной стороны, говорится, что только в малых дозах радиация безопасна (в природе существует естественный радиоактивный фон), с другой -- продолжают использовать рентгеновское обследование и лучевую терапию в лечебных целях.

В основу систематизации свойств химических элементов Менделеевым была положена концептуальная идея зависимости свойств элементов от атомной массы. Он доказал, что признаком химического элемента является не экспериментально установленная неразложимость данного вещества (как считалось раньше), а место в периодической системе, определяемое атомной массой.

Проблема химического элемента вышла за рамки классического представления о веществе. Место элемента в периодической системе получило новый смысл, связанный со структурой атома.

Химический элемент - это вид атомов с одинаковым зарядом ядра, т.е. совокупность изотопов. Химические свойства атомов определяются характером заполнения электронных орбит.

Во времена Менделеева было известно 62 элемента. В 1930 годы Система элементов заканчивалась ураном (Z=92). С начала 40-х годов Система пополнялась путем физического синтеза. Элементы №93-96 (нептуний, калифорний, амерций, кюрий) открыли в 1940-1949 гг., элементы №97-101(берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий) стали известны в 1949-1952 гг. В последующие годы исследование новых элементов продолжилось, однако элементы, начиная со 102 неустойчивы, а начиная со 110 - настолько короткоживущие, что могут распасться в момент образования. Однако есть предположения, что устойчивыми могут быть элементы с номерами 124, 164, 184, их еще предстоит открыть.

Химические элементы образуют химические соединения в соответствии с законом постоянства состава. С точки зрения атомного строения вещества, атом легче вступает в химические реакции, если он имеет незаполненные электронные оболочки. Атом отдает или приобретает электроны на свою внешнюю электронную оболочку в зависимости от валентности - способности атома к образованию химической связи. 

Под химической связью понимается определенное взаимодействие атомов, которое приводит к заданной конфигурации атомов, отличающей одни молекулы от других. Вещество, которое состоит из атомов в определенном соотношении, объединенных определенной химической связью, является химическим веществом.

Ионная связь

Атомы могут терять или приобретать электроны, превращаясь в ионы (анионы и катионы). Анионы и катионы с полностью заполненной электронной оболочкой имеют устойчивую электронную конфигурацию. Между анионами и катионами возникает электростатическое притяжение. Химическая связь такого рода называется ионной связью. Наиболее типичные ионные соединения состоят из катионов металлом Iи IIгрупп и анионов неметаллических элементов VIи VIIгрупп (например, NaCl).

Ковалентная связь

Ковалентная связь образуется парой электронов, обобществленных между двумя соседними атомами (например, Н2, О2)

Металлическая связь

Металлы в твердом состоянии существуют в форме кристаллов. Эти кристаллы состоят из положительных ионов, которые удерживаются в определенных положениях кристаллической решетки квазисвободными электронами. Электроны, участвующие в образовании металлической связи, являются внешним, или валентными электронами. Эти электроны уже не принадлежат отдельным атомам, а делокализованы между положительными ионами.

В соответствии со структурной концепцией молекулы представляют собой не произвольную, а пространственно упорядоченную совокупность атомов, входящих в нее. Химические связи в молекуле имеют пространственное распределение, а форма молекул определяется углами между направлениями связей, соединяющих атомы в данную молекулу (линейные молекулы, уголковые молекулы). Комбинируя атомы различных элементов, можно создавать структурные формы любого химического соединения, т.е. находить путь химического синтеза.

Однако с практической точки зрения важным явилось и знание химической активности реагентов. Созданная А.М.Бутлеровым теория химического строения объяснила причины химической активности одних веществ и пассивности других. Позже теория Бутлерова нашла обоснование на основе квантовой механики.

Химическую активность можно рассматривать с точки зрения превращения энергии: если при образовании химической связи сумма энергий связываемых компонент (атомов) больше, чем энергия образующейся молекулы, то такая связь оказывается устойчивой. Образование такой химической связи происходит с выделением энергии, такие реакции называются экзотермическими. 

Видно, насколько энергия двойных и тройных связей больше энергии одинарных связей. Становится также понятно, почему углерод и азот так распространены в окружающем нас мире - их двойные связи самые прочные.

Чтобы разорвать химическую связь, необходимо затратить энергию, называемую энергией химической связи. В двухатомных молекулах энергия связи и энергия диссоциации молекул совпадают. В многоатомных молекулах они могут различаться. Одним из способов сообщения достаточной энергии является поддержание необходимой температуры.

Концепции происхождения жизни

Загадка появления жизни на Земле с незапамятных времен волнует людей. На протяжении веков менялись взгляды на эту проблему и было высказано большое количество самых разнообразных гипотез и концепций. Некоторые из них получили широкое распространение и доминировали в те или иные периоды развития естествознания. К такого рода концепциям происхождения жизни относят:

· креационизм, утверждающий, что жизнь создана сверхъестественным существом в результате акта творения;

· концепцию стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда;

· концепцию самопроизвольного зарождения жизни, основывающуюся на идее многократного возникновения жизни из неживого вещества;

· концепцию панспермии, утверждающую, что жизнь занесена на Землю из космоса;

· концепцию случайного однократного происхождения жизни;

· концепцию закономерного происхождения жизни путем биохимической эволюции.

Такое разнообразие взглядов вызвано тем обстоятельством, что точно воспроизвести или экспериментально подтвердить процесс зарождения жизни сегодня невозможно. Отмеченные теории преимущественно опираются на умозрительные представления как исследователей естественно-научного направления, так и исследователей, придерживающихся теологических взглядов.

Концепция креационизма

Концепция креационизма имеет самую длинную историю, так как практически во всех религиях возникновение жизни рассматривается как акт Божественного творения, свидетельством чего является наличие в живых организмах особой силы, которая управляет всеми биологическими процессами. Процесс божественного сотворения мира и живого недоступен для наблюдения, и божественный замысел недоступен человеческому пониманию.

Концепция стационарного состояния

Сторонники теории вечного существования жизни считают, что Земля никогда не возникала, а существовала вечно, и вместе с ней всегда существовали различные виды живого. При этом какие-то из видов при изменении условий окружающей среды вымерли, какие-то переместились в новые биологические ниши, а какие-то резко поменяли численность. Большая часть аргументов в пользу этой теории основана на исследованиях палеонтологов, выявивших исчезновение некоторых видов животных в процессе эволюции, отсутствие следов переходных звеньев между разными видами живого и все более высокими оценками возраста Земли. Именно поэтому сторонники теории стационарного состояния заявляют, что жизнь на Земле никогда не возникала, а существовала всегда. В разные геологические эпохи менялись лишь формы жизни. Также они считают, что и виды животных никогда не возникали, а также существовали всегда, что у каждого вида есть лишь две возможности существования: изменение численности или вымирание.

Концепция самопроизвольного зарождения жизни

Данная концепция также зародилась давно и долгое время была единственной альтернативной креационизму. Идея о самопроизвольном зарождении жизни появилась в результате повседневных наблюдений за тем, как в мусорных кучах, гниющих отбросах постоянно появляются личинки, черви, мухи. Поскольку о существовании микроорганизмов в те далекие времена не было ничего известно, то считалось, что все низшие организмы появляются путём самозарождения. Ученые Средневековья, например, допускали, что рыбы могли зародиться из ила, мыши -- из грязи, мухи -- из мяса и т.д. Подобных взглядов придерживались многие известные ученые (Аристотель, Парацельс, Коперник, Галилей, Декарт и др.), благодаря авторитету которых концепция самопроизвольного зарождения жизни смогла существовать так долго.

Однако начиная с XVII в. стали накапливаться данные, противоречащие такому пониманию происхождения жизни. В 1668 г. итальянский естествоиспытатель и врач Ф. Реди провел серию опытов, которыми доказал, что белые черви в гниющем мясе есть не что иное, как личинки мух. Его опыты были простыми и убедительными. В несколько сосудов он положил кусочки мяса. Часть этих сосудов он оставил открытыми, а часть прикрыл материей, пропускающей воздух. Вскоре в первых сосудах появились личинки мух, а в прикрытых сосудах их не было. Тем самым он доказал невозможность самозарождения червей из гниющего мяса в отсутствие мух. В результате проведенных опытов Реди сформулировал свой знаменитый принцип: «Все живое -- от живого». Поэтому Реди стал основоположником концепции биогенеза, утверждавшей, что жизнь возникает только из предшествующей жизни.

Несмотря на убедительность опытов Реди, споры вокруг этой теории продолжались вплоть до середины XIX в., когда знаменитый французский ученый Луи Пастер своими простыми и оригинальными опытами окончательно доказал невозможность самозарождения простых организмов. Опыты Пастера продемонстрировали, что микроорганизмы появляются в органических растворах в силу того, что туда были ранее занесены их зародыши. Если же сосуд с питательной средой оградить от занесения в него микробов, проведя стерилизацию (пастеризацию), то никакого самозарождения не произойдет. Опыты Пастера подтвердили принцип Реди и показали научную несостоятельность концепции спонтанного самозарождения организмов. Но, опровергнув эту концепцию, Пастер, к сожалению, не предложил никакой другой идеи. Поэтому в середине XIX в. наука не могла ничего сказать о том, как возникла жизнь на Земле.

Концепция самозарождения жизни, несмотря на свою ошибочность, сыграла позитивную роль в развитии естествознания, поскольку опыты, призванные подтвердить ее, помогли получить богатый эмпирический материал для развивающейся биологической науки.

Концепция панспермии

Практически одновременно с опытами Пастера немецким ученым Г. Рихтером была высказана гипотеза о занесении живых существ на Землю из космоса, получившая позднее название концепции панспермии (от греч. pan -- весь, sperma -- семя). Согласно этой гипотезе жизнь в виде «семян» широко распространена в космосе, откуда зародыши простых организмов могли попасть в земные условия вместе с метеоритами и космической пылью и дать начало эволюции всего живого, породив таким образом все многообразие земной жизни. То есть данная теория допускала возможность возникновения жизни в разное время в разных частях Галактики и перенесения ее на Землю тем или иным способом. Основную идею концепции панспермии разделяли крупнейшие ученые конца XIX в. У. Томсон (барон Кельвин), Г. Гельмгольц, В.И. Вернадский и др.

В 1908 г. шведский химик С. Аррениус выдвинул схожую гипотезу происхождения жизни из космоса. Он высказал мысль, что зародыши жизни вечно существуют во Вселенной, движутся в космическом пространстве под влиянием световых лучей и, оседая на поверхности планет, дают начало жизни на них. Жизнь на нашей Земле начала свое развитие тогда, когда на нее из Космоса попали зародыши жизни.

Концепция панспермии была поддержана многими известными учеными, что способствовало ее широкому распространению. Довольно большое число сторонников имеет эта концепция и в наши дни. Так, американские астрономы, изучая газовую туманность, отстоящую от Земли на 25 тысяч световых лет, нашли в ее спектре следы аминокислот и других органических веществ. В начале 1980-х гг. американские исследователи обнаружили в Антарктиде осколок породы, выбитой когда-то с поверхности Марса крупным метеоритом. При помощи электронного микроскопа в этом камне были обнаружены окаменевшие останки микроорганизмов, похожие на земные бактерии. Это говорит о том, что в прошлом на Марсе существовала примитивная жизнь, может быть, она есть там и сейчас.

Тем не менее, серьезных аргументов в пользу концепции панспермии нет. При этом существуют серьезные доводы против нее. Дело в том, что, хотя спектр возможных условий для существования живых организмов достаточно широк, все же считается, что они должны погибнуть в космосе под действием ультрафиолетовых и космических лучей.

Были попытки опровергнуть это положение. Так, голландский ученый М. Гринберг считал, что на нашу планету жизнь была занесена кометами. По его мнению, живые клетки зародились в газовыххвостах комет. Поэтому он попытался воспроизвести в лабораторных условиях кометную среду. Для этого Гринберг охладил смесь метана, окиси углерода и воды до температуры --269°С и подверг ультрафиолетовому облучению. В результате он получил сложные органические соединения. Однако опыты Гринберга не изменили мнения большинства ученых.

Космическая гипотеза возникновения жизни получила продолжение в настоящее время в исследованиях Ф. Хойла, предположившего, что микроорганизмы образуются в космическом пространстве, захватываются кометами и рассеиваются в пространстве планет, мимо которых они пролетают. Но предопределенность такого возникновения жизни чрезвычайно мала, а одна только возможность -- это не самое главное условие для зарождения живого в Космосе или на Земле.

Некоторая часть ученых склоняется к версии о «направленной» панспермии. Она довольно неплохо изложена в произведениях некоторых писателей-фантастов. Суть ее -- в признании существования некой галактической сверхцивилизации сеятелей, которые создают и распространяют семена жизни по разным планетам. Среди ее сторонников -- английский профессор Ф. Крик, один из первооткрывателей структуры гена, предложивший свою гипотезу еще в 1971 г. К сожалению, при всей своей привлекательности эта версия не выдерживает строгой научной критики, у нас нет ни одного довода в ее пользу.

Кроме того, все существующие варианты концепции панспермии в конечном счете не решают проблемы происхождения жизни. Они лишь выносят ее за пределы Земли, однако оставляют открытым вопрос: если жизнь была занесена на Землю из космоса, то где и как она возникла там?

Концепция случайного однократного происхождения жизни

Неспособность рассмотренных теорий и концепций дать убедительное и аргументированное объяснение происхождения жизни привели в начале XXв. к дальнейшим поискам решения данной проблемы. В контексте этих поисков американский генетик Г. Меллер выдвинул гипотезу о случайном возникновении первичной молекулы живого вещества. Суть гипотезы заключается в предположении, что живая молекула, способная размножаться, могла возникнуть случайно в результате взаимодействия простейших веществ. Он считает, что элементарная единица наследственности -- ген -- является основой жизни. И жизнь в форме гена, по его мнению, возникла путем случайного сочетания атомных группировок и молекул, существовавших в водах первичного океана. Гипотеза случайного однократного появления жизни получила особенно широкое распространение среди генетиков после открытия роли ДНК в явлениях наследственности. научный познание жизнь эмоция

Тем не менее, идея случайного возникновения ДНК до сих пор широко распространена в научной литературе, хотя вероятность такого события очень мала. При всей своей внешней наукообразности эта концепция по степени доказательности не отличается от концепции креационизма, поэтому в наши дни у нее практически не осталось сторонников.

Ноосфера

Ноосфера - термин, обозначающий такую стадию развития биосферы, при к-рой разумная деятельность человека становится определяющим фактором глобального развития. Нек-рые ученые считают употребление понятия “Н.” спорным и предлагают вместо него др.: “антропосфера”, “социосфера”, “тех-носфера”. Термин “Н.” был введен в 1927 фр. учеными Э. Ле-Руа (1870-- 1954) и Тейяром де Шарденом, рассматривавшими Н. как идеальное образование, как особую внебиосферную “оболочку мысли” планеты. Пытаясь обосновать уникальность человека как составной части биосферы, Тейяр де Шарден отрывает сознание от непосредственных материальных носителей, рассматривает Н. как “мыслящий пласт”, к-рый, “зародившись в конце третичного периода, разворачивается с тех пор над миром растений и животных -- вне биосферы и над ней”. Принципиально иное содержание вкладывает в понятие “Н.” Вернадский. Для него оно стало логическим завершением разработанного им учения о биосфере. Приняв этот термин в начале 30-х гг., он трактует Н. как результат человеческой деятельности, неизменно возрастающий благодаря развитию науки. “Биосфера XX столетия,-- писал Вернадский,-- превращается в ноосферу, создаваемую прежде всего ростом науки, научного понимания и основанного на ней социального труда человека”. По его мнению, вокруг Земли действительно образовалась “оболочка” антропогенного происхождения. однако это не идеальная сфера, а определенная ступень, этап в развитии биосферы, когда сознательная преобразующая деятельность людей становится реальной движущей силой этого развития. Возникающая т. обр. “сфера разума” есть явление материальное, т. к. и биосфера, и разум человека, и его деятельность рассматриваются им с материалистических позиций. Н., т. обр., следует понимать как высшую ступень интеграции всех форм существования материи, когда любая преобразующая деятельность человека -будет основываться на научном понимании естественных и социальных процессов и органически согласовываться с общими законами развития природы. Это означает, что человек должен взять на себя всю ответственность за дальнейшую эволюцию как биосферы в целом, так и самого себя. В свете совр. представлений о мире решение этой задачи лежит на пути решения глобальных проблем, и в первую очередь устранения угрозы ядерного самоуничтожения человечества. 

Эмоции человека

Эмоция - эмоциональный процесс средней продолжительности, отражающий субъективное оценочное отношение к существующим или возможным ситуациям. Эмоции отличают от аффектов, чувств и настроений.

Под эмоциями понимают протяжённые во времени процессы внутренней регуляции деятельности человекаили животного, отражающие смысл (значение для процесса его жизнедеятельности), который имеют существующие или возможные в его жизни ситуации. У человека эмоции порождают переживания удовольствия, неудовольствия, страха, робости и тому подобного, играющие роль ориентирующих субъективных сигналов. Способа оценить наличие субъективных переживаний (в виду того, что они субъективны) у животных научными методами пока не найдено. В этом контексте важно понимать, что сама по себе эмоция может, но не обязана такое переживание порождать, и сводится именно к процессу внутренней регуляции деятельности.

Эмоции эволюционно развились из простейших врождённых эмоциональных процессов, сводящихся к органическим, двигательным и секреторным изменениям, до значительно более сложных, утративших инстинктивную основу процессов, имеющих отчётливую привязку к ситуации в целом, то есть выражающих личное оценочное отношение к имеющимся или возможным ситуациям, к своему участию в них.

Выражение эмоций имеет черты социально формирующегося, изменяющегося с течением истории языка, что можно видеть из различных этнографических описаний. В пользу этого взгляда говорит также, например, своеобразная бедность мимики у слепых от рождения людей.

Специалисты проводят различие между понятием «эмоция» и понятиями «чувство», «аффект», «настроение» и «переживание».

В отличие от чувств, эмоции не имеют объектной привязки: они возникают не по отношению к кому или чему-либо, а по отношению к ситуации в целом. В связи с этим эмоции, в отличие от чувств, не могут быть амбивалентными: как только отношение к чему-то становится одновременно и плохим и хорошим, это что-то можно назвать объектом, а эмоциональные процессы по отношению к нему -- чувствами.

В отличие от аффектов, эмоции могут практически не иметь внешних проявлений, значительно продолжительнее по времени и слабее по силе. Кроме того, аффекты воспринимаются субъектом как состояния его «я», а эмоции -- как состояния, происходящие «в нём». Это особенно заметно, когда эмоции являются реакцией на аффект, например когда человек чувствует страх за своё будущее, как реакцию на только что испытанную вспышку гнева (аффект).

В отличие от настроений, эмоции могут меняться достаточно быстро и протекать довольно интенсивно.

Под переживаниями же обычно понимают исключительно субъективно-психическую сторону эмоциональных процессов, не включая физиологические составляющие.

Особенности

Одна из важнейших особенностей эмоций -- их идеаторный характер, то есть способность формироваться по отношению к ситуациям и событиям, которые реально в данный момент могут не происходить, и существуют только в виде идеи о пережитых, ожидаемых или воображаемых ситуациях.

Другая важная особенность -- их способность к обобщению и коммуникации (эмоции могут передаваться между людьми или животными), из-за чего эмоциональный опыт включает в себя не только индивидуальные переживания, но и эмоциональные сопереживания, возникающие в ходе общения, восприятия произведений искусства и тому подобного.

Характеристики

Все эмоции характеризуются валентностью (или тоном) -- то есть могут быть либо положительными, либо отрицательными. Количество видов отрицательных эмоций, обнаруживаемых у человека, в несколько раз превышает количество видов положительных эмоций.

Эмоции могут различаться по интенсивности (силе). Чем сильнее эмоция, тем сильнее её физиологические проявления. На интенсивность эмоции в каждом конкретном случае влияет, обычно, большое количество факторов. В общем виде их вклад позволяет оценить формула Симонова.

Кроме того, интенсивность эмоций может зависеть от полноценности и функциональной целостности центральной и вегетативной нервной системы. Так у больных с повреждением спинного мозга максимальное снижение интенсивности эмоций наблюдается при нарушениях целостности его шейных сегментов.

В зависимости от влияния на активность эмоции подразделяются на стенические и астенические (от др.-греч. -- бессилие). Стенические эмоции побуждают к активной деятельности, мобилизуют силы человека (радость, энтузиазм и другие). Астенические эмоции расслабляют или парализуют силы (тоска, грусть и другие).

Эмоции бывают разными по содержанию, отражая различные аспекты значения вызвавших их ситуаций. Выделяются десятки различных эмоций, причём количество отрицательных эмоций в несколько раз превосходит количество положительных. Каждый вид эмоции сопровождается специфической физиологической реакцией, в связи с чем некоторые учёные в прошлом выдвигали теории о том, что эмоции являются следствием физиологических реакций (теория Уильяма Джеймса и Карла Ланга), что, однако, было опровергнуто экспериментально (эксперименты на собаке с пересаженной В. П. Демиховым второй головой) . На связи конкретных видов эмоций с конкретными физиологическими реакциями построены и работы Пола Экмана.

Физиология

Эмоции проявляются как внешнее поведение и как перестройка внутренней среды организма, имеющая своей целью адаптацию организма к среде обитания. Например эмоция страха подготавливает организм к «поведению избегания»: активизируется ориентировочный рефлекс, активирующая система мозга, усиливается работа органов чувств, в кровь выделяется адреналин, усиливается работа сердечной мышцы, дыхательной системы, напрягаются мышцы, замедляется работа органов пищеварения, и тому подобное. То, что множество физиологических изменений, связанных с эмоциями, проявляются в активации вегетативной нервной системы, имеет важное прикладное значение: в клинической и научно-исследовательской практике широко используются такие её параметры, как артериальное давление, пульс, дыхание, реакция зрачков, состояние кожных покровов (в том числе, элевация волос кожи), активность желез внешней секреции, уровеньглюкозы в крови. До того, как эмоции проявятся в сознании (на уровне коры головного мозга), информация от внешних рецепторов обрабатывается на уровне подкорки, гипоталамуса, гиппокампа, достигая поясной извилины. Система гипоталамуса и миндалины обеспечивают реакцию организма на уровне простейших, базовых форм поведения.[3]

Еще Чарльз Дарвин, характеризуя эмоции в эволюционном плане, обратил внимание на их связь синстинктивными формами поведения. Как он показал, мимические реакции свойственны даже детям, слепым от рождения. Такие базовые проявления эмоций носят врожденный характер и свойственны не только человеку, но и высшим животным -- приматам, собакам и другим.[4]

Мимическая обратная связь

Эмоции и стресс

Слишком сильные эмоции, не зависимо от их валентности, являются стрессорами -- утомляют организм и вводят его в состояние стресса. При продолжительном воздействии это приводит к различным проблемам, в том числе и физиологическим.

Формулы эмоций

Широкое признание приобрела созданная советским психофизиологом Павлом Васильевичем Симоновым формула, в краткой символической форме представляющая совокупность факторов, влияющих на возникновение и характер эмоции.

Э П Ин-Ис

где Э -- эмоция, её степень, качество и знак; П -- сила и качество актуальной потребности; (Ин-Ис) -- оценка вероятности (возможности удовлетворения потребности на основе врожденного и онтогенетического опыта; Ин -- информация о средствах, прогностически необходимых для удовлетворения потребности; Ис -- информация о существующих средствах, которыми реально располагает субъект.

Эта формула не применяется для получения конкретных количественных значений, а только для иллюстрации самого принципа формирования положительных или отрицательных эмоций различной силы.[5]

Формула К. В. Анохина

В формуле Симонова фигурирует величина Ин -- информация о средствах, прогностически необходимых для удовлетворения потребности. Это означает, что потребность еще не удовлетворена, то есть ситуация по удовлетверению потребности еще не завершилась. Эмоции, возникающие до завершения ситуации называются предшествующими. Таким образом формула Симонова применима, в лучшем случае, только к предшествующим эмоциям.