Концепции современного естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Концепции современного естествознания

гелиоцентрический энтропия загрязнение среда

1. Определите понятия: культура, наука. Каково место науки в системе культуры

"Культура" в современном социо-гуманитарном знании -- открытая категория. В самом широком смысле Культура понимается как оппозиция Природе. Природа и Культура соотносятся как "естественное" и "искусственное". По мысли известного американского социолога русского происхождения Питирима Сорокина (1889-1968) культура есть "надприродное" явление. Наука, возникающая из естественной культурной потребности человека познать окружающую действительность, становится одним из самых эффективных механизмов "выхода человека" из мира естественного в мир искусственный (т.е. культурный) или преобразования мира естественного в соответствии со своими потребностями в культурную реальность.

Категория "культура" обозначает содержание общественной жизни и деятельности людей, представляющие собой биологически ненаследуемые, искусственные, созданные людьми объекты (артефакты). Под культурой понимается организованные совокупности материальных объектов, идей и образов; технологий их изготовления и оперирования ими; устойчивых связей между людьми и способов их регулирования; оценочных критериев, имеющихся в обществе. Это созданная самими людьми искусственная среда существования и самореализации, источник регулирования социального взаимодействия и поведения."¹

Таким образом, культуру можно представить в единстве трёх её неразрывно связанных аспектов: способов социо-культурной деятельности человека, результатов этой деятельности и степени развитости личности.

Социо-культурная деятельность человека включает в себя экономическую, политическую, художественную, религиозную, научную, нравственную, правовую, технико-промышленную, коммуникативную, экологическую и т.д. Эти виды деятельности присущи всем культурам во все времена. Однако формы и способы социо-культурной деятельности неодинаковы в различных культурах и культурных эпохах (технический уровень культур древних цивилизаций, античности, средневековья, современности; виды транспорта, способы обработки металла, технология изготовления одежды и т.д.). В этом смысле культура выступает как система внебиологически обретённых и внебиологически наследуемых форм человеческой деятельности, совершенствующихся в социо-культурном процессе.

Технологический аспект культуры занимает в ней значительное место. В зависимости от типов объектов, на создание которых они направлены, технологии подразделяются, во-первых, на продуцирующие и транслирующие символы, во-вторых, на созидающие физические объекты, и, в-третьих, на организующие системы социального взаимодействия.

В ходе совершенствования способов деятельности идёт становление, функционирование и развитие человеческой личности. Причём, личность одновременно выступает, во-первых, объектом культурного воздействия, то есть усваивает культуру в процессе своей деятельности; во-вторых, субъектом культурного творчества, так как в той или иной форме включена в процесс созидания культуры; и, в-третьих, личность является носителем и выразителем культурных ценностей, поскольку её жизнедеятельность развёртывается в определённой культурной среде.

Материальные и духовные результаты социо-культурной деятельности выступают не только как определённые достижения (ценности), но и как негативные последствия этой деятельности (экологические катастрофы, геноцид, военные бедствия и т.п.). История культуры -- это история не только приобретений, но и потерь. В культуре представлены как прогрессивные, так и реакционные явления. Более того, основания оценки со временем меняются, а сами ценности девальвируются.

Результаты человеческой деятельности проявляются как в специализированных областях культуры, где аккумулируются, накапливаются конкретные ценности, так и на уровне обыденной культуры, культуры повседневности. Можно сказать, что бытие культуры реализуется как бы в двух планах: высоком, специальном, элитарном, и обыденном, повседневном, массовом. Культура человечества проявляет себя в единстве и многообразии. Различие когда-либо существовавших и существующих сегодня культур обусловлены, в частности, пространственно-временными характеристиками, которые порождают разнообразие жизненных форм отдельных народов.

Понятие культуры может употребляться в нескольких значениях. Во-первых, оно может служить для обозначения какой-либо конкретной культурно-исторической общности, характеризуемой определёнными пространственно-временными параметрами (первобытная культура, культура Древнего Египта, культура Возрождения, культура Средней Азии и т.п.). Во-вторых, термин культура используется для обозначения специфики жизненных форм отдельных народов (этнические культуры). В-третьих, под культурой может пониматься некоторое' обобщение, модель, построенная по определённому принципу. Культурные модели создаются исследователями как некие идеальные типы в целях более глубокого изучения культуры на основе обобщения исторического материала, выявления форм жизнедеятельности культуры и её элементов. Они часто применяются при классификации культур. В таком смысле термин культура использовался Я. Бахофеном, Н.Я. Данилевским, О. Шпенглером, М. Вебером, А. Тойнби, П. Сорокиным и др. Культурные модели могут создаваться не только на уровне целого, но и на уровне элементов: политическая культура, правовая культура, художественная культура, профессиональная культура и т.п.

Мы можем говорить о целостности культуры в том смысле, что она есть явление чисто человеческое, то есть развивающееся вместе с человеком и благодаря его творческим усилиям. Люди, именно потому, что они люди, во все времена и, несмотря на все различия природно-географической среды ставят перед собой одни и те же вопросы, пытаются решить одни и те же задачи, обустраивая свою жизнь на Земле. Раскрытие тайн природы, поиски смысла жизни, творческие порывы, стремление к гармонии человеческих взаимоотношений, общие для всех времён и народов, -- вот далеко не полный перечень тех оснований, на которых базируется целостность культуры и единство мирового социо-культурного процесса.

В ходе этого процесса происходят изменения в самой культуре. Её ценностная основа обновляется, становится более гибкой, формируются новые смыслы и образы, развивается язык и т.п. С течением времени изменяются источники культуры, они осознаются каждым новым поколением как более глубокие и древние, сакрализуются, то есть освящаются религиозной традицией, сохраняется их преемственность.

Кроме того, с течением времени внутри культуры происходит дифференциация, в результате возникают её отдельные сферы, требующие новых средств самовыражения, нового духовного и практического опыта. Так родилась живопись, музыка, театр, архитектура, философия, наука. Сегодня мы тоже становимся свидетелями дифференциации культуры: рождаются новые виды искусства -- голография, светомузыка, компьютерная графика; появляются новые отрасли научного знания.

В этом смысле культура выступает в качестве механизма последовательной выработки, закрепления и трансляции ценностей, как баланс сочетания непрекращающейся модернизации с предельно высокой степенью преемственности. Причём, сохранение есть непреложный закон цивилизованности, обуславливающий естественно-историчность человеческой деятельности.

Культура -- это явление, органичное жизни человечества, её смысл определяется творческими усилиями человека по созданию "нового мира", "второй природы", или, как считал русский учёный Владимир Иванович Вернадский (1863-1945), "ноосферы", то есть сферы человеческой мысли и разума, неподвластных тлению и смерти.

Наука - особый вид познавательной деятельности, направленной на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о мире. Взаимодействует с другими видами познавательной деятельности: обыденным, художественным, религиозным, мифологическим, философским постижением мира. Наука ставит своей целью выявить законы, в соответствии с которыми объекты могут преобразовываться в человеческой деятельности. Поскольку в деятельности могут преобразовываться любые объекты - фрагменты природы, социальные подсистемы и общество в целом, состояния человеческого сознания и т.п., постольку все они могут стать предметами научного исследования.

Наука изучает их как объекты, функционирующие и развивающиеся по своим естественным законам. Она может изучать и человека как субъекта деятельности, но тоже в качестве особого объекта. Предметный и объективный способ рассмотрения мира, характерный для науки, отличает ее от иных способов познания. Например, в искусстве отражение действительности происходит как своеобразная склейка субъективного и объективного, когда любое воспроизведение событий или состояний природы и социальной жизни предполагает их эмоциональную оценку. Отражая мир в его объективности, наука дает лишь один из срезов многообразия человеческого мира. Поэтому она не исчерпывает собой всей культуры, а составляет лишь одну из сфер, которая взаимодействует с другими сферами культурного творчества - моралью, религией, философией, искусством и т.д.

Признак предметности и объективности знания выступает важнейшей характеристикой науки, но он еще недостаточен для определения ее специфики, поскольку отдельные объективные и предметные знания может давать и обыденное познание. Но в отличие от него наука не ограничивается отражением только тех объектов, их свойств и отношений, которые в принципе могут быть освоены в практике соответствующей исторической эпохи. Она способна выходить за рамки каждого исторически определенного типа практики и открывать для человечества новые предметные миры, которые могут стать объектами практического освоения лишь на будущих этапах развития цивилизации. В свое время Г. Лейбниц характеризовал математику как науку о возможных мирах. В принципе эту характеристику можно отнести к любой фундаментальной науке. Электромагнитные волны, ядерные реакции, когерентные излучения атомов были вначале открыты в физике, и в этих открытиях потенциально был заложен принципиально новый уровень технологического развития цивилизации, который реализовался значительно позднее (техника электродвигателей и электрогенераторов, радио- и телеаппаратура, лазеры и атомные электростанции и т.д.).

Постоянное стремление науки к расширению поля изучаемых объектов безотносительно к сегодняшним возможностям их массового практического освоения, выступает тем системообразующим признаком, который обосновывает другие характеристики науки, отличающие ее от обыденного познания. Прежде всего - это отличие по их продуктам (результатам). Обыденное познание создает конгломерат знаний, сведений, предписаний и верований, лишь отдельные фрагменты которого связаны между собой.

Истинность знаний проверяется здесь непосредственно в наличной практике, так как знания строятся относительно объектов, которые включены в процессы производства и наличного социального опыта. Но поскольку наука постоянно выходит за эти рамки, она лишь частично может опереться на наличные формы массового практического освоения объектов. Ей нужна особая практика, с помощью которой проверяется истинность ее знаний. Такой практикой становится научный эксперимент. Часть знаний непосредственно проверяется в эксперименте. Остальные связываются между собой логическими связями, что обеспечивает перенос истинности с одного высказывания на другое. В итоге возникают присущие науке характеристики: системная организация, обоснованность и доказанность знания. Далее наука, в отличие от обыденного познания, предполагает применение особых средств и методов деятельности. Она не может ограничиться использованием только обыденного языка и тех орудий, которые применяются в производстве и повседневной практике. Кроме них, ей необходимы особые средства деятельности - специальный язык (эмпирический и теоретический) и особые приборные комплексы. Именно эти средства обеспечивают исследование все новых объектов, в том числе и тех, которые выходят за рамки возможностей наличной производственной и социальной практики. С этим же связаны потребности науки в постоянной разработке специальных методов, обеспечивающих освоение новых объектов безотносительно к возможностям их сегодняшнего практического освоения.

Метод в науке часто служит условием фиксации и воспроизводства объекта исследования; наряду со знанием об объектах, наука систематически развивает знание о методах. Наконец, существуют специфические особенности субъекта научной деятельности. Субъект обыденного познания формируется в самом процессе социализации. Для науки же этого недостаточно - требуется особое обучение познающего субъекта, которое обеспечивает его умение применять свойственные науке средства и методы при решении ее задач и проблем. Кроме того, систематические занятия науки предполагают усвоение особой системы ценностей. Фундаментом выступают ценностные установки на поиск истины и на постоянное наращивание истинного знания. На базе этих установок исторически развивается система идеалов и норм научного исследования. Эти ценностные установки составляют основание этики науки, запрещающей умышленное искажение истины в угоду тем или иным социальным целям и требующей постоянной инновационной деятельности, вводя запреты на плагиат. Фундаментальные ценностные установки соответствуют двум фундаментальным и определяющим признакам науки: предметности и объективности научного познания и ее интенции на изучение все новых объектов, безотносительно к наличным возможностям их массового практического освоения.

Наука, как следует из всего вышесказанного является важнейшим элементом культуры. Наука включает в себя как специфическую деятельность по получению нового знания, так и результат этой деятельности - сумму полученных к данному моменту научных знаний, образующих в совокупности научную картину мира. Непосредственные цели науки - описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности. Результат научной деятельности, как правило, представлен в виде теоретических описаний, схем технологических процессов, сводок экспериментальных данных, формул и т.д. и т.п. В отличие от других видов деятельности, где результат известен заранее, наука дает приращение знания, т.е. ее результат принципиально нетрадиционен. Например, от искусства, как другого важнейшего элемента культуры, ее отличает стремление к логическому, максимально обобщенному, объективному знанию. Часто искусство характеризуют как "мышление в образах", наука же есть "мышление в понятиях". Тем самым подчеркивают, что искусство опирается на чувственно-образную сторону творческих способностей человека, а наука на понятийно-интеллектуальную. Это не означает существование непроходимых граней между наукой и искусство, равно как между наукой и другими феноменами культуры.

2. Материя и её свойства. Формы движения материи

Проблема определения сущности материи весьма сложна. Сложность заключается в высокой степени абстрактности самого понятия материи, а также в многообразии различных материальных объектов, форм материи, ее свойств и взаимообусловленностей. В связи с этим перед философией и другими науками стоит множество вопросов: Что такое материя? Как развивались представления о ней? Как соотнести с понятием материи бесконечное множество конкретных предметов, вещей? Какими свойствами она обладает? Вечна ли и бесконечна материя? Что является причиной ее изменения? Какие виды материи известны в настоящее время? Как осуществляется взаимный переход одних видов материи и форм ее движения в другие? На основе каких законов это происходит? Наконец, каким образом возникло такое свойство материи, как сознание?

Обращая свое внимание на окружающий нас мир, мы видим совокупность разнообразных предметов, вещей. Эти предметы обладают самыми различными свойствами. Одни из них имеют большие размеры, другие - меньшие, одни просты, другие - более сложны, одни постигаемы достаточно полно непосредственно чувственным образом, для проникновения в сущность других необходима абстрагирующая деятельность нашего разума. Отличаются эти предметы и по силе своего воздействия на наши органы чувств.

Однако при всей своей многочисленности и разнообразии самые различные предметы окружающего нас мира имеют один общий, если так можно выразиться, знаменатель, позволяющий объединить их понятием материи. Это общее есть независимость всего многообразия предметов от сознания людей. В то же время это общее в бытии различных материальных образований является предпосылкой единства мира. Однако заметить общее в самых различных предметах, явлениях, процессах - задача далеко не простая. Для этого нужна определенная система сложившихся знаний и развитая способность к абстрагирующей деятельности человеческого разума. Поскольку знания есть продукт приобретенный, причем накапливаемый постепенно, в течение длительного времени, то многие суждения людей о природе и обществе первоначально носили весьма неотчетливый, приближенный, а порой и просто неверный характер. В полной мере это относится и к определению категории материи.

Материя - это бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Материя включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента. Весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материя в её бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми её свойствами, связями и отношениями.

Материя обладает множеством свойств. Кратко перечислим наиболее общие из них. К их числу относятся, в первую очередь, движение, пространство и время, являющиеся атрибутами материи, т.е. тем, что обеспечивает их бытие. Далее. Материя вечна и бесконечна. Это означает, что она никогда не имела начала во времени и пространстве и не будет иметь конца. Принцип неуничтожимости и несотворимости материи и движения является следующим свойством материи. Этот принцип конкретно реализуется в многочисленных законах сохранения. Важным свойством материи является способность к взаимопревращению различных видов материи друг в друга. Отсюда следует, что отдельные виды материи могут исчезнуть, но при этом в определенном количественном соотношении появляются другие ее виды. И этот процесс бесконечен. О свойстве неисчерпаемости материи мы уже говорили.

Наконец, материя характеризуется противоречивостью, единством прерывного и непрерывного, единством конечного и бесконечного, абсолютностью и относительностью и т.д.

Изучая свойства материи, можно заметить их неразрывную диалектическую взаимосвязь. Одни свойства взаимообусловливают другие ее свойства.

Материя имеет и сложное структурное строение. На основе достижений современной науки мы можем указать некоторые ее виды и структурные уровни. Известно, что до конца XIX в. естествознание не шло дальше молекул и атомов. С открытием радиоактивности электронов начался прорыв физики в более глубокие области материи. Причем, подчеркнем еще раз, принципиально новым при этом является отказ от абсолютизации каких-то первокирпичиков, неизменной сущности вещей. В настоящее время физикой открыто множество различных элементарных частиц. Оказалось, что каждая частица имеет свой антипод - античастицу, имеющую с ней одинаковую массу, но противоположный заряд, спин и т.д. Нейтральные частицы также имеют свои античастицы, отличающиеся противоположностью спина и других характеристик. Частицы и античастицы, взаимодействуя, "аннигилируют", т.е. исчезают, превращаясь в другие частицы. Например, электрон и позитрон, аннигилируя, превращаются в два фотона.

Симметричность элементарных частиц позволяет высказать предположение о возможности существования антимира, состоящего из античастиц, антиатомов и антивещества. Причем все законы, действующие в антимире, должны быть аналогичными законам нашего мира.

Общее количество частиц, включая и так называемые "резонансы", временной промежуток жизни которой чрезвычайно мал, достигает сейчас приблизительно цифры 3ОО. Предсказывается существование гипотетических частиц - кварков, имеющих дробный заряд. Кварки пока не открыты, но без них невозможно удовлетворительно объяснить некоторые квантово-механические явления. Не исключено, что в недалеком будущем это теоретическое предсказание найдет экспериментальное подтверждение.

Систематизируя известные сведения о строении материи, можно указать следующую ее структурную картину.

Во-первых, следует выделить три основных вида материи, к которым относятся: вещество, антивещество и поле. Известны электромагнитные, гравитационные, электронные, мезонные и др. поля. Вообще говоря, с каждой элементарной частицей связано соответствующее ей поле. К веществу относятся элементарные частицы (исключая фотоны), атомы, молекулы, макро-и мегатела, т.е. все то, что имеет массу покоя.

Все указанные виды материи диалектически взаимосвязаны между собой. Иллюстрацией этого является открытие в 1922 г. Луи де Бройлем двойственного характера элементарных частиц, которые в одних условиях обнаруживают свою корпускулярную природу, а в других - волновые качества.

Во-вторых, в самом общем виде можно выделить следующие структурные уровни материи:

1. Элементарные частицы и поля.

2. Атомно-молекулярный уровень.

3. Все макротела, жидкости и газы.

4. Космические объекты: галактики, звездные ассоциации, туманности и т.д.

5. Биологический уровень, живую природу.

6. Социальный уровень - общество.

Каждый структурный уровень материи в своем движении, развитии подчиняется своим специфическим законам. Так, например, на первом структурном уровне свойства элементарных частиц и полей описываются законами квантовой физики, которые носят вероятностный, статистический характер. Свои законы действуют в живой природе. По особым законам функционирует человеческое общество. Имеется целый ряд законов, действующих на всех структурных уровнях материи (законы диалектики, закон всемирного тяготения и др.), что является одним из свидетельств неразрывной взаимосвязи всех этих уровней.

Всякий более высокий уровень материи включает в себя более низкие ее уровни. Например, атомы и молекулы включают в себя элементарные частицы, макротела состоят из элементарных частиц, атомов и молекул. Однако материальные образования на более высоком уровне не являются просто механической суммой элементов низшего уровня. Это качественно новые материальные образования, со свойствами, коренным образом отличающимися от простой суммы свойств составных элементов, что и находит свое выражение в специфике законов, описывающих их. Известно, что атом, состоящий из разнородно заряженных частиц, нейтрален. Или классический пример. Кислород поддерживает горение, водород горит, а вода, молекулы которой состоят из кислорода и водорода, гасит огонь. Далее. Общество есть совокупность отдельных людей - био-социальных существ. Вместе с тем общество несводимо ни к отдельному человеку, ни к некоторой сумме людей.

В-третьих, исходя из приведенной выше классификации, можно выделить три различных сферы материи: неживую, живую и социально-организованную - общество. Выше мы рассматривали эти сферы в иной плоскости. Дело в том, что всякая классификация относительна, а поэтому в зависимости от потребностей познания можно давать самую различную классификацию уровней, сфер и т.д., отражающих сложную, многогранную структуру материи. Подчеркнем, что избранное то или иное основание классификации есть лишь отражение многообразия самой объективной реальности. Можно выделить микро-, макро- и мегамир. Этим классификация структуры материи не исчерпывается, возможны и другие подходы к ней.

Формы движения материи - основные типы движения и взаимодействия материальных объектов, выражающие их целостные изменения. Каждому телу присуще не одна, а ряд форм движения материи. В научной классификации форм движения материи необходимо учитывать:

· специфику материальных объектов - носителей движения;

· наличие общих законов для данной формы движения;

· закономерности исторического развития материи и движения от простейших до наиболее сложных форм.

В соответствии с этими требованиями и данными современной науки выделяются три основных группы форм движения материи:

· в неорганической природе;

· в живой природе;

· в обществе.

В каждой из групп имеется множество форм движения материи, что связано о неисчерпаемостью материи.

К формам движения материи неорганической природы относятся: пространственное перемещение; движение элементарных частиц и полей - электромагнитные, гравитационные, сильные и слабые взаимодействия, процессы превращения элементарных частиц и др.; движение и превращение атомов и молекул, включающее в себя химическую форму движения материи; изменения в структуре макроскопических тел - тепловые процессы, изменение агрегатных состояний, звуковые колебания и др.; геологические формы движения материи; изменение космических систем различных размеров: планет, звезд, галактик и их скоплений.

Формы движения материи в живой природе - совокупность жизненных процессов в организмах и в надорганизменных системах: обмен веществ, процессы отражения, саморегуляции, управления и воспроизводства, различные отношения в биоценозах и др. экологических системах, взаимодействие всей биосферы с природными системами Земли и о обществом. Все внутрибрганизменные биологические формы движения материи направлены на обеспечение сохранения организмов, поддержание стабильности внутренней среды в меняющихся условиях существования. Надорганиэменные формы движения материи выражают отношения между представителями различных видов в экосистемах и определяют их численность, зону распространения (ареал) и эволюцию.

Общественные формы движения материи включают в себя многообразные проявления сознательной деятельности людей, все высшие формы отражения и целенаправленного преобразования действительности. Высшие формы движения материи исторически возникают на основе относительно низших и включают их в себя в преобразованном виде - в соответствии со структурой и законами развития более сложной системы. Между ними существует единство и взаимное влияние. Но высшие форм движения материи качественно отличны от низших и несводимы к ним. Раскрытие взаимоотношения между формами движения материи имеет огромное значение для понимания единства мира, исторического развития материи, для познания сущности сложных явлений и практического управления ими.

Совершенные формы говорят не об одной форме движения, а о группе форм движения материи:

· группа фазовых форм движения (от электрических частиц до макротел);

· группа химических форм, где присутствует любой температурный режим, за пределами которого происходят изменения атомов,

· биологические формы - белково-нуклеидовые движения, вода присутствует так, как растворима;

· группа социальных движений: развитие производственных сил, изменение политического строя и т. д.

Таким образом, современный взгляд на формы движения материи характеризуется живой природой и социально-организованными процессами. Между всеми формами движения материи существует взаимосвязь. Высшие биологические и социальные формы движения возникли из низших, поэтому изучать вещи необходимо с учетом всех групп форм движения материи. Движение - это сущность бытия материи.

3. Энтропия, информация, энергия: их соотношение и связь

Энергия - способность к совершению работы, а работа совершается, когда на объект действует физическая сила (такая, как давление или гравитация ). Согласно формуле , работа равна произведению силы на расстояние, на которое переместился объект. Попросту говоря, работа - это энергия в действии.

В нашем работающем мире основой всего является энергия, без нее и не будет совершаться работа. Когда энергия имеется в наличии и может быть использована, любой объект будет совершать работу - иногда созидательную, иногда разрушительную.

Мир наполнен энергией, которая может быть использована для совершения работы разного характера. Энергия может находиться в людях и животных, в камнях и растениях, в ископаемом топливе, деревьях и воздухе, в реках и озерах. Однако самыми большими резервуарами накопленной энергии являются океаны огромные пространства беспрерывно перемещающихся водных потоков, покрывающих около 71 % всей земной поверхности.

Равновесная термодинамика занимается процессами взаимопревращения различных видов энергии. Ею установлено, что взаимные превращения тепла и работы неравнозначны. Работа может полностью превратиться в тепло трением или другими способами, а вот тепло полностью превратить в работу принципиально невозможно. Это означает, что во взаимопереходах одних видов энергии в другие существует выделенная самой природой направленность - "стрела оптимальности"!

Знаменитое второе начало термодинамики в формулировке немецкого физика Р. Клаузиуса звучит так: «Теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему».

Закон сохранения и превращения энергии (первое начало термодинамики) в принципе не запрещает такого перехода, лишь бы количество энергии сохранялось в прежнем объеме.

Но в реальности такого никогда не происходит. Вот эту-то односторонность, однонаправленность перераспределения энергии в замкнутых системах и подчеркивает второе начало. Для отражения этого процесса в термодинамику было введено новое понятие - энтропия. Под энтропией стали понимать меру беспорядка системы.

Поэтому более точная формулировка второго начала термодинамики приняла такой вид: «При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает».

Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это -- наиболее простое состояние системы, или состояние термодинамического равновесия, при котором движение частиц хаотично.

Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно полному хаосу.

Общий итог достаточно печален: необратимая направленность процессов преобразования энергии в изолированных системах рано или поздно приведет к превращению всех видов энергии в тепловую, которая рассеется, т.е. в среднем равномерно распределится между всеми элементами системы, что и будет означать термодинамическое равновесие, или полный хаос.

Однако живая природа почему-то стремится прочь от термодинамического равновесия и хаоса. Такая явная «нестыковка» законов развития неживой и живой природы по меньшей мере удивляла.

Удивление это многократно возросло после замены модели стационарной Вселенной на модель развивающейся Вселенной, в которой ясно просматривалось нарастающее усложнение организации материальных объектов - от элементарных и субэлементарных частиц в первые мгновения после Большого взрыва до наблюдаемых ныне звездных и галактических систем.

Ведь если принцип возрастания энтропии столь универсален, как же могли возникнуть такие сложные структуры? Случайным «возмущением» в целом равновесной Вселенной их уже не объяснить. Стало ясно, что для сохранения непротиворечивости общей картины мира необходимо постулировать наличие у материи в целом не только разрушительной, но и созидательной тенденции. Материя способна осуществлять работу и против термодинамического равновесия, самоорганизовываться и самоусложняться.

Закономерность структурно-функциональной ограниченности и замкнутости порождают периодичные циклы эволюции систем любой природы. Это означает, что "Последний элемент становится Первым", но уже другой вышестоящей (или нижестоящей) системы. Эти закономерности, вытекающие из свойств Единого Закона эволюции «Ян-Инь» порождают самонормирование собственных пространств систем. В этом случае эволюция "единичной" системы более высокого порядка может осуществляться по таким же правилам, как и во всех предшествующих системах, по образу и подобию.

Данное явление носит название принципа самонормировки (относительности), отражающего ограниченность собственного пространства любой системы, независимо от природы, и приводящего к периодичности проявления их свойств. Система достигнув наивысшей сложности, в силу закономерности функциональной и структурной ограниченности сворачивается в точку (0-мерное собственное пространство). Происходит естественная нормировка собственного пространства системы ("И Последний становится Первым").

Сущность самонормировки самым естественным образом вытекает из законов сохранения симметрии (законов сохранения взаимодополнительности).

Этот принцип отражает закономерность преемственности развития материи уже не на внутрисистемном, а на межсистемном уровне. Появляется принципиальная возможность сравнивать между собой системы самой разной природы. Природа, используя механизмы самонормировки, порождает самый фантастический феномен - информацию. Информация, характеризуя реальные свойства об окружающем мире, об отражаемых в ней реальных объектах, чаще всего оказывается «зазеркальной» величиной. Информация, отражая в себе свойства Объекта, не является Объектом. Она отражает законы взаимодействия между Объектом и Субъектом, законы ее самоорганизации, включая принцип самонормировки.

Заметим, что принцип самонормировки (относительности) не является в науке новым. Он широко используется в самых разных научных приложениях. Так, в физике, в квантовой теории поля, широко используются понятия "процедур самосогласованных перенормировок" (ренормализационные группы). В математике преобразования, обладающие подобными свойствами называются группой. В математике этот принцип в той или иной мере используется всегда, когда возникает проблема "порочного круга", когда "последний замыкается на первый".

Принцип самонормировки позволяет осознать, что в мироздании самое большое число - это Единица. Все остальные числа, характеризуя внутреннюю структуру Единицы, выражаются в относительных долях от Единицы. Его Величество БИТ - самое большое число, которое может вмещать в себя всю Вселенную (Информация). Бит несет в себе принцип построения сверхпамяти (Генная память). Об универсальности Единицы очень убедительно пишет и Ю.Г. Бондаренко в своей книге "Всеобщие законы мироздания". Самонормировка приводит к рождению относительных величин (параметров, констант и т.д.), т.е. все параметры и константы будут выполнять свои функции только в рамках собственного пространства. Принцип относительности -это самое фундаментальное следствие принципа самонормировки. Этот принцип породил теорию относительности А. Эйнштейна.

Взаимосвязь понятий энергия и энтропия рассмотрим на примере жизненного цикла башни Останкинского телецентра. В 1964-67 гг. развернулось ее строительство. За три года была смонтирована ее сложная конструкция. Как она выглядит в свете ТД-парадигмы? Как сложная система потенциальных энергий в поле тяготения Земли.

Каждый ее блок, каждый ее элемент размещается на своей высоте и имеет свою потенциальную энергию - произведение массы на ускорение силы тяжести и на высоту. И вся эта система прямо-таки жаждет прийти в состояние ТД-равновесия. И в свое время придет. Но пока механическое равновесие конструкции этому препятствует. На это равновесие, собственно, и работает вся конструкция, рассчитанная на 200 лет эксплуатации. А потом? Потом за дело возьмутся подрывники, из окрестных домов на всякий случай эвакуируют жителей, а башня будет свалена на заранее подготовленный участок. Вот тут-то она и устремится к столь желанному ТД-равновесию! Во-первых, кинетическая энергия ее падения будет в точности равна той работе, которую в 1964-67 гг. проделали механизмы для ее возведения. Так проявит себя первое начало ТД - закон сохранения энергии. И это превращение потенциальной энергии в кинетическую приведет к полному разрушению конструкции. Руины - вот что такое ТД-равновесие, к которому изначально стремится Останкинская телебашня, как и любая постройка. Сложная и упорядоченная система потенциальных энергий превратится в хаотическую груду мусора, который придется вывозить не один месяц. И пустить события в обратном порядке можно будет лишь в кинотрюке. Так проявит себя второе начало ТД: высвобождение потенциальной энергии сопровождается необратимыми разрушительными (деструктивными) процессами в ТД-системе.

В случае разрушения строительных конструкций второе начало ТД заявляет о себе зримо, наглядно. Но то же самое имеет место во всех процессах, в которых оно действует. Необратимо срабатывается э.д.с. гальванической батареи, которую после этого остается лишь выбросить. Необратимо "выдыхается" гроза, когда многочисленные молнии выравнивают неизмеримо более сложную невидимую организацию электрических потенциалов в атмосфере. Необратимо срабатывается разность концентраций, когда капля чернил диффузионно расплывается в стакане воды. Необратимо остывает нагретый предмет, отдав свое тепло воздуху. Животные и человек извлекают энергию из органической пищи, но при этом необратимо разрушаются ее сложные биологические структуры. Во всех подобных случаях имеет место нивелировка, выравнивание потенциалов самой разной физической природы, после чего дальнейшее течение того или иного потока становится невозможным. Будь этот поток механическим движением системы в поле тяготения, потоком тепла, электрическим током, диффузионным потоком вещества. И во всех таких случаях становится максимальной энтропия системы - неразлучная тень энергии, показатель ее обесценивания, срабатывания ее движущих потенциалов.

В феноменологической ТД четко фиксировался рост энтропии в необратимых процессах, но глубинного смысла этого параметра она не понимала. Такое понимание пришло лишь в кинетической теории тепла.

Суть его поможет понять достаточно простая модель. Представим себе семь кубиков, каждый своего цвета. Поставив их друг на друга, мы получим аналог механически устойчивой строительной конструкции в поле тяготения. Подобно той же телебашне, она достаточно упорядочена. Подобно ей, она стремится к ТД-равновесию. Собирая эту нехитрую конструкцию, мы проделали определенную работу, и в точности такая энергия освободится при ее разрушении. Степень упорядоченности конструкции можно оценить количественно. Столькими способами можно построить конструкцию из семи разноцветных кубиков. Теперь дернем за нижний кубик - и вся конструкция устремится в состояние ТД-равновесия. Обратно "восстать из руин" она без нашей помощи может лишь в кинотрюке. Кубики беспорядочно разбросаны по столу. Система пришла в состояние минимума потенциальной энергии. Площадь возможного разброса кубиков составляет примерно 7х7 длины их ребер. Очевидно, что на этой площади число всевозможных комбинаций возрастет в десятки раз по сравнению с числом 6040, но энергетическое состояние системы кубиков останется тем же самым. Это и есть наглядный аналог роста энтропии - параметра, который прямо отражает степень упорядоченности ТД-системы.

4. Гелиоцентрическая система мира Н. Коперника и её отличие от гелиоцентрической модели К. Птоломея

Одним из наиболее значительных достижений естествознания эпохи Возрождения было создание польским астрономом Николаем Коперником (1473-1543) гелиоцентрической системы мира. Основные идеи, положенные в основу этой системы, состоят в следующем: Земля не является неподвижным центром мира, а вращается вокруг своей оси и одновременно вокруг Солнца, находящегося в центре мира. Это открытие произвело поистине революционный переворот, так как опровергло существовавшую более тысячи лет картину мира, основанную на геоцентрической системе Аристотеля-Птолемея, в которой в центре мира находится Земля, а орбиты Солнца, Луны и планет изображаются кругами. Вот почему и сегодня при упоминании о любом значительном изменении употребляют выражение “коперниканская революция”. Когда немецкий философ XVIII в. И. Кант оценивал изменения, осуществленные им в теории познания, то и он называл их “коперниканской революцией”. Успехи в развитии естествознания в немалой степени определили и характер философских размышлений. Ведущим направлением философской мысли XVI в. становится натурфилософия, а центральное место в кругу рассматриваемых проблем отводится проблеме бесконечного. Переход от представлений о замкнутом мире к концепции бесконечной Вселенной означал радикальный пересмотр всей системы онтологических воззрений.

5. Основные источники загрязнения окружающей среды в г. Красноярске и их влияние на здоровье людей

Специалисты Cреднесибирского управления гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды (УГМС) считают, что, начиная с 2001 года, изменение уровня загрязнения окружающей среды в Красноярске определяют климатические условия, рост городского автопарка и все увеличивающиеся объемы городского строительства.

На фоне общего снижения уровня загрязнения окружающей среды сам показатель по-прежнему характеризуется как высокий: среднестатистический уровень предельно допустимой концентрации пыли в атмосфере Красноярска в 2 раза превышает нормативы.

Наблюдения показывают, что идет увеличение уровня загрязнения воздуха по тем ингредиентам, которые можно отнести только к автотранспорту. Это диоксид азота и формальдегиды.

При этом уровень еще одной составляющей автомобильных выбросов -- бензапирена - показывает, что именно увеличение численности автомобилей в городе приводит увеличению содержания в атмосфере этого вредного вещества. Также бензапирен выделяется в результате работы промышленных предприятий, ТЭЦ, печного отопления.

Самую большую угрозу для здоровья красноярцев представляют оксиды углерода и серы, а также электромагнитное излучение, источников которого в Красноярске насчитывается 106 штук, а всего в крае таковых около 10 тысяч. Вызывает опасение у специалистов и естественное излучение: Красноярск, как известно, находится в радоноопасной зоне, также как Шарыпово, Уяр и еще ряд населенных пунктов. В целом, докладчик отметил, что Красноярский край стабильно входит в число наиболее неблагополучных регионов страны. Вместе с тем с 1990 года, благодаря внедряемым технологиям, предприятия Красноярского края вдвое увеличили затраты на экологическое оборудование, соответственно, в два раза сократились выбросы в атмосферу.

Список литературы

1. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания. / С.-Пб.: «Лань», 2000.

2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М.: «Центр».

3. Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания. - М.: «Высшая школа», 1998.

4. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: «ЮКЭА», 1997.

5. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. - М.:«Культура и спорт», 1997.

6. Концепции современного естествознания. / Лавриненко В.Н., Ратников В.П. - М.: «Культура и спорт», 1997.

7. Концепции современного естествознания / Басаков М.И., Голубинцев В.О., Зарубин А.Г. и др. - Ростов-на-Дону: «Феникс», 1999.

8. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. , «Гардарики», 1999.

9. Основы современного естествознания. / Тихомиров А.А., Лопатин В.Н. -Новосибирск: «Наука», 1998.

10. Потеев М.И. Концепции современного естествознания. / С.-Пб.: «Питер», 1999.

11. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. - М: «Владос», 1998.

Размещено на Allbest.ru