6. Кайнозойская эра

Эта эра в историческом развитии планеты является более кроткой. Именно в эту эпоху появился на Земле человек. С появлением человека произошло изменение характера и направление эволюции органического мира на планете.

В кайнозойскую эру произошла окончательная победа среди позвоночных млекопитающих, птиц и костистых рыб. В эту эру происходило развитие высших представителей растительного и животного мира в тесном взаимодействии.

За время палеогена и неогена сформировалось современное очертание материков океанов и морей на земле. Последний период кайнозойской эры – антропоген назван в честь человека, являющегося высшей формой развития живой материи и оказывающего на эволюцию и развитие органического мира наибольшее влияние.

24.Теория Эволюции.

Эволюция - процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые в конечном итоге приводят к изменениям коренным, качественным, завершающимся возникновением новых материальных систем, структур, форм и видов.

Причины эволюции - борьба за существование  и естественный отбор.

Инструмент  эволюции - изменчивость. При этом на первое место по значению для эволюции видов Дарвин поставил индивидуальную (неопределенную) изменчивость.

Три вида борьбы за существование:

1. Внутривидовая

2. Межвидовая

З. Борьба с неблагоприятными условиями неживой  природы.

Основные  вехи эволюционного развития организмов:

1. Появление  простейших клеток - прокариотов.

2. Появление  клеток - эукариотов.

3. Объединение клеток эукариотов с образованием многоклеточных организмов; функциональная дифференциация клеток в организмах.

4. Появление  организмов с твердыми скелетами. 

5. Возникновение  у высших животных развитой  нервной системы.

6. Формирование  мозга.

7. Формирование разума - высшей формы деятельности мозга.

8. Образование  социальной общности людей.

25.Основные представления о происхождении человека и общества(про общество нет).

Пять  основных концепций о происхождении  человека:

1.Креационизм  - человек сотворен Богом или мировым разумом.

Эта концепция возникла исторически первой, так как религия появилась задолго до науки, и первые ответы на вопросы о происхождении и сущности человека были даны именно религией.В языческих религиях, основанных на вере во множество богов, олицетворяющих силы природы, человек считается творением этих богов. Так, у бесписьменных народов, обычно обладающих развитыми тотемистическими мифами, рассказывается о том, как тотемный предок превратился в первого человека и дал начало их роду. В монотеистических религиях, таких как христианство или ислам, существует лишь единый Бог, который считается творцом мира и человека.

2. Биологическая  концепция - человек произошел  от общих с обезьянами предков  путем накопления биологических  изменений.

Предпосылки, которые  привели к формированию этой концепции, появились в эпоху Великих географических открытий, сделавших доступным для наблюдений и исследований практически весь мир. Начиная с 15 в., в мире господствовало мнение, что народы отличаются по уровню своего развития, потому что такими их создал Бог. но сначала 19в. в естествознание начинает проникать идея всеобщей связи и развития, которая в антропологии трансформировалась как представление о развитии человека, о том, что народы могут находиться на разных ступенях общественного прогресса.

Параллельно с  этими исследованиями появились  и первые научные представления о происхождении человека, являющегося результатом животного мира Земли. Впервые эти идеи были высказаны К.Линнеем, который в своей «Системе природы» отнес человека к животному миру, отвел ему место рядом с человекообразными обезьянами.

3. Трудовая  концепция - в появлении человека решающую роль сыграл труд, превративший обезьяноподобных предков в людей. Трудовая концепция отвечает на вопрос о причине превращения обезьяноподобных предков в человека. По словам Ф.Энгельса, труд создал человека.  

Таким образом, важнейшими шагами в ходе эволюции человека стали прямохождение, а также развитие руки и мозга. Они привели его к очеловечиванию. Переход к прямохождению был вызван наступлением ледникового периода. Прямохождение высвобождало передние конечности и постепенно превращало их в руку - орган трудовой деятельности.

4. Мутационная  концепция - приматы превратились  в человека вследствие мутаций и иных аномалий в природе. Человек выделился из животного мира благодаря появлению способности к труду и сознательной деятельности. Как считает современная наука, возникновение таких необычных способностей у предчеловека должно было опираться на какие-то биологические предпосылки, создавшие возможность такого скачка. На этой основе возникли предпосылки о роли мутаций у предчеловека в наследственном аппарате. Причины появлений мутаций такого рода могли быть самыми разными. Одной из причин стало влияние ближнего космоса и солнечной активности. Воздействие ближнего космоса шло по 2м направлениям: через изменение среды обитания древних обезьян, прежде всего ландшафта и климата, и через трансформацию самой жизни, проявлявшуюся через мутации, естественный отбор и борьбу за существование. В качестве еще одной причины мутаций ученые называют периодическую смену магнитных полюсов Земли. На протяжении последних 4 млн. лет северный и южный полюса менялись 4 раза. Но в период смены полюсов магнитосфера Земли, защищающая биосферу от космических лучей, намного ослабевает. Это приводит к увеличению ионизирующей радиации на 60% и в 2 раза увеличивает частоту мутаций в зародышевых клетках гоминид. В 1960-е годы ученым удалось выяснить, что источником генетических мутаций может быть не только радиация, но и стресс, запредельные нервные нагрузки.

5. Космическая концепция - человек как потомок или творение инопланетян, в силу каких-то причин попавших на Землю.

По степени  доказательства эта точка зрения стоит ближе всего к концепции  креационизма. Возникла она в 60е годы 20 в. под влиянием успехов космонавтики и растущей популярности научно-фантастической литературы. Сторонники этой концепции исходят из того, что человек на Земле появился в результате вмешательства инопланетян.

26.Генетика и эволюция. Основные тенденции развития биологии в конце 20 века.

Биология – наука о живом,его строении,формах активности,сообщствах живых организмов,их распространении и развитии,связях друг с другом и с неживой природой.

В настоящее время биология представляет собой целый комплекс наук о живой природе.

Структура:

- по объектам исследования биология подразделяется на вирусологию,бактериологию,ботанику,зоологию,антропологию.

- по свойствам проявления живого: морфология – наука о строении живых организмов;физиология – наука о функционировании организмов;молекулярная биология – микроструктуру живых тканей и клеток;экология – образ жизни растений и животных и их взаимосвязи с окружающей средой;генетика – законы наследственности и изменчивости.

- по уровню организации исследуемых живых объектов: анатомия- макроскопическое строение животных, гистология – строение тканей, цитология – строение живых клеток.

Причины выделения и быстрого развития генетики как отрасли биологической науки: 1.огромная роль,которую играет генетический материал в существовании организмов; 2.изменчивость генов, их способность к мутациям,перестройкам,что явилось решающим фактором эволюции; 3.открытие в конце 19 века определенных законов,которым подчиняется механизм наследственности,что сделало возможным целенаправленную селекцию растений и животных. Генетика – биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Ген – центральное понятие генетики,элементарная единица наследственности,характеризующаяся рядом признаков. По своему уровню ген- внутриклеточная молекулярная структура.По химическому составу – нуклеиновые кислоты,в составе которых основную роль играют азот и фосфор.Гены располагаются,как правило,в ядрах клеток,имеются в каждой клетке. В основу генетики легли закономерности наследственности,обнаруженные австрийским биологом Г.Менделем.

Основные направления исследований ученых-генетиков в 20 веке: -изучение тех предельно мелких материальных структур – молекул нуклеиновых кислот,которые являются хранителями генетической информации каждого вида живого,единицами наследственности. -исследование механизмов и закономерностей передачи гентической информации от поколения к поколению. -изучение механизмов реализации генетической информации в конкретные признаки и свойства организма. -выяснение причин и механизмов изменения генетической информации на разных этапах развития организма. Эти задачи решаются генетикой на различных уровнях организации живой природы: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном.

В области медицины генетика способствует разработке мероприятий по защите человека от вредного мутагенного воздействия окружающей среды. Мутирование (от «мутацио»-мутация,изменение) – способность генов к перестройке. Мутации бывают полезными,вредными или нейтральными. Одним из результатов мутаций может быть появление организма нового вида – мутанта.Причины мутаций (изменений генной информации) до конца не выяснены.Однако установлены основные факторы,вызывающие мутации – мутагены,рождающие изменения.

Одним из наиболее опасных видов мутагенов являются вирусы (от лат. – яд) – мельчайшие из живых существ.Они не имеют клеточного строения,не способны сами синтезировать белок,получают необходимые для их жизнедеятельности вещества,проникая в живую клетку и используя чужие органические вещества и энергию. У человека вызывают множество заболеваний в т.ч. грипп и СПИД.

Отечественные генетики-биологи: -Вавилов на основе изучения мутаций растений установил законы их наследственности и изменчивости; -Мичурин – гибридизация,скрещиваниеразных видов растений; -Тимофеев-Ресовский – один из основателей радиационной генетики; -Дубинин - первооткрыватель сложного строения генов,их роли в эволюции живых существ,крупнейший специалист в области радиационной генетики.

27.Окружающий мир как иерархия систем (мега-,макро- и микромир).

В современной науке в основе представлений о мире лежит системный подход,согласно которому любой объект материального мира (атом,планета,организм или галактика) может быть рассмотрен как сложное образование,включающее составные части,организованные в целостность.Для обозначения целостности объектов в науке было выработано понятие системы.

Система – совокупность элементов и связей между ними.

Элемент – компонент в рамках системы (минимальный,далее уже неделимый).Элемент является таковым только по отношению к данной системе,в других же отношениях он сам может представлять сложную систему.

В науке выделяют три уровня строения материи:

Макромир – мир макрообъектов,размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах,сантиметрах и километрах,а время – в секундах,минутах,часах,годах.

Микромир – мир предельно малых,непосредственно не наблюдаемых микрообъектов,размерность которых исчисляется от 10 в –8 до 10 в –16 см,а время жизни – от бесконечности до 10 в –24 с.

Мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей,расстояние в котором измеряется световыми годами,а время – миллионами и миллиардами лет.

И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности,микро-,макро- и мегамиры тесно взаимосвязаны.

28.Основные идеи и принципы синергетики и кибернетики.

Кибернетика как общая наука об управлении

Понятие кибернетики

Кибернетика (с греч. управление, искусство управления) – возникла в 40-х гг. ХХ века в результате насущной практической потребности в повышении качества управления в производственно-технической, хозяйственной, политический, военной и других областях человеческой деятельности.

Отцом кибернетики по праву называют выдающегося американского математика Н.Винера, который в 1948 г. впервые сформулировал основные идеи и принципы этой науки. Возникновение кибернетики было подготовлено всем предшествующим развитием науки – в первую очередь теории автоматического регулирования следящих систем, техники переработки и передачи информации, теории игр и оптимальных решений, физиологии (теории рефлексов), медицины, математической, логики, теории алгоритмов и машин, радиоэлектроники и других наук. Решающую роль в появление и в развитии кибернетики имело появление электронной автоматики и быстродействующих ЭВМ.

В создании кибернетики принимали участие многие ученые: Д. Биглоу, К.Шеннон, И.М.Сеченов, И.П.Павлов, А.М.Ляпунов, А.А.Марков, А.Н.Колмогоров и др.

Кибернетика – это наука об управлении и связи, оптимальном управлении, о восприятии, хранении и переработке информации, о причинных сетях. Каждое из этих определений подчеркивает существенную сторону кибернетики.

Область применения кибернетики определил Н.Винер – это машины, живые организмы и их объединения.

Исходя из вышесказанного, кибернетика – это наука об управлении в машинах, живых организмах и их объединениях на основе получения, хранения, переработки и использовании информации. Кибернетика – это наука об управлении в кибернетических системах.

Кибернетические системы – это сложные динамические системы любой природы (технические, биологические, экономические, социальные, административные) с обратной связью. Сложными динамическими системами называются такие системы, которые содержат в себе множество более простых, взаимодействующих друг с другом систем и элементов, которые меняются, т.е. под воздействием определенных процессов переходят из одного устойчивого состояния в другое.

Сущность управления, базирующегося на использовании обратной связи, было разработано задолго до возникновения кибернетики – в рефлекторной теории И.М.Сеченова и И.П.Павлова. Идея обратной связи была использована при создании автоматических регуляторов – поплавковых регуляторов Уатта.

Кибернетика сформулировала принцип обратной связи: без обратной связи невозможно управление сложными и сложнодинамическими системами. В настоящее время этот принцип сознательно кладется в основу конструирования станков-автоматов, ЭВМ и других технических устройств. С учетом принципа обратной связи организуется управление (руководство) предприятия со стороны министерства, промышленными предприятиями – со стороны дирекции, по той же схеме ректор осуществляет руководство преподавателем и группой, студенческими коллективами, а преподаватель – студентами.

Для кибернетики характерен макроподход: она ответвляется от внутреннего строения системы и рассматривает ее как единое целое, некий «черный ящик», способный функционировать с помощью потоков информации. Это и есть информативный принцип кибернетики.

Теория информации – раздел кибернетики, занимающийся методами описания, оценки, хранения, передачи и использования информации. Рассматривая зависимость информации на выходе от информации, К.Шеннон разработал принцип функциональной связи.

Кибернетика использует и микроподход: она предполагает определение внутреннего строения системы управления, выявление ее основных элементов, их взаимосвязи, алгоритмов их работы и возможность синтезировать из этих элементов системы управления.

Кибернетику подразделяют на:

· теоретическую,

· техническую,

· прикладную.

Теоретическая кибернетика связана с разработкой аппарата и методов исследования систем управления любой природы. Она связана с машинным моделированием на ЭВМ. Моделирование на ЭВМ ставит теоретическую кибернетику в особое положение по отношению к другим наукам: она дает принципиально новый подход и метод исследования практически всех наук: естественных, технических, гуманитарных. В этом она сходна с математикой. Но кибернетика – не математика, так как имеет свой предмет исследования – системы управления. Создаются новые научные направления – математическая логика, теория вероятностей, вычислительная математика, теория информации, теория кодирования, теория алгоритмов и т.д. В самой кибернетике возникли такие разделы, как теория автоматов, теория формальных языков и грамматик, теория распознавания образов, теория самообучающихся и самоорганизующихся систем, теория игр, теория статистических решений и т.п. Машинное моделирование позволяет исследовать объекты на основе математической модели.

Техническая кибернетика – это конструирование и эксплуатация технических средств, применяемая в управляющих и вычислительных устройствах. Одна из главных проблем здесь – это проблема «человек-машина», т.е. изучение автоматических систем управления (АСУ), где обязательно принимает участие человек-оператор. Здесь она пересекается с инженерной психологией. Основные проблемы, стоящие перед технической кибернетикой, - это распознавание образов, создание читающих автоматов, анализ ситуаций, характеризующих технический процесс, разработка диагностических устройств.

Прикладная кибернетика содержит приложение двух предыдущих подразделов кибернетики к решению задач, относящихся к частным системам в биологии, медицине, экономике, промышленности, транспорте. Поэтому выделяют психологическую, биологическую и другие виды кибернетики.

Таким образом, в кибернетике скрестились почти все виды отраслей знаний – это целое направление в науке, занимающейся исследованием общих принципов управления и способов использования их в технике.

Самоорганизующиеся системы

Сложнодинамические системы часто представляют собой самоорганизующиеся системы. В зависимости от выделения той или иной ведущей группы свойств их также называют саморегулирующимися, самонастраивающимися, самоалгоритмизирующимися системами.

Самоорганизующимися называют такие системы, которые способны при изменении внешних или внутренних условий их функционирования и развития сохранять или совершенствовать свою организацию с учетом прошлого опыта, сигналы о которой поступают по каналам обратной связи.

Примеры самоорганизующихся систем: отдельная живая клетка, организм, биологическая популяция, человеческий коллектив, машина-автомат, машина-робот.

Так как в сложнодинамических системах имеют место процессы самоуправления и применяются операции управления, то они называются системами управления. Каждая система управления состоит из двух систем: управляемой и управляющей.

Управляющая система воздействует на элементы управляемой системы и приводит ее в соответствие с заданным алгоритмом или целью в новое состояние. Различают три вида системы управления:

· живые организмы,

· сложные (с обратной связью) машины,

· человеческие коллективы.

Заслуга кибернетики в том, что она показала универсальность процессов управления.

Процесс управления осуществляется в соответствии с задачей или целью управления. Управляющая система вырабатывает и передает по каналу обратной связи сигналы, несущие команды, которые поступают в управляемую систему и приводят ее к изменению. От управляемой системы по каналу обратной связи передаются сигналы, несущие информацию о том, как выполнены команды. В соответствии с этой информацией система вырабатывает новые, корректирующие команды. Это происходит до тех пор, пока цель управления не оказывается достигнутой.

Связь кибернетики с процессом самоорганизации

По современным представлениям, в формировании которых существенную роль сыграла кибернетика, процесс самоорганизации представляет собой автоматический процесс, при котором, если говорить о биологических системах, выживают комбинации, выгодные с точки зрения адаптации всего вида и отдельных организмов.

Кибернетика играет существенную роль в понимании общих принципов процессов самоорганизации и дает исследователям методы конструирования различных типов самоорганизующихся систем. Но при этом остается открытым вопрос о физических процессах, происходящих в ходе самоорганизации в самых различных физических, метеорологических, химических, биологических и других системах. Эти процессы, как правило, очень сложны. И все же установление общих закономерностей процессов самоорганизации оказывается возможным.

Кибернетика изучает информацию как таковую, абстрагируясь от конкретной материальной природы ее носителей. Поэтому информационное моделирование применимо в любой области и может осуществляться на быстродействующих миниатюрных элементах с опережением моделируемых процессов. Широкое внедрение кибернетических методов открывает новую, информационную ступень развития общества, эпоху компьютерной революции и цивилизации.

Синергетика как общая наука о самоорганизации систем

Понятие синергетики

Синергетика – это теория, исследующая процессы самоорганизации, устойчивости, распада и возрождения самых разнообразных структур живой и неживой природы.

Синергетика стоит в одном ряду с такими дисциплинами, как теория систем и кибернетика, является естественным их продолжением. Как и эти науки, она претендует на статус обобщенной теории поведения систем различной природы.

Во всех рассматриваемых синергетикой системах процесс самоорганизации идет обязательно с участием большого числа объектов (атомов, молекул и более сложных преобразований) и, следовательно, определяется совокупным, кооперативным действием. Чтобы подчеркнуть это обстоятельство Г. Хакен ввел специальный термин «синергетика». С одной стороны имеется в виду сотрудничество ученых разных специальностей, разных областей знания, подоплекой которого выступает общность феномена самоорганизации. С другой стороны выражена суть явлений данного рода – кооперативность действий разрозненных элементов, спонтанно организующихся в структуру некоторой системы.

Отличие синергетики от кибернетики

Первые серьезные успехи в изучении проблем развития и самоорганизации были заложены кибернетикой. Это направление имело дело прежде всего с техническими управляющими и саморегулирующимися системами. В этом отношении примечательны гомеостатические системы, т.е. системы, поддерживающие свое функционирование в заданном режиме. С этих позиций становятся ясными факты устойчивости и сохранения системы, но нельзя понять, как возникают новые системы.

Синергетика как новое направление междисциплинарных исследований представляет собой интерес для науки в целом.

Во-первых, она представляет собой иной подход к изучению процессов самоорганизации, развития различного рода систем, чем кибернетика. Кибернетика ограничивалась анализом самоорганизующихся систем. Синергетика пытается раскрыть единые принципы самоорганизации в любых природных системах, т.е. как в живых, так и в неживых.

Во-вторых, принципы самоорганизации могут стать основой для создания общей концепции глобального эволюционизма, т.е. развития в масштабе всей Вселенной.

В-третьих, синергетика является более общей теории самоорганизации, чем теория, основанная на данных кибернетики. Обрисовывая единые механизмы структурогенеза, она становится целостной естественнонаучной концепцией становления и развития материальных структур.

В-четвертых, для синергетики характерен особый подход в постановке вопроса об изоморфных законах структурной статики и динамики. У нее есть собственные основания для решения этого вопроса, которых нет у кибернетики, ни у теории систем. Это положение о когерентном, самосогласованном, самоинструктированном поведении большого ансамбля инородных объектов, поставленных в определенные условия. Синергетика рассматривает мир объектов, основываясь не на известном ранее моменте активности материи – «резонансном возбуждении» вступающих во взаимодействие объектов.

Связь синергетики с другими науками

Процессы самоорганизации, которые изучает синергетика, основываются на одном общем эффекте – способности разнокачественных единиц материи в известных условиях проявлять активность, и даже не просто активность, а своего рода двойственность, каким-то образом согласованную, протекающую по единому плану и направленную в каждом конкретном случае на вполне конкретный факт структурирования или структурной трансформации.

Самоорганизующиеся системы приобретают присущие им свойства, структуры или функции и без какого бы то ни было вмешательства извне. Дифференциация клеток в биологии и рост снежинок могут в равной степени служить примерами самоорганизации. С другой стороны, такие устройства, как используемые в радиопередатчиках электронные генераторы, сделаны руками человека. Однако мы часто забываем о том, что во многих случаях технические устройства функционируют на основе процессов, тесно связанных с самоорганизацией.

В собственном смысле синергетика – это теория и методология, исследующая процессы самоорганизации. По своему рангу синергетика близка к философским наукам, поскольку объектом являются вопросы о том, как вообще возникают организационные структуры материальных образований со всеми их функциями.

Однако проблемы общие для философии и синергетики, раскрываются по-разному. Синергетика выражает то же содержание, но на языке конкретных терминов многих наук, использует значительный объем фактологического материала целого ряда дисциплин, таких как физика, химия, биология, общая теория вычислительных систем, экономика и социология, и не пользуется абстрактно-всеобщей философской формой. Каждая из вышеперечисленных наук имеет достаточно веские основания считать синергетику своей составной частью. Но синергетика каждый раз приносит характерные особенности, понятия, методы, чуждые традиционно сложившимся научным направлениям.

Так, например, термодинамика действует в полную меру только в том случае, если рассматриваемые системы находятся в тепловом равновесии; термодинамика необратимых процессов применима только к системам вблизи теплового равновесия. Синергетические системы в физике, химии, биологии находятся вдали от теплового равновесия и могут обнаруживать такие необычайные способности как колебания.

Таким образом, синергетика – не сумма физических идей или математических методов. Это система взглядов, в которых физик, химик, биолог и математик видят свой материал. Эта наука уже сыграла роль своего рода катализатора между представителями разнообразных наук.

Можно сказать, что синергетика переводит на конкретный язык естествознания диалектическое учение о саморазвитии мира. Осуществляя глубокий синтез общефизических и кибернетических представлений, синергетика вместе с тем укрепляют союз, познавательное взаимодействие естествознания с диалектической философией. Синергетика показывает, что причиной, источником самоорганизации сложных систем является не что иное, как согласованное, кооперированное взаимодействие их элементов и подсистем. Синергетика конкретизировала понимание процессов самоорганизации как единства порядка и хаоса с помощью теории диссипативных структур, раскрывающих механизм кооперированного поведения частей сложных систем, и теории динамического хаоса, подчеркивающей необходимость определенной неупорядоченности структур сложных систем для их успешного функционирования и поступательного развития. К сложной, неупорядоченной среде могут приспособиться только гибкие системы, обладающие определенной неупорядоченностью, хаотичностью в своей структуре.

29.В.Вернадский- основоположник учения о биосфере

Биосфера – совокупность всех биогеоценозов, в которых осуществляется всеобщая система жизни (Биогеоценозы – единство биоценоза и окружающей среды.Этот термин часто употребляется как синоним термина «экосистема»).

Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу, верхнюю часть литосферы.

Атмосфера – воздушная среда, состоящая на 78,1% азот, 21% кислород, остальное аргон и др.

Гидросфера – совокупность всех водных объектов Земли в т.ч. и подземных.

Литосфера – внешняя сфера твердой Земли.

Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать Вернадский. Он 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. Так называемый «культурный слой» особенно наглядно заметен в городах.

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 агентом, а живое вещество – это 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 неизбежно входят во взаимодействие между собой, что в конечном итоге уравновешивает живые системы различного уровня. В результате достигается динамическая гармония всей суперсистемы жизни – биосферы. Коэволюция (взаимное приспособление видов) 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. Развитие биосферы является фактором планетарного масштаба.

30.Биосфера земли. Основные структурные компоненты биосферы.

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни, и в таком смысле он впервые был введен в науку в1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э. Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:

• автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;

• гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;

• миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный>).

Биосфера(в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев:тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;стратосфера;ноносфера – там “живое вещество” отсутствует.

Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2(21%), CO2 (0,03%).

Гидросфера– водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ.

Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающихв ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

Литосфера– внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. 

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.

Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живоевещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).

31.Проблема загрязнения окружающей среды

Можно выделить два аспекта экологической

проблемы:

1) экологические кризисы, которые вызваны естественными природными процессами;

2) экологические кризисы, которые вызваны антропогенным воздействием на экологию деятельности

человека, а также нерациональным природопользованием ресурсами.

Первая причина обусловлена тем, что наступление ледников, извержение вулканов, наводнения — это,

если можно так сказать, нормальные природные явления. Несмотря на их разрушительность, они не яв

ляются результатом деятельности главного «разрушителя», т. е. человека. На сегодня мы не можем, на

пример, предсказать, когда произойдет очередное извержение вулкана. Это связано с недостаточным

исследованием вопроса прогнозирования явлений природы.

Второй же аспект заключается в том, что человек веками бесконтрольно использовал то, что дала ему Земля.

.Например, Аральское море. На сегодня назвать его морем из-за малых размеров уже сложно — оно больше уже похоже на озеро. Аральское море находится на территории Казахстана и Узбекистана. Пересыхать оно начало в 1960е г.г. XX в., когда воды впадающих в него рек стали активно забираться для сельского хозяйства. Вода же таких рек, как Амударья и Сырдарья, вообще не доходит до моря. Вследствие такого активного забора вод Арал стал пересыхать, его уровень падает, а на прилегающих территориях происходит опустынивание. Вследствие этого опустынивания резко изменяется Социально-экономическая структура Приаралья. Основной экологической проблемой является то, что наша планета не способна переработать весь тот мусор, который остается после деятельности человека. Земля не обладает такой функцией, как самоочищение и ремонт. На сегодня существуют разнообразные организации, которые борются за охрану окружающей среды. Ярким примером такой организации является «Гринпис». Главная функция этой организации заключается в том, чтобы наблюдать за тем, как человечество расходуетприродные ресурсы и куда «прячет» свой мусор. На той стадии, на которой человечество находится сегодня, оно только вредит себе, а также всему животному миру. Сегодня назрел вопрос о регулировании экологических проблем с помощью законодательства. Причем нужно вырабатывать законы не в каждой стране, а на мировом уровне. В противном же случае может получиться противоречие законодательных норм.

32.Глобальные проблемы человечества в 21 веке.

«Глобальные проблемы» (термин появился в конце 1960-х гг. — совокупность проблем чело­вечества, которые встали перед ним во второй половине XX в. и от решения которых зависит существование цивилизации.

Эти проблемы являются глобальными, потому что: затрагивают все человечество; проявляются как объективный фактор развития общества; настоятельно требуют решения; предполагают международное сотрудничество различных стран (невозможно решить в одной отдельно взятой стране); от их решения зависит дальнейшая судьба цивилизации. 

Причины глобальных проблем: активный преобразующий характер деятельности человечества; противоречия и конфликты становятся из локальных общемировыми из-за растущей взаимозависимости человечества.

Главные (приоритетные) глобальные проблемы: Проблема мира и разору­жения, предотвращения новой мировой войны; Демографическая; Преодоление отсталости развивающихся стран; Продовольственная; Сырьевая; Энергетическая; Экологическая; Использования Мирового океана;Мирового освоения космоса

Все глобальные проблемы взаимосвязаны. Невоз­можно решить каждую из них по отдельности: челове­чество должно решать их сообща, ради сохранения жиз­ни на планете.

Основные направления разрешения глобальных проблем: Формирование нового планетарного сознания. Воспитание человека на принципах гуманизма. Широкое информирование людей о глобальных проблемах. Всеобъемлющее изучение причин и противоречий, условий, приводящих к возникновению и обострению проблем. Концентрация усилий всех стран по решению глобальных проблем. Необходимо сотрудничество в создании новейших экологических технологий, общего мирового центра по изучению глобальных проблем, единого фонда средств и ресурсов, обмена информации. Вывод международного со­трудничества на новый качественный уровень. Наблюдение и контроль за глобальными процессами на планете. Получение объек­тивной информации от каж­дой страны и международ­ных исследований необхо­димо для прогнозирования и принятия решений. Четкая международная система прогнозирования.

 

33.Наука и будущее человечества

Пессимистические сценарии будущего человечества.

Начнём мы с пессимистических сценариев, которые, если будут воплощены в реальность, могли бы привести к гибели человечества в будущем.

Здесь мы рассмотрим внутренние угрозы, способные на наш взгляд, также привести к мрачному будущему человечества.

1. Восстание машин. Такой пессимистический сценарий довольно подробно проработан голливудскими сценаристами, и, к сожалению, направление развития человечества на данный момент достаточно ясно указывает, что такой сценарий является наиболее вероятным. Мы лишь продолжим мысль, показав, что победившие машины сами со временем уничтожатся под влиянием внешних факторов среды, сбоев в работе управляющих ими компьютерных программ. Но главной причиной гибели объектов обладающих искусственным интеллектом станет не это. Будущее человечества во многом определяется стремлением человека к саморазвитию, наделить которым машины будет просто не возможно. Как говориться: жизнь есть жизнь.

2. Деградация. Будущее человечества находится под угрозой также из-за другой особенности человеческого мозга. Многие из людей, и я не исключение, продолжают наносить себе вред, хотя прекрасно это осознают. В качестве примеров можно привести курение, употребление алкоголя, наркотиков и других психотропных препаратов.   Причём действия правительств некоторых государств, недвусмысленно указывают на определённую заинтересованность их в развитии таких видов бизнеса. В будущем человечество может столкнуться с проблемой поголовного употребления лекарственных препаратов, содержащих наркотики, или самих наркотиков, и усилия рекламы, похоже, направлены на то, чтобы приучить наших детей считать лекарства, чем-то жизненно необходимым, обыденным. Лекарства превращаются из средства лечения, в продукт питания, а это чревато очень серьёзными последствиями в будущем человечества.

3. Отдельной строкой мы поставим проблему употребления генетически модифицированных продуктов. Спору нет, ГМО может решить проблему голода на Земле. Однако представьте себе следующий, вполне вероятный вариант будущего человечества. Учёные, под давлением корпораций, оправдываясь внешними причинами, разрешают производство генетически модифицированных продуктов, и такие продукты входят в повсеместное употребление, быстро вытесняя обычные, экологически чистые продукты питания.

Но предположим, что ГМО оказывают угнетающее воздействие на репродуктивную функцию. Такое воздействие, допустим, понизит на 5% рождаемость способного к размножению потомства в десятом поколении. Из-за эффекта мультипликации через 20 поколений, 10% рождающихся не смогут иметь нормальных детей. Когда такая тенденция будет обнаружена. Изменить будет уже ничего нельзя, так как не употреблявших «новые» продукты людей просто не останется. Численность населения Земли постепенно, но с ускорением, будет приближаться к нулю.

4. Проблема перенаселения Земли может возникнуть в будущем, и если развитие современной химии, физики и биологи будет продолжать топтаться на месте, как это происходит последние 50 лет. Это не вина учёных, это их беда. Науки упёрлись в непреодолимое ограничение, имя которому «КВАНТ». И до тех пор, пока физика будет опираться на квантовый подход, потолок пробить не удастся. К счастью в этом вопросе наметился выход, и, наконец создана альтернативная квантовой механике простая теория, не прибегающая к виртуальности и неопределённости при описании физических процессов. Это общая теория взаимодействий.

5. Самой неочевидной, но, на мой взгляд, самой труднопреодолимой является угроза примитивизации человеческого интеллекта. Наша логика строится в данный момент на признании неоспоримости факта существования двух, якобы реально существующих категорий – истина и ложь. Мой аргумент против такого подхода состоит в следующем. То, ЧТО мы видим, в значительной степени зависит от того, ОТКУДА мы смотрим. Кроме того, то, ЧТО мы видим, зависит от того, КТО и КАК смотрит. Вывод из этого нужно сделать один: истина и ложь категории относительные, переходящие друг в друга. Научный подход, на мой взгляд, даст самый лучший результат, если учёные отбросят свою категоричность суждений и используют метод непрерывной логики, допускающий, если так можно сказать, лживость истины и истинность лжи.

Примитивизация интеллекта проявляется в данный момент в отсутствии объединяющей философии познания и обучения.

   Покажем извращённость логики людей на нескольких примерах. Учёный, создавший рабочую теорию использования полупроводников в радиоэлектронике получает денежное вознаграждение в виде Нобелевской премии лишь спустя 30-40 лет после своего открытия, которое, на самом деле, изменило всю нашу цивилизацию. А мог бы и не получить.   В то время как какой-нибудь спортсмен, заметим, даже посредственный спортсмен, зарабатывает эти деньги за два-три года. Это на мой взгляд указывает на неправильные приоритеты перспективного планирования. Человечество вкладывает миллиарды долларов, евро или рублей в разведку полезных ископаемых, получение энергии из которых, может привести, в конечном итоге, к гибели цивилизации, вместо того, чтобы направить усилия в направлении стимулирования научных разработок, способных привести в результате к полному отказу от использования невозобновляемых природных ресурсов. Но главное, наша система образования "заточена" под такого вида "знания", которые заключаются в неосмысленном повторении мнений (а часто и заблуждений) научных светил прошлого. Мы не учим детей думать, анализировать. Мы прививаем им привычку действовать как роботы, копируя в сотый и тысячный раз свои действия, хотя они очень часто не приносят желаемого результата. Уши наших детей забиты пробками наушников, глаза устремлены в экраны телевизоров или мониторы компьютеров, а смысл, в том числе и cмысл жизни, ими не улавливается. А если так дальше пойдёт, то о смысле вообще перестанут вспоминать. Именно это я и называю, примитивизацией интеллекта.

Будущее человечества - оптимистический прогноз.

1. Надежду на резкое ускорение прогресса человечества дают появившиеся в последнее время некоторые научные теории, предлагающие новое понимание устройства мира и разума. Будущее человечества, если оно применит эти теории на практике, раздвинет горизонты познания на небывалую широту.

   Главной из таких теорий, я считаю общую теорию взаимодействий. Опираясь на неё человечество перешагнёт преграду в виде дискретной, двухмерной логики, основанной на диаметрально противоположных понятиях правда - ложь, да - нет, выгодно - убыточно, правильно - не верно. Человечество сможет осознать, что бывает выгодно многим, когда невыгодно некоторым, что ошибка может стать правильным решением при определённых условиях, что притяжение между материальными объектами, может являться следствием отталкивания между частями этих объектов, ну и так далее.

   Второй теорией, способной, по моему мнению, перевернуть представление о мозговой деятельности человека и понимании им мира, могут стать взгляды изложенные в книге Н.Н.Вашкевича "Системные языки мозга". И не стоит отметать её, не изучив достаточно подробно, основываясь на том, что она (теория) выделяет из всего богатства и разнообразия языков, существующих на нашей планете, лишь два, русский и арабский. Какие-то должны выделяться, в конце концов. А с мыслью об охранной функцией России и русского языка для всей Земли, думаю многие согласятся. Тем же кто не согласен можно напомнить, что именно русские и проживающие на территории современной России народности, спасли Европу от нашествия татар в средневековье, угомонили французов в 19 веке, погасили фашистский пожар середины прошлого века, да и теперь являются посредниками, налаживающими диалог между Востоком и Западом.

2. Дети индиго. Появление этих представителей человечества на сцене общественных отношений, может сыграть главную роль в трансформации сознания человека. Смена приоритетов с силы и богатства, на гуманизм и разумность окажет решающую роль при формировании будущего человечества уже совсем скоро. И самое непосредственное участие в этом, обязательно примут нынешние дети индиго.

Именно в рамках оптимистического прогноза на развитие человечества построен наш взгляд на будущее медицины.

Сумеет ли человечество когда-нибудь в будущем обходиться без государства и как?

Мой ответ на этот вопрос "Да". И основан он на анализе тех функций, которые сейчас выполняет государство. Перечислим эти функции:

• оборона от внешних посягательств;

• контроль за соблюдением законов;

• перераспределение материальных ценностей для общего блага;

• денежное и законодательное регулирование.

А теперь задайте себе вопрос. Нужна ли будет государственная детельность если будут решены два основных (на данный момент) вопроса:

1. снабжение населения продуктами питания и обеспечение людей жильем;

2. формирование на основе доступности продуктов и жилья более гуманных склонностей у людей.

Короче, надо ли будет воровать и обманывать, воевать и лицемерить в ООН, если всем можно быть обеспеченным и так (на основе достижений науки и производства будущего).  Если не надо, то и следить за соблюдением законов в этой области отпадает необходимость.

Я думаю, что Земля в будущем будет организована по принципу высокоразвитой современной фирмы.  Те, кто хотят работать получают для реализации своих амбиций и душевных стремлений все возможности.  Те кто хочет быть иждивенцем также имеют эту возможность (обеспечиваются как современные пенсионеры).

Стратегии развития планеты обсуждаются всенародно, и решения принимаются на основе интеллектуального рейтингового управления 

34.Самоорганизация в природе. Принципы разрушения и созидания. Принцип минимума диссипации энергии.

Появлении синергетики в современном естествознании, инициировано подготовкой глобального эволюционного синтеза всех естественнонаучных дисциплин. Эту тенденцию сдерживала разительная асимметрия процессов деградации и развития в живой и неживой природе. В классической науке (19века) господствовало убеждение, что материи изначально присуща тенденция к разрушению всякою упорядоченности, стремление к исходному равновесию, что в энергетическом смысле и означало неупорядоченность, т.е. хаос. Такой взгляд сформировался под воздействием - равновесной термодинамики. Эта наука 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. Знаменитое второе начало термодинамики в формулировке немецкого физика Клаузиуса: теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему.

Закон сохранения и превращения энергии (первое начало термодинамики) не запрещает такого перехода, лишь бы кол-во энергии сохранялось в прежнем объеме. Но в реальности такого никогда не происходит. Для отражения этого процесса было введено новое понятиие – энтропия (мера беспорядка системы). При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает. Необратимая направленность процессов преобразования энергии в изолированных системах приведет к превращению всех видов энергии в тепловую, которая рассеется, т.е. в среднем равномерно распределится между всеми элементами системы, что будет означать полный хаос, или термодинамическое равновесие (максимальная энтропия).

Наблюдается явная нестыковка законов живой и неживой природы. Ведь предполагаемый дарвиновской теорией процесс развития растительного и животного мира характеризовался его непрерывным усложнением, живая природа стремилась прочь от термодинамического равновесия. Это многократно возросло после замены модели стационарной Вселенной на модель развивающейся.

Для сохранения непротиворечивости общей картины мира необходимо постулировать наличие у материи не только разрушительной, но и созидательной тенденции. Материя способна осуществлять работу и против термодинамического равновесия, самоорганизовываться и самоусложняться. Возникла синергетика – теория самоорганизации. В настоящее время она развивается по нескольким направлениям: синергетика (Хакен), неравновесная термодинамика (Пригожин) и др.

Мировоззренческий сдвиг, произведенный синергетикой:

-процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной равноправны;

-процессы созидания (нарастания сложности и упорядоченности) имеют единый алгоритм независимо от природы систем, в которых они осуществляются.

Синергетика претендует на открытие универсального механизма самоорганизации как в живой, так и в неживой природе.

Самоорганизация – спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации.

Объектом синергетики могут быть только те, которые удовлетворяют по меньшей мере двум условиям:

-они должны быть открытыми, т.е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой;

-они должны быть существенно неравновесными, т.е. находится в состоянии, далеком от термодинамического равновесия.

Современная физика полагает, что для вещественной Вселенной такой средой является вакуум.

Синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности. В цикле развития такой системы 2 фазы:

1)период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию.

2)выход из критического состояния одномоментно, скачком и переход в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.

Переход системы в новое устойчивое состояние неоднозначен.

Формирование живого организма, динамика популяций, рыночная экономика, наконец, в которой хаотичные действия свободных индивидов приводят к образованию устойчивых и сложных макроструктур – примеры самоорганизации систем различной природы.