История естествознания. Основные концептуальные революции в естествознании

3. Концепция ноосферы  В.И. Вернадского

 

Носитель земного разума - человек - с нарастающим темпом воздействует на биосферу, активно  захватывая все занимаемое ею пространство, меняя облик земной поверхности. По убеждению академика В. И. Вернадского, преобразование биосферы грядет неизбежно  и необратимо. Ученый назвал трансформированную биосферу ноосферой. Ноосфера - качественно  новое ее состояние.

Аналогия как метод  чаще всего применяется в теории подобия, на которой основано моделирование. Центральным в этой концепции  является понятие о живом веществе, которое В.И. Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В. И. Вернадский включает в сюда и человечество, влияние которого на геохимические  процессы отличается от воздействия  остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся  с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое  деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

Это воздействие сказывается, прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает:

геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи  животного, растительного царства  и культурного человечества как  работу единого целого.

По мнению В.И. Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют  живые тела и продукты их жизнедеятельности:

1) открытию Пастера о  преобладании оптически активных  соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел, о чем говорилось в предыдущей главе;

2) явно недооценивался  вклад живых организмов в энергетику  биосферы и их влияние на  неживые тела. Ведь в состав  биосферы входит не только  живое вещество, но и разнообразные  неживые тела, которые В.И. Вернадский  называет косными (атмосфера,  горные породы, минералы и т.  д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

Исходной основой существования  биосферы и происходящих в ней  биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей  планеты и в первую очередь  ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости  земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в  основном климат на планете, а последний  в свою очередь - жизненные циклы  всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором  всех геологических, химических и биологических  процессов на нашей планете. Эту  ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения  энергии Юлиус Майер (1814-1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.

Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:

1) изменения и процессы  в живом веществе происходят  значительно быстрее, чем в  косных телах. Поэтому для характеристики  изменений в живом веществе  используется понятие исторического,  а в косных телах - геологического  времени. Для сравнения отметим,  что секунда геологического времени  соответствует примерно ста тысячам  лет исторического;

в ходе геологического времени  возрастают мощь живого вещества его  воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего «в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно»;

только в живом веществе происходят качественные изменения  организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений  впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного  отбора Ч. Дарвина (1859 г.);

живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное  накопление таких изменений служит источником эволюции. В. И. Вернадский высказывает предположение, что  живое вещество, возможно, имеет  и свой процесс эволюции, проявляющийся  в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения  среды.

Для подтверждения своей  мысли он ссылается на непрерывный  рост центральной нервной системы  животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в  упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы "не попадает в  то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше"1. В современных терминах это явление  можно описать как необратимость  изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.

Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых  видов организмов, оказывает воздействие  на всю биосферу в целом, в том  числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т.д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.

Поскольку эволюция и возникновение  новых видов предполагают существование  своего начала, постольку закономерно  возникает вопрос: а есть ли такое  начало у жизни? Если есть, то где  его искать - на Земле или в  Космосе? Может ли возникнуть живое  из неживого? Вернадский подробно рассматривает наиболее интересные точки зрения, которые выдвигались выдающимися мыслителями разных эпох, и приходит к выводу, что никакого убедительного ответа на эти вопросы пока не существует. Сам он как ученый вначале придерживался эмпирического подхода к решению указанных вопросов, когда утверждал, что многочисленные попытки обнаружить в древних геологических слоях Земли следы присутствия каких-либо переходных форм жизни не увенчались успехом. Во всяком случае, некоторые останки жизни были обнаружены даже в докембрийских слоях, насчитывающих 600 миллионов лет. Эти отрицательные результаты, по мнению В.И. Вернадского, дают возможность высказать предположение, что жизнь как материя и энергия существует во Вселенной вечно и поэтому не имеет своего начала. Чтобы стать научной гипотезой, оно должно быть согласовано с другими результатами научного познания, в том числе и с более широкими концепциями естествознания и философии. Во всяком случае нельзя не считаться со взглядами тех натуралистов и философов, которые защищали тезис о возникновении живой материи из неживой, а в настоящее время даже выдвигают достаточно обоснованные гипотезы и модели происхождения жизни.

Предположения относительно абиогенного, или неорганического, происхождении жизни делались неоднократно еще в античную эпоху, например, Аристотелем, который допускал возможность возникновения мелких организмов из неорганического вещества. С возникновением экспериментального естествознания и появлением таких наук, как геология, палеонтология и биология, такая точка зрения подверглась критике как не обоснованная эмпирическими фактами. Еще во второй половине XVII в. широкое распространение получил принцип, провозглашенный известным флорентийским врачом и натуралистом Ф. Реди, что все живое возникает из живого. Утверждению этого принципа содействовали исследования знаменитого английского физиолога Уильяма Гарвея (1578-1657), который считал, что всякое животное происходит из яйца, хотя он и допускал возможность возникновения жизни абиогенным путем. В дальнейшем, по мере проникновения физико-химических методов в биологические исследования снова и все настойчивее стали выдвигаться гипотезы об абиогенном происхождении жизни. Выше мы уже говорили о химической эволюции как предпосылке возникновения предбиотической, или предбиологической, стадии возникновения жизни. С указанными результатами не мог не считаться В.И. Вернадский, и поэтому его взгляды по этим вопросам не оставались неизменными Верно, опираясь на почву точно установленных фактов, он не допускал ни божественного вмешательства, ни земного происхождения жизни. Он перенес возникновение жизни за пределы Земли, а также допускал возможность ее появлении в биосфере при определенных условиях. Он писал: «Принцип Реди не указывает на невозможность абиогенеза вне биосферы или при установлении наличия в биосфере (теперь или раньше) физико-химических явлений, не принятых при научном определении этой формы организованности земной оболочки».

Несмотря на некоторые  противоречия, учение Вернадского о  биосфере представляет собой новый  крупный шаг в понимании не только живой природы, но и ее неразрывной  связи с исторической деятельностью  человечества.

4. Проблема происхождения  жизни на Земле, основные положения

 

Одним из трудноразрешимых, но в то же время таинственных и  интересных в современной науке  является вопрос о происхождении  жизни. Он труден потому что наука как форма культуры в рамках доказательности и проверки утверждений подходит к жизни как развитию нового на пределе своих возможностей. До сих пор ученые не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни.

Даже наиболее тщательно  поставленный опыт будет лишь модельным  экспериментом, лишенным ряда фактов, втиснутым в границы искусственного. Вопрос о происхождении жизни интересен не только сам по себе, но и тесной связью с проблемой сущности живого, его отличиями от неживого, эволюцией жизни.

В различные исторические периоды в научном знании существовали разнообразные трактовки, выделяющие те или иные особенности живого и  жизни вообще - от механистического и виталистического до кибернетического, информационного подходов. В современное понимание живого наряду с традиционными атрибутами:

1) способностью к воспроизводству;

2) клеточным строением  (структурой);

3) вещественным строением  (белки и нуклеиновые кислоты);

4) способностью к росту  и развитию;

5) раздражимостью, наследственностью;

6) изменчивостью и приспособленностью  к среде, вводятся, например, информативность,  организованность.

Но обозначить четкие границы  между живым и неживым до сих  пор весьма проблематично. Кроме того, в определении жизни нужно учитывать всю ее многогранность и различную качественную проявленность: от клеточного, органического, животного, разумного до биосферного и ноосферного уровней. К важным свойствам живых систем относятся:

1) компактность (в семени, яйцеклетке содержится вся информация  о будущем живом организме; 

2) способность создавать  порядок из хаотического теплового  движения молекул и тем самым  противодействовать возрастанию  энтропии;

3) обмен с окружающей  средой веществом, энергией, информацией;

4) жизнь качественно превосходит  другие виды материи; 

5) живые системы обладают  прошлым;

6) жизнь организма зависит  от двух факторов: наследственности (генетического аппарата) и изменчивости (окружающей среды); 7) способность  к избыточному воспроизводству,  что ведет к наличию естественного  отбора.

Дать определение живому значит ограничить его понимание  в пределах той или иной парадигмальной установки. С точки зрения системного подхода живое - это открытая, целеустремленная система, обменивающаяся с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Изучение особенностей самоорганизации живой природы показывает, что вместе с усложнением организации живых систем происходит нарастание противоречий между их стремлением к сохранению гомеостазиса (стабильности, равновесия) и тенденций максимизировать эффективность поглощения и использования внешних энергий и вещества.

По мнению Н.Н. Моисеева, особую роль в мировом эволюционном процессе играет принцип диссипации (рассеивания) энергии: если допустимо не единственное состояние системы (процесса), а целая  совокупность состояний, согласных  с законами сохранения и связями, наложенными на систему, то реализуется  то ее состояние, которое отвечает минимальному рассеиванию энергии, или, что то | же самое, минимальному росту энтропии.

5. Экологические  проблемы Курганской области

 

Экология - это наука, изучающая  взаимодействие человека и окружающей среды. Задачами экологии является: изучение взаимоотношений организмов и их популяций с окружающей средой, изучение действия среды на строение жизнедеятельность  и поведения организма, установить зависимость между средой и численностью популяции, выдвижение природоохранные  меры для окружающей среды.

«Каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную  информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его  здоровью или имуществу экологическим  правонарушением» 42 статья Конституции  Российской Федерации в области  экологической безопасности и охраны природы. Любой человек имеет  право на:

1. на благоприятную окружающую  среду предполагает, то есть: дышать  чистым воздухом, пить чистую  воду.

2. достоверную информацию. Например, о радиационной обстановке, о концентрации вредных соединений  в местах захоронений опасных  отходов. 3. возмещение ущерба, если  предприятие или отдельный человек  создали своей деятельностью  неблагоприятное воздействие на  окружающую среду и нанесли  этим самым вред здоровью других  людей или ущерб их имуществу,  то каждый из них вправе  требовать возмещения этих потерь. В статье 58, Конституции РФ сформулирована обязанность каждого охранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам.

Достаточно посмотреть на нашу Курганскую область. Груды мусора, отходов в жилом секторе и  вокруг его, антисанитарные условия  во всём городе, загазованность из-за предприятий: ТЭЦ, Синтез. Во время таяния снегов, происходит сток воды в Тобол и  другие реки области. А это та вода, которую мы пьём. Всё это приводит к серьёзным заболеваниям, и массы  людей болеют и не знают от чего. Рождается большое количество детей  со слабым здоровьем, участились случаи, когда женщина не дохаживает свой срок. И всё это - наша Курганская область, которая последняя в  списке регионов по России. Мы жители Кургана  и области сами довели её до такого состояния. Для того, чтобы изменить ситуацию надо: каждому жителю стать чистоплотным и не сорить не только у себя дома, но и в нашем любимом городе. И никакие указы правительства и президента не смогут навести порядок в нашем городе, так как « чисто не там, где метут, а там, где не сорят».

6. Значение естествознания  для социально – экономического  развития общества

 

Современный этап развития общества определяется различными исследователями  как информационный, сверх индустриальный, постиндустриальный. Этот этап характеризуется изменением роли техники, науки, знания в общественной жизни. Информационное общество начинает формироваться в результате информационной революции, когда происходит радикальное изменение всех средств обработки, передачи и производства информации. Информационные технологии позволяют создать общество, основанное на знаниях. Понятие «средства производства» из предметной области постепенно переходит в область человеческих отношений.