Глобальный эволюционизм

В концепции глобального эволюционизма Вселенная представляется в качестве развивающегося во времени природного целого. Вся история Вселенной от "Большого взрыва" до возникновения человечества рассматривается как единый процесс, в котором космический, химический, биологический и социальный типы эволюции имеют генетическую и структурную преемственность.

Одна из важнейших идей европейской цивилизации — идея развития мира. В своих простейших и неразвитых формах (преформизм, эпигенез, кантонская космогония) она начала проникать в естествознание еще в XVIII в. (см. 7.2 и 7.4). Но уже XIX в. по праву может быть назван веком эволюции. Сначала в геологии, затем биологии и социологии теоретическому моделированию развивающихся объектов стали уделять все большее и большее внимание.

Но в науках физико-химического цикла идея развития пробивала себе дорогу очень сложно. Вплоть до второй половины XX в. в ней господствовала исходная абстракция закрытой обратимой системы, в которой фактор времени не играет роли. Даже переход от классической ньютоновской физики к неклассической (релятивистской и квантовой) в этом отношении ничего не изменил. Правда, в классической термодинамике был сделан некоторый робкий прорыв — введено понятие энтропии и представление о необратимых процессах, зависящих от времени. Этим самым в физические науки была введена “стрела времени”. Но, в конечном счете, и классическая термодинамика изучала лишь закрытые равновесные системы, а неравновесные процессы рассматривались как возмущения, второстепенные отклонения, которыми следует пренебречь в окончательном описании познаваемого объекта.

Проникновение идеи развития в геологию, биологию, социологию, гуманитарные науки в XIX — первой половине XX в. происходило независимо в каждой из этих отраслей познания. Философский принцип развития мира (природы, общества, человека) не имел общего, стержневого для всего естествознания (а также для всей науки) выражения. В каждой отрасли естествознания он имел свои (независимые от другой отрасли) формы теоретико-методологической конкретизации.

Только к концу XX в. естествознание нашло теоретические и методологические средства для создания единой модели универсальной эволюции, выявления общих законов природы, связывающих в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), возникновение Солнечной системы и нашей планеты Земля (геогенез), возникновение жизни (биогенез) и, наконец, возникновение человека и общества (антропосоциогенез). Такой моделью является концепция глобального эволюционизма. В этой концепции Вселенная предстает как развивающееся во времени природное целое, а вся история Вселенной от Большого Взрыва до возникновения человечества рассматривается как единый процесс, в котором космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически связаны между собой. Космохимия, геохимия, биохимия отражают здесь фундаментальные переходы в эволюции молекулярных систем и неизбежности их превращения в органическую материю.

В концепции глобального эволюционизма подчеркивается важнейшая закономерность — направленность развития мирового целого на повышение своей структурной организации. Вся история Вселенной — от момента сингулярности до возникновения человека — предстает как единый процесс материальной эволюции, самоорганизации, саморазвития материи.

Важную роль в концепции универсального эволюционизма играет идея отбора: новое возникает как результат отбора наиболее эффективных формообразований, неэффективные же инновации отбраковываются историческим процессом; качественно новый уровень организации материи окончательно самоутверждается тогда, когда он оказывается способным впитать в себя предшествующий опыт исторического развития материи. Эта закономерность характерна не только для биологической формы движения, но и для всей эволюции материи. Принцип глобального эволюционизма требует не просто знания временного порядка образования уровней материи, а глубокого понимания внутренней логики развития космического порядка вещей, логики развития Вселенной как целого.

На этом пути очень важную роль играет так называемый антропный принцип. Содержание этого принципа в том, что возникновение человечества, познающего субъекта (а значит, и предваряющего социальную форму движения материи органического мира) было возможным в силу того, что крупномасштабные свойства нашей Вселенной (ее глубинная структура) именно таковы, какими они являются;

если бы они были иными. Вселенную просто некому было бы познавать. Данный принцип указывает на глубокое внутреннее единство закономерностей исторической эволюции Вселенной, Универсума и предпосылок возникновения и эволюции органического мира вплоть до антропосоциогенеза. Согласно этому принципу существует некоторый тип универсальных системных связей, определяющих целостный характер существования и развития нашей Вселенной, нашего мира как определенного системно организованного фрагмента бесконечно многообразной материальной природы. Понимание содержания таких универсальных связей, глубинного внутреннего единства структуры нашего мира (Вселенной) дает ключ к теоретическому и мировоззренческому обоснованию программ и проектов будущей космической деятельности человеческой цивилизации.

В настоящее время идея глобального эволюционизма — это не только констатирующее положение, но и регулятивный принцип. С одной стороны, он дает представление о мире как о целостности, позволяет мыслить общие законы бытия в их единстве, а с другой — ориентирует современное естествознание на выявление конкретных закономерностей глобальной эволюции материи на всех ее структурных уровнях, на всех этапах ее самоорганизации.

Глобальный эволюционизм — это интегративное исследователь­ское направление, учитывающее динамику развития неоргани­ческого, органического и социального миров. Он опирается на идею о единстве мироздания и представления о том, что весь мир является огромной эволюционирующей системой.

Глобальный эволюционизм включает четыре Типа эво­люции: космическую, химическую, социальную и биологическую — объединяя их генетической и структурной преем­ственностью. Наряду со стремлением к объединению представ­лений о живой и неживой природе, социальной жизни и техни­ки одной из целей глобального эволюционизма является потреб­ность интегрировать естественно-научное, обществоведческое, гуманитарное и техническое знание, т. е. глобальный эволюци­онизм претендует на создание нового типа целостного знания, сочетающего научные, методологические и философские осно­вания. Появление синергетики также свидетельствует о поиске глобальных и общеэволюционных закономерностей, универсально объединяющих развитие систем различной природы.

По мнению В. С. Степина и Л. Ф. Касавиной, обоснованию глобального эволюционизма способствовали три важнейших современных научных подхода: Теория нестационарной Все­ленной, концепция биосферы и ноосферы, а также идеи синер­гетики. Эволюционные процессы космоса, звездных групп скоплений и галактик, которые изучаются астрономией, носят вероятност­ный характер. Они описываются на языке статистических за­кономерностей. К эволюции звезд и планет применимы дина­мические законы. В эволюции живого важным посту­латом является утверждение о случайном характере мутаций, о том, что природа не знает своих конечных состояний. Антропный принцип фиксирует связь между свойствами расширяющейся Вселенной и возможностью возник­новения в ней жизни. Прин­ципиальную важность имело обстоятельство, свидетельствую­щее о совпадении Численной взаимосвязи параметров микро­мира: заряда электрона, размера нуклона, постоянной Планка и глобальных характеристик мегагалактики, ее массы, време­ни существования, размера. Свойства нашей Вселенной обу­словлены наличием фундаментальных физических констант, при небольшом изменении которых структура Вселенной была бы отличной от существующей.

Химическая форма глобального эволюционизма прослеживает совокупность межатомных соединений и их превращений, про­исходящих с разрывом одних атомных связей и образованием других. В ее рамках изучаются различные классы соединений, типы химических реакций (например, радиационные реакции, реакции каталитического синтеза и пр.).

В рамках глобального эволюционизма большое внимание уде­ляется эволюции Биологической. Ученые воссозда­вали картину естественного исторического изменения форм жизни, возникновения и трансформации видов, преобразования биогеоценозов и биосферы. В XX в. возникла синтетическая теория эволюции, в кото­рой был предложен синтез основных положений эволюционной теории Дарвина, современной генетики и ряда новейших био­логических обобщений. Наследственность как возможность пе­редавать генетические изменения последующим поколениям связывалась со степенью адаптации, позволяющей нормально функционировать в окружающей среде. Выявлялась роль обучения и подражания как механизмов, которые быстрее, чем через гены, воспроизведут навык в последующем поколении. В аппарате наследственности могут произойти случайные изменения — му­тации (из-за излучения, температурных режимов, химических воздействий) или рекомбинации, предполагающие перестройку наследственного аппарата родите­лей. В определенные периоды истории интенсивность мутаци­онных изменений возрастает в связи с усилением излучений из космоса, появлением озоновых дыр, аномалий над радиоактив­ными породами. Большинство подобных изменений ведет к гибели организма или придают ему свойства, нейтральные по отношению к адаптации в данной среде, и только очень незначительная часть приобретает новые свойства и ста­новится родоначальником нового вида. Так фиксирует­ся второй фактор эволюции - изменчивость. Вероятнее выживание новичков и превращение их в доминирующий тип на новой территории, куда их вытесняют особи прежнего доминирующего вида.

Человечество как продукт естественной эволюции подчиня­ется ее основным законам. Этап медленного, постепенного из­менения общества назван Эволюцией социальной. Причем изме­нения, происходящие в обществе, осуществляются не одновре­менно и носят разнонаправленный характер. Ученые отмечают, что процесс эволюции происходит сначала в популяции, а за­тем захватывает этнос. Люди, составляющие этносы, также на­капливают информацию об окружающей их природной (климат, ресурсы, рельеф) или социальной (поведение, законы общежи­тия) среде. Это составляет основу их культурной адаптации, ко­торая вырабатывает стереотипы поведения и мышления, затем превращающиеся в традиции. В обществе традиции интерпре­тируются как аналоги наследственности в биологической эво­люции.

 

12 ) Возникновение химических элементов. Основы их систематизации. Природа химических взаимодействий.

Порядковый номер в таблице Д.И. Менделеева указывает на количество протонов (и, следовательно, электронов) в атоме вещества. Количество нейтронов ядра атома определяется путем вычитания из атомного веса его порядкового номера.
Это тоже уточните пожалуйста...
Периодическая система Д. И. Менделеева стала важнейшей вехой в развитии атомно-молекулярного учения. Благодаря ей сложилось современное понятие о химическом элементе, были уточнены представления о простых веществах и соединениях.
Прогнозирующая роль периодической системы, показанная ещё самим Менделеевым, в XX веке проявилась в оценке химических свойств трансурановых элементов.
Разработанная в XIX в. в рамках науки химии, периодическая таблица явилась готовой систематизацией типов атомов для новых разделов физики, получивших развитие в начале XX в. — физики атома и физики ядра. В ходе исследований атома методами физики было установлено, что порядковый номер элемента в таблице Менделеева (атомный номер) является мерой электрического заряда атомного ядра этого элемента, номер горизонтального ряда (периода) в таблице определяет число электронных оболочек атома, а номер вертикального ряда — квантовую структуру верхней оболочки, чему элементы этого ряда и обязаны сходством химических свойств.
Появление периодической системы открыло новую, подлинно научную эру в истории химии и ряде смежных наук — взамен разрозненных сведений об элементах и соединениях появилась стройная система, на основе которой стало возможным обобщать, делать выводы, предвидеть.

Согласно общепринятой картине, наблюдаемая часть Вселенной образовалась в результате Большого Взрыва. В течение первых нескольких минут ее существования сформировались все ядра водорода и значительная часть ядер гелия, из имеющихся сегодня во Вселенной. Газ конденсировался в гигантские облака, послужившие основой для формирования протогалактик. Часть вещества протогалактик была израсходована на строительство первых звезд. Химический состав этих звезд должен быть таким же, как и вещества, синтезированного в Большом Взрыве: водород, гелий и немного лития. В недрах массивных звезд первого поколения последовательно происходили процессы горения гелия, углерода, кремния; в последнем процессе синтезируется большинство элементов железного пика. Когда, в конце своей жизни, массивная звезда взрывалась как Сверхновая, ядра синтезированных тяжелых элементов рассеивались в межзвездной среде, являясь исходным продуктом для генерации звезд второго поколения. Эти тяжелые элементы можно назвать первичными, т.е. синтезированными в звездах первого поколения. В массивных звездах первого поколения различные тяжелые элементы не синтезировались одинаково эффективно.

Природа хим взаимод строится на молекулярной структуре строения веществ. Взаимодействие происходит между атомами одного вещества и другого вещества. Пример: диффузия.

В настоящее время известны 4 вида полей или взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.
1.Сильное взаимодействие осуществляется между всеми адронами. Оно обеспечивает связь протонов и нейтронов в ядрах атомов, создавая стабильность атомов и вещества. Сильное взаимодействие вместе со слабым обеспечивает синтез дейтерия из протонов на Солнце, что является главным источником излучаемой им энергии.
2. Электромагнитное взаимодействие ответственно, в частности, за связь электронов с ядрами атомов, связь атомов в молекулах, оно лежит в основе химических превращений.
3.Слабое взаимодействие ответственно за распад всех нестабильных частиц, они обусловливают все процессы, связанные с нейтрино. Слабое взаимодействие делает возможной термоядерную реакцию взаимодействие протонов, в результате которого образуется дейтерий с выделением огромной энергии. Эта реакция является основным источником солнечной энергии. Испускание нейтрино в слабых взаимодействиях определяет эволюцию звезд, особенно на её заключительных этапах.
4.Гравитационное взаимодействие универсально, оно осуществляется между всеми элементарными частицами, присуще любым образованиям из них. Из-за слабости гравитационного взаимодействия оно оказывается особо значимым для больших масс.

 

13) особенности живой материи, возникновение жизни на земле и ее эволюция.

Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

Клетки многоклеточных организмов образуют ткани - системы сходных по строению и функциям клеток и связанных с ними межклеточных веществ. Ткани интегрируются в более крупные функциональные единицы, называемые органами. Внутренние органы характерны для животных; здесь они входят в состав систем органов (дыхательной, нервной и пр). Например, система органов пищеварения: полость рта, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, тонкая кишка, толстая кишка, заднепроходное отверстие. Подобная специализация, с одной стороны, улучшает работу организма в целом, а с другой - требует повышения степени координации и интеграции различных тканей и органов.

Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.

Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии - от момента зарождения до прекращения существования - как живая система. Возникают системы органов, специализированных для выполнения различных функций.

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, в которой создается популяция - надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования.

Биогеоценоз - совокупность организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.

Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.

Возникновение жизни или абиогенез — процесс превращения неживой природы в живую.

В узком смысле слова под абиогенезом понимают образование органических соединений, распространённых в живой природе, вне организма без участия ферментов. Альтернативой абиогенеза в этом смысле является панспермия.

Земля сформировалась 4 миллиарда 600 миллионов лет назад. Жизнь зародилась в морях. Маленькие клетки, водоросли и бактерии были первыми живыми существами. Клетки развивались, появились растения и животные. На это потребовались миллионы лет.

Появление динозавров произошло около 230 миллионов лет назад. Они исчезли 65 миллионов лет назад. Первые люди жили 5 миллионов лет назад.

Теорий возникновения жизни на Земле существует огромное множество, среди них и гипотеза о зарождении жизни из кубика льда, и теория внеземного происхождения жизни, и даже возникновение жизни в местах вулканической активности.

Одни из них имеют научные подтверждения, иные пока еще не изучены досконально. Так или иначе, но из всех существующих теорий большая часть ученого света поддерживают теорию Чарльза Дарвина, который предположил, что жизнь на Земле зародилась в водоеме.

Согласно дарвинской теории Земля начала эволюционировать около 4,5 млрд лет назад, когда на дне океана вблизи мест повышенной вулканической активности начали происходить первые химические реакции извергаемой лавы, богатой высокоэнергетическими веществами и металлами, с водой (на то время еще стерильной), благодаря чему началось образование новых молекул. Таким образом, на протяжении многих десятилетий океан выступал в роли «химической кухни», где было изготовлено главное блюдо – жизнь.

Пока что никому из ученых не под силу ответить на вопрос, что собой представлял первый живой организм – древний предок трех главных ветвей древа жизни: I - эукариот (животные, растения, грибы), II – прокариот (бактерии), III – архебактерий (устроены как прокариоты, но с иной структурой липидов).

Вся эволюция жизни на Земле происходила в несколько этапов – эр, подразделяющихся на периоды. Так, в архейской эре (3,5-2,6 млрд лет назад) – наидревнейшей эре – произошел первый биологический прорыв – переход от прокариот – безъядерных организмов к ядерным.

Постепенно поглощая прокариотические клетки и реагируя с ними, эукариоты усложнили свое строение и преобразовались в сложноорганизванные эукариотные клетки. Так аэробные бактерии перевоплотились в митохондрии, а фотосинтетические бактерии стали хлоропластами. Этот период стал началом формирования гетеротрофов в воде и на суше. Появилась почва, а в атмосфере началось накопление кислорода и углекислого газа.

Протерозойская эра (2,6 млрд – 570 млн лет назад) – следующий огромный этап, который отражает эволюция жизни на Земле. На протяжении него было положено начало полового размножения, которое, в свою очередь, привело к появлению новых видов растений и животных. Именно в этом периоде произошло возникновение многоклеточности, в результате чего появились простые кишечнополостные, черви, губки и иные примитивные организмы.

Возникновение многоклеточных организмов считается вторым биологическим прорывом. На протяжении всего протерозоя благодаря активности океанического планктона в атмосфере накапливался активный кислород, в результате чего сократилось количество углерода. Таким образом, архейская и протерозойская эра (криптозойская эра) были периодом скрытой жизни на Земле.

Период конца протерозойской – начала палеозойской эр (600 млн лет назад) стал третьим биологическим прорывом. В это время у живых организмов произошло закладывание скелета. На протяжении всей палеозойской эры (570-230 млн лет назад) происходило интенсивное развитие растительного и животного мира. Появились рыбы, животные постепенно вышли из воды на сушу.

В результате сокращения морей и поднятия суши климат изменился, и на поверхности Земли появились первые леса из хвощей, плаунов и гигантских папоротников. Такое изменение растительного мира повлекло за собой появление новых видов животных – пресмыкающихся, от которых позже появились млекопитающие и человек. Кстати, пять пальцев на каждой конечности люди получили именно от первого пресмыкающегося дипловертеброна.

Геологическая эра (230-67 млн лет назад) делится на периоды: триаский, юрский, меловой и называется эрой пресмыкающихся, поскольку в эту эру произошло их массовое распространение. В начале мезозоя произошло резкое изменение климата – засуха, из-за этого многие животные переместились в океан.

Их конечности атрофировались и появились первые дельфинообразные – ихтиозавры и плезиозавры. В триасе появились хищные и растительноядные динозавры. От динозавров в последствие появились первые птицы – археоптериксы (юрский период). А уж настоящие птицы, хоть и с зубами, появились уже в меловом периоде.

В этот же период сильно активизировалась вулканическая активность, благодаря чему климат стал более влажным. Это привело к появлению новых видов динозавров: гадрозавров, цератопсов, тераподов, включая тираннозавров.

Также появились высшие млекопитающие: сумчатые и плацентарные. В воде размножались моллюски, эласмозавры и крокодилоподобные плиозавры. Морские «жители» начали накапливать карбонат кальция, благодаря чему отложенный на дне мел, известняк и мергель активно нейтрализовывали углекислоту в атмосфере.

В конце мезозойского периода произошло массовое вымирание растительного и животного мира. Полностью исчезли динозавры, птерозавры и 80% всего морского «населения». Причиной этой катастрофы считают падение астероида или ядра кометы, но все это предположения… На этом этапе эволюция жизни на Земле не остановилась, а началась новая эра – кайнозойская.

Кайнозойская эра, в которой мы живем до сих пор (67 млн лет назад до сегодняшнего времени) стала эрой цветущий растений, насекомых, птиц и млекопитающих. Она делится на две периода: третичный и четвертичный.

В третичном периоде (67 -3 млн лет назад) в растительном мире появились тропические и субтропические леса, а в животном – первые приматы, которые стали прародителями человекообразных обезьян. В середине третичного периода на поверхности Земли уже существовали все виды животных и растений, началось постепенное остепнение суши, которое привело к сокращению лесных площадей.

При этом одни антропоидные обезьяны ушли вглубь лесов, другие наоборот, спустились на землю и начали ее активное завоевание. Именно данный вид обезьян является предками людей, появившихся уже в конце третичного периода.

В червертичном периоде (3 млн лет назад – наше время) произошло вымирание многих животных, большую роль в котором сыграл именно охотничий инстинкт, развитый у древних людей. Сегодняшний образ жизни (земледелие и скотоводство) стал последствием «неолитической революции», которая произошла около 10 тыс лет назад. Именно тогда люди отказались от собирательства и охоты.