Концептуальные системы биологии 2-я лекция 1.Концепция ноосферы В.И.Вернадского. 2. Синергетика – теория самоорганизующихся систем. 3.. Глобальный эволюционизм. Концепция В.И.ВЕРНАДСКОГО • В.И. Вернадский: БИОСФЕРА = это область жизни, основа которой взаимодействие живого и косного вещества. Живые организмы – функции биосферы и тесно связаны с ней. Сама биосфера – продукт длительного развития планеты. Живое вещество, «завоевав» планету, глубоко изменило ее, является трансформирующим фактором Земли. • Главная особенность биосферы – биогенная мутация химических соединений, вызываемая энергией Солнца и проявляющаяся в обмене веществ, росте и размножении организмов. Биосфера рассматривается как область земной коры, переводящая космические лучи в действенную земную энергию : электрическую, химическую, механическую, тепловую. Биосфера • это саморегулирующаяся система, в которой все жив. организмы связаны между собой, человек вмешивается в процессы этой природной системы и воздействует на нее. Человечество вступило в новую эпоху, когда, познав законы природы, оно проявляет себя как сила, способное сознательно управлять процессами в биосфере. Составные части и оболочки биосферы: • - живые организмы, • - биогенное вещество (уголь, нефть, известняки.) • - косное вещество ( в его образовании живое вещество не участвует) • - биокосное вещество (создается с помощью живых организмов) • - в-во космического происхождения • Вернадский проводит характеристику биосферы по отдельным оболочки: АТМОСФЕРА, ГИДРОСФЕРА, ЛИТОСФЕРА Главная особенность биосферы биогенная мутация химических соединений, вызываемая энергией Солнца и проявляющаяся в обмене веществ, росте и размножении организмов. Биосфера рассматривается как область земной коры, переводящая космические лучи в действенную земную энергию : электрическую, химическую, механическую, тепловую. Живое вещество • Это совокупность всех организмов Земли, находящихся на ней в данный период времени. • Миграция косного и живого вещества – единство земных естественноприродных процессов. • Происходит круговорот органического вещества. Каждый вид организмов – звено в биотическом круговороте. Существуют биотический и геологический круговорот. Можно вычислить скорость «передачи жизни». Возможная скорость размножения: бактерий – 1,25 суток, водорослей 379 лет – за этот период они могут захватить всю поверхность планеты. • Существует ПОСТОЯНСТВО БИОМАССЫ живого вещества: живое вещество на протяжении всей истории земной жизни остается постоянным. Ноосфера • • • • • • • • • • • • • Термин НООСФЕРА возник в 1936 г. впервые упомянул Вернадский (идея принадлежит Э.Леруа). Условия становления ноосферы: заселение человеком всей планеты; резкое преобразование средств связи и обмена между странами; усиление связей, в т.ч. политических между всеми государствами Земли; преобладание геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере; расширение границ биосферы и выход в космос; открытие новых источников энергии; равенство всех рас и религий; увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики; свобода научной мысли от давления авторитетов; подъем благосостояния трудящихся; разумное преобразование природы Земли с целью удовлетворить потребности населения; исключение войн из жизни общества. • НООСФЕРА может формироваться как закономерное воспроизведение на качественно новом уровне определенных особенностей организованности биосферы, которой должна следовать человеческая деятельность. Логика развития человеческой деятельности должна идти в унисон с организованностью биосферы. Преемственность человека по отношению к живому веществу планеты состоит в том, что своей деятельностью он должен продолжить логику развития органического мира. В этом – мировоззренческий смысл понятия ноосферы. Повышение жизнепригодности природной среды для существования общества зависит от разработки опережающей модели оптимального взаимодействия природы и общества (методологический смысл). КОЭВОЛЮЦИЯ • взаимоотношение человека и биосферы. Переход человечества в эпоху ноосферы Вернадский рассматривал как акт приспособления человечества. Необходима выработка новых принципов согласования своих действий и нового поведения людей новой нравственности. От этого зависит решение вопроса дальнейшего развития цивилизации. Теория САМООРГАНИЗАЦИИ (СИНЕРГЕТИКА междисциплинарное направление научных исследований, исследующая принципы построения организации, ее возникновения, развития и самоусложнения в различных системах • Самоорганизация – процессы возникновения упорядоченных структур в сложных нелинейных системах, находящихся в далеких от равновесия состояния. Это происходит вблизи так называемых точек бифуркации, рядом с которыми поведение систем становится неустойчивым. В этих точках, под влиянием флуктуаций или незначительных изменений может произойти кардинальное изменение системы. Таким образом, на развитие системы в точках бифуркации могут оказать влияние самые незначительные факторы, которые раньше считались нейтральными. • Открытия в области физики, такие, как исследования термодинамических процессов (И.А. Пригожин), а также химии (напр., ячейки Бенара) стали предпосылками синергетики. • Начало теории относят к1970-м гг . Сейчас принципы синергетики используются во многих науках (биологии, физической химии, экологии, космологии, демографии и др.). • Один из основоположников синергетики Герман Хакен выдели характеристики самоорганизующихся систем. Характеристики самоорганизующихся систем: • 1.ОТКРЫТОСТЬ. Самоорганизующиеся системы – это системы неравновесные • Согласно 2-му началу термодинамики, энтропия не может убывать в замкнутой системе – иначе следует «тепловая смерть» Вселенной. В Х1Х и ХХ вв. были обнаружены данные, доказывающие эволюцию Вселенной – от простого к сложному. • ОТКРЫТЫЕ – это такие СИСТЕМЫ, которые поддерживаются в определенном состоянии за счет непрерывного притока вещества, энергии и информации. Это необратимые системы. • 2.НЕЛИНЕЙНОСТЬ. • В отличие от стабильных и равновесных систем, не способных к самоорганизации, нелинейные системы влияют на среду таким образом, что в среде вырабатываются условия, которые вызывают изменения в самой системе. • 3.ДИССИПАТИВНОСТЬ. Хаос как фактор самоорганизации. • ДИССИПАЦИЯ – тенденция к размыванию организации, но в сложных системах она проявляет себя через противоположную функцию – структурообразование. Происходит формирование новых типов структур. ХАОС не является деструктивным началом (образ абсолютного зла в этике) – а выступает как материальное начало, которое способствует созиданию нового. Закономерности самоорганизации ГЛАВНАЯ ИДЕЯ СИНЕРГЕТИКИ – идея принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Происходит образование петли ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ системы и среды. При этом система начинает самоорганизоваться и противостоит тенденции ее разрушения средой. (напр., в химии – автокатализатор) АТТРАКТОРЫ – направления, в которых способна эволюционировать открытая система. В точке БИФУРКАЦИИ - система колеблется перед выбором пути организации. ФЛУКТУАЦИЯ( момент случайности) здесь может быть началом эволюции. В связи с этим, можно представить математические модели перехода от хаоса к порядку (в истории, экономике, демографии). ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ • Идея развития мира в естествознании существует, начиная с 18 в. • К концу ХХ века были созданы предпосылки для создания единой модели универсальной эволюции, выявления общих законов природы, связывающих в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), Солнечной системы и нашей планеты (геогенез), возникновение жизни (биогенез) и возникновение человека ка и общества (антропогенез). В этой связи - суть концепции глобального эволюционизма.. Вселенная рассматривается как развивающееся во времени природное целое, история Вселенной – единый процесс от Большого Взрыва до возникновения человечества (химический, биологический, социальный типы эволюции преемственно и генетически связаны между собой. Космохимия, геохимия, биохимия отражают фундаментальные переходы в эволюции молекулярных систем и неизбежности превращения их в органическую материю. • Важная закономерность глобального эволюционизма – направленность развития мирового целого на повышение своей структурной организации. Концепция саморазвития материи дает возможность проследить логику развития Вселенной как целого. • Одной из особенностей этой логики является то, что выявляется идея отбора: новое возникает как результат отбора наиболее эффективных формообразований, неэффективное отбраковывается историческим процессом: это характерно не только для биологических форм.