Концепции современного естествознания часть II человек и вселенная
|
Скачать 1.95 Mb.
|
|
6.5 Диалектика отношений симметрия–асимметрия Симметрия и асимметрия – две органически связанные между собой противоположности объективного мира. Они предполагают и взаимоохватывают друг друга. Наличию симметрии сопутствует асимметрия: так симметрия кристаллов порождает анизотропию физических свойств. Симметрия выступает как форма, скрывающая асимметрию и наоборот. Асимметрия выполняет в живом структурообразующую, созидающую функцию. Одновременно асимметрия в живом является носителем скрытых высших форм симметрии. Универсальность симметрии тесно взаимосвязана с универсальностью асимметрии. Единство симметрия–асимметрия определяет сущность логики развития природы. Симметрия обладает такой всеобщностью, что какую бы сферу природы мы ни взяли, она сразу же становится осязаемой. Поэтому тема симметрии при детальном рассмотрении оказывается неисчерпаемой. В неисчерпаемости симметрии – нашли отражение материальное единство мира и его многообразие, всеобщность взаимосвязей всего сущего, их вечности, устойчивости и одновременно движения, эволюции, изменчивости. В симметрии отразились все грани сложного мира и именно поэтому симметрия в естествознании лежит в основе современной феноменологии. 7. Современная единая физическая картина мира 7.1. Модель единого физического поля и многомерность пространства-времени Перед рассмотрением единого описания всех физических явлений следует вкратце упомянуть о попытках создания моделей единого физического поля (ЕФП). Такие попытки неоднократно предпринимались, начиная с Эйнштейна. Хотя до настоящего времени ЕФП не разработана, можно отметить, что С. Вайнберг, Ш. Глэшоу и Э. Салам в 1967 г. показали, что слабое и электромагнитное взаимодействия есть одно и то же электрослабое взаимодействие, проявляющееся при энергиях свыше 100 ГэВ. При меньших энергиях спонтанно нарушается симметрия между ними и в обычных условиях мы наблюдаем их как разные поля и взаимодействия. Ш. Глэшоу и Г. Джордан в 1979 г. предположили, что при энергии свыше 1014 ГэВ слабое, электромагнитное и сильное взаимодействия также объединяются. Это так называемая первая теория Великого объединения (ТВО). По этой теории, лептоны могут переходить в кварки и наоборот. Необходимо помнить, что кварки имеют барионный заряд, не равный нулю, а у лептонов В = 0. При таких превращениях нарушается закон сохранения барионного заряда. Возникает вопрос, насколько стабилен протон, время жизни которого около 1030–1032 лет. По сравнению со временем существования Вселенной (более 1010 лет) это время жизни протона значительно больше, чем возраст нашей Вселенной. Если это действительно так, то возникает гипотеза, что вещество во Вселенной может быть не стабильно. Кроме того, ТВО «разрешает» существование в свободном состоянии кварков и тогда они действительно являются фундаментальными частицами. При энергиях свыше 1019 ГэВ возможно включение в общую схему объединения взаимодействий и гравитационных полей. Это и есть модель (или теория) супергравитации, или суперсимметрии, ведущая к объединению симметрии ОТО. Частицами-переносчиками должны быть безмассовые частицы со спином S = 2, называемые гравитонами, о которых мы упоминали. Физический вакуум порождает виртуальные (возможные) частицы, которые своей массой создают дополнительное поле тяготения. Согласно ОТО в этом же месте и в тот же момент времени изменяются геометрические свойства пространства-времени, т. е. оно флуктуирует. Согласно такой модели гравитон – это квант флуктуирующего пространства–времени, объединяющий в себе и элементарную частицу, и волну искривления, распространяющуюся по четырехмерному миру. Эффекты, связанные с этим, должны проявляться на так называемых планковских расстоянии и времени  и  и соответствующей массе  .В ранние моменты существования Вселенной пространство-время было дискретным, квантованным, как это следует из физического смысла постоянной Планка. Волну искривления пространства связывают в теории супергравитации с моделью суперструн. В этой модели в качестве элементарной основы мира служат уже не фундаментальные частицы, а элементарные процессы – колебания бесконечно длинных струн с очень малым размером поперечного диаметра. Пο оценкам теоретиков толщина струны 10-29 см и погонная мacca 1022 г/см, т.е. такие бесконечно протяженные объекты являются очень тонкими и очень тяжелыми. При этом могут возникать резонансы колебаний разных струн, вихри в пространстве, которые можно связать с ритмикой Космоса, циклическими процессами во Вселенной, оказывающими влияние на все процессы на Земле. 7.2. Современная физическая картина мира Подведем краткий итог рассмотренных идей современной естественно-научной картины мира на основе постнеклассических физических представлений или той физики, которая, по терминологии И. Пригожина, является физикой существующего. Современная естественно-научная картина отличается более фундаментальным уровнем рассмотрения явлений природы. Физические теории построены на базе основных понятий, свойств, состояний природы, таких, как время, пространство, масса, заряд, поле, вакуум и т. д. Разработана теория атома, объясняющая их стабильность, периодичность свойств химических элементов, образование химических связей различных видов, поясняющих разнообразные физические и химические явления. Установлено строение атома и составляющих его частиц. В итоге сформулирована последовательная концепция атомистического строения материи, согласно которой все сущее состоит из 12 фундаментальных фермионов: 6 кварков различных ароматов и цветов и 6 лептонов с различными лептонными зарядами. Все многообразие природных явлений объясняется взаимопревращением этих частиц и их взаимодействием, которые сводятся к четырем видам фундаментальных взаимодействий – гравитационному, сильному, слабому и электромагнитному. Предполагают, что переносчиками взаимодействия (носителями полей) являются частицы – фундаментальные бозоны, фотон, гравитон. Предпринимают попытки объединить эти взаимодействия в одно. Важно также, что результаты исследования микромира дают возможность по-новому осмыслить процессы мегамира – рождение и эволюцию звезд, галактик, всей Вселенной. Считается, что в окрестностях точки Большого Взрыва при Т > 1032 К отмеченные взаимодействия объединены. Другим существенным моментом является то, что современная естественно-научная картина Мира основана на фундаментальном вероятностном принципе обобщения закономерностей, вытекающим из квантовой физики. Его допустимо распространять и на гуманитарный подход к изучению мира, т. е. использовать физические модели, в том числе статистические физические модели, для описания природы, социума и общества в целом. При этом природа, общество, Вселенная рассматриваются в развитии, во взаимодействии их сущностей. Так, ОТО связала пространство-время, квантовая теория доказала условность разделения вещества и поля. Выяснилась тесная взаимосвязь таких свойств объектов природы, как симметрия – асимметрия, хаос и порядок, дискретность и континуальность. Классическое естествознание на разных этапах развития картин мира рассматривало физические модели описания объектов как замкнутых систем с линейными зависимостями описывающих их параметров. В современной картине мира предполагают более распространенные в природе открытые системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Для них характерны разнообразие, неустойчивости эволюции, нелинейные соотношения, процессы самоорганизации. Синергетический подход применим к объяснению самых разнообразных явлений в мире. Выяснилось, что нелинейность присуща не только чисто физическим процессам, но и большинству других – биологических, психологических, социальных, экологических, демографических, политических, экономических и др. Поэтому в синергетической картине мира с единых позиций объясняется большинство глобальных процессов, на основе нелинейности связей в различных моделях и системах. Использование методов и понятий синергетики позволяет прогнозировать эволюцию систем различной природы через процессы самоорганизации материи. Понятия бифуркаций, возникновения новых упорядоченных структур из хаоса и возможность управления процессами через малые управляющие параметры дают возможность более адекватно рассматривать природу самых разнообразных явлений, а в социально-экономических проблемах принимать правильные решения. Новые структуры возникают в точках бифуркации, когда еще не ясно, куда будет двигаться система, но тенденцию можно спрогнозировать или проанализировать выбором решений и путей развития. Само научное знание развивается так же, как открытая система, – по законам самоорганизации. Постнеклассическое естествознание рассматривает мир как процесс, и в синергетической картине он представляется глобальной иерархической самоорганизующейся системой. Окружающий человека мир, безграничный в пространстве и времени, дает грандиозную картину мироздания, в которой все связано со всем. Жизнь природы, Земли, Вселенной, физическая и духовная жизнь человека, жизнь и эволюция общества – все подчинено единым фундаментальным законам природы. Человек всегда пытался определить эту глобальную взаимосвязь всего со всеми разными способами и понять свое место, роль и предназначение в мире. Развитие науки, а прежде всего физики как способа познания, позволило построить некие модели – системы понимания и описания картины мира на основе существующего знания. На разных этапах развития человечества построены механическая, электромагнитная, квантово-механическая, синергетическая картины мира. Это отражает лишь бесконечный процесс познания, приближения к единой эволюционной картине мира и обусловливает принципиальную незавершенность научной картины мира. Современная наука пытается переосмыслить познанное, преодолевая необъясненные парадоксы и стереотипы мышления, создавая новую мировоззренческую парадигму. В свое время механический взгляд, создавший рациональный метод объяснения мира, позволил объяснить и предсказать его развитие, но отделил человека и Бога от существующего мира. Лапласовский детерминизм тем самым выделил естественные науки из общего холистического понимания всего сущего. Физика отделилась от гуманитарного знания, последующее проникновение в природу вещей на основе естественных наук на самом деле позволило лишь увидеть глубину, сложность и непознанность мира, хотя это, конечно, не означает прекращения попыток познать его! На фундаментальном уровне природа едина, все грани в ней условны и лишь отражают последовательное приближение коллективного разума человечества к познанию мира. Об этом писал Η. Η. Моисеев: «Очень многое не ясно и скрыто от нашего взора. Тем не менее, сейчас перед нами развертывается грандиозная гипотетическая картина процесса самоорганизации материи от Большого Взрыва до настоящего времени, когда материя познает себя, когда ей присущ Разум, способный обеспечить ее целенаправленное развитие». Единство всего сущего и его различных проявлений должно обусловливать и сближение, взаимопроникновение естественнонаучного и гуманитарного подходов к познанию мира. При этом меняется также и роль исследователя в этом процессе познания: он сам становится неотъемлемой частью создаваемой им картины мира, которая вследствие этого перестает быть только естественнонаучной. Правильнее считать, что современная картина мира должна строиться на базе парадигмы естественной и гуманитарной культур, целостного, непредвзятого взгляда на мир. Поэтому наука есть основа взаимопонимания, искусство – основа мировосприятия, а их сумма – основа гармонического восприятия всего мира, человеческого мироощущения. В представления современной естественнонаучной картины мира органично вписываются также идеи В. Вернадского о ноосфере как симбиозе человечества и остальной природы, обеспечивающей их коэволюцию, взаимодействие и способ существования. Можно надеяться, что новый целостный взгляд на мир, общество, жизнь в рамках современной концепции естествознания позволит человечеству в XXI в. разумно решать глобальные проблемы демографического, экологического, политического и социально-экономического характера. Не забывая при этом предостережение С. Хокинга: «Предположение, что законы физики, открытые и изученные в лаборатории, будут справедливы в других точках пространственно-временного континуума, безусловно, очень смелая экстраполяция». И все же согласимся с А. Эйнштейном, что «самое удивительное в природе это то, что мы можем ее понять». И «наша первейшая задача – научиться слушать природу, чтобы понять ее язык» (И. Тамм), а «то, что мы видим, зависит от того, куда мы смотрим» (Е. Лец). 8. Физика живого и эволюция природы 8.1. Уровни организации живых систем и системный подход к эволюции живого Представления о неравновесности живого организма развил биолог фон Берталанфи, введя термин «открытые системы», ныне широко используемый в синергетике. Он рассматривал стационарные состояния в неравновесной живой системе, которые, определил как «текущее равновесие». На основе обобщения физических, в частности термодинамических, представлений им разработана теория биологических организмов, рассматривающая организм как целостную сложную иерархическую систему. По существу в применении к биологии им предложено использовать метод системного анализа, активно применяемый в науке и технике. В частности, высказана идея, что системная организация – основа точной биологии. Организм – пространственное целое, проявляющееся во взаимодействии частей и частных процессов. Процессы в живом организме обусловливаются целостной пространственной системой, подчиненной жесткой иерархии. Концепция структурных уровней позволяет не только описать живые организмы по уровням их сложности и закономерностям функционирования, но и расположить в иерархическом порядке, при котором каждый предыдущий уровень входит в последующий, образуя единое целое живой системы. Тем самым представление уровней организации хорошо сочетается с целостностью организма. Критерием выделения основных уровней выступают специфичные дискретные структуры и фундаментальные биологические взаимодействия. Различают следующие уровни организации биологических структур:
Н. В. Тимофеев-Ресовский приводит другую классификацию уровней:
Существует и такая градация: молекулярный, клеточный, тканевой, органный, онтогенетический, популяционный, видовой, биогеоценотический и биосферный. На каждом уровне выделяют элементарную единицу и элементарные явления. Элементарная единица – это структура, закономерное изменение которой приводит к элементарному явлению. Элементарной единицей на молекулярно-генетическом уровне является ген, на клеточном – клетка, на организменном – особь, на популяционном – совокупность особей одного вида – популяция. Совокупность элементарных единиц и явлений на соответствующем уровне отражает содержание эволюционного процесса. Переход от одного уровня к другому происходит скачкообразно, дискретно, в соответствии с основными принципами квантовой механики, и такие переходы в физике представляют собой неравновесные фазовые переходы, которым в синергетике соответствуют бифуркации. Механизм перехода в понятиях синергетики реализуется через хаотические состояния, и через него реализуется связь разных уровней организации. В точках бифуркации малое случайное изменение может привести к сильному возмущению системы, и возникает фазовый переход. В таком представлении гибель живого организма можно рассматривать как фазовый переход «жизнь – не жизнь». Понятия о целом и части, используемые не только в системном анализе, но и в философии, можно применять к физике живого, поскольку живым организмам присущи гармоническая иерархичность и целевая функция. Действительно, рассматривая любые явления и свойства живой и неживой природы, мы обязательно касаемся проблемы целого и части — все наблюдаемые объекты являются частями более общего понятия целого и, в свою очередь, состоят из каких-то частей. Эти представления применимы к эволюции любой сложной неравновесной системы с нелинейной динамикой ее развития в процессах самоорганизации. Гармонизация этих процессов в живых организмах и шире – во всей природе находит свое отражение в понятиях «ян» и «инь» восточной философии и в идее «золотого сечения». |
Похожие:
 |
Карпенков С. Х. К26 Концепции современного естествознания: Учебник для вузов К26 Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: Академический Проект, 2000. Изд. 2-е, испр и доп. – 639 с |
 |
Учебно-методический комплекс дисциплины «Концепции современного естествознания» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Список литературы из фондов научной библиотеки рггу по состоянию на март 2008 Гуго (1877-1946). Доисторический человек : с 39 табл., 4 к и 404 рис в тексте / Обермайер Гуго. Спб. [Тип. Ао брокгауз-Ефрон], [1913].... |
|
Методика № дифференциально диагностический опросник (ддо; Е. А. Климов) Шкалы Шкалы: типы профессий человек-человек, человек-техника, человек-знаковая система, человек-художественный образ, человек-природа Назначение... |
|
Тематическое планирование уроков химии 8класс Химия как часть естествознания. Химия-наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях |
|
Григорий Чхартишвили Предисловие Часть первая. Человек и самоубийство... Эдипов комплекс в истории суицидентов X. и Г. Опыт патологоанатомического психоанализа |
|
Кокин А. В. Концепции соврем естествознания: уч пособие / А. В. Кокин Дубнищева Т. Я., А. Ю. Современное естествознание: уч пособие / Т. Я. Дубнищева, А. Ю. Пигарев. – 2–е изд. – М.: Ивц «Маркетинг»»,... |
|
Программы В программе: Формы и приемы обучения современного урока по физической культуре. Календарно-тематическое планирование современного... |
|
Техническое задание 643. 05246295. 00059-01 тз 01 Концепции развития телемедицинских технологий в Российской Федерации, утверждённой приказом Минздрава РФ и рамн от 27. 08. 2001 г.... |
|
Общие методологические основы организации образования : вопросы системного... Учет материалов концепции развития техносферы дополнительного образования детей на среднесрочную перспективу, рекомендаций межрегиональных... |
|
Задание Определение маркетинговой концепции организаций ... |
|
Неповторимый Чеснок (часть 1) Ваша маленькая команда добавлена в командный режим выживания (обычный), случайно сгенерированное число участников: 6 человек] |
|
Информация о нарушениях, выявленных Государственной инспекцией труда... Года составила 695,4 тысяч человек (уменьшилась по сравнению с 2010 годом на 2,8 тысяч человек). Численность населения трудоспособного... |
|
В. М. Жуков Глава Механизмы в популяционной генетике Вселенная – это цепь или лестница, спускающаяся от подножья божественного трона на небе до ничтожнейшего творения на земле |
|
Которая в последнее время становится очень актуальной в нашем обществе.... Сегодня компьютеры стремительно внедрились в жизнь современного человека. Уже стало привычным видеть, что человек взаимодействует... |
|
Вводная часть Человек в процессе жизнедеятельности непрерывно взаимодействует со средой обитания, со всем многообразием факторов, многие из которых... |