Успехи современного естествознания. Строение и функции ядра

Структура современного естествознания

Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Согласно Государственному образовательному стандарту в результате изучения дисциплины КСЕ студенты должны приобрести знания:

о методологии науки;

о научных концепциях, общепринятых в современной науке;

об истории основных естественнонаучных открытий и новейших открытиях в этой отрасли науки;

об использовании естественнонаучных достижений в современной технике и технологии;

о фундаментальном единстве всех естественных наук и роли естествознания в современной культуре.

В ходе изучения дисциплины КСЕ у студента должны быть сформированы умения использовать:

фундаментальные понятия, законы и модели классической и современной науки для интерпретации явлений природы в различных масштабах;

методы теоретического и экспериментального исследований;

методы оценки достоверности результатов и точности измерений;

приемы оценки численных порядков величин, характерных для естествознания.

Для освоения дисциплины КСЕ будет прочитано 17 лекций и проведено 17 практических занятий. Кроме этого будут проведены аудиторные и домашние контрольные работы, а по ряду тем выполнены рефераты и проведено тестирование.

Принцип формирования рейтинговой оценки. Он традиционен.

Для оценки аудиторной и самостоятельной работы студентов в семестре установлены три контрольных срока. Они объявлены деканатом.

Общее количество баллов, которые может набрать студент – 100 баллов.

Посещение лекций и практических занятий – 34 балла. Отсутствие на лекции или практическом занятии – минус 2 балла. Каждая контрольная работа и тест будут иметь свое количество баллов, которые определяет преподаватель.

Для допуска до экзамена или дифференцированного зачета студент должен в семестре набрать не менее 50 баллов. Студенты, набравшие более 60 баллов и выполнившие все необходимые контрольные работы, и сдавшие тесты на положительные оценки могут рассчитывать на оценку автоматом. При этом устанавливается следующее соотношение между баллами и оценками: более 86 баллов – отлично (86 баллов пограничное количество баллов – оценка на усмотрение преподавателя); 71 – 85 баллов – хорошо; 60-70 баллов – удовлетворительно.

На первой лекции предполагается дать определение терминов (глоссарий), а затем расшифровывать эти понятия. Начнем с естествознания.

Естествознание – система наук о природе, включающая естественную, техногенную и информационную среду. При этом созданная в ходе развития цивилизации среда называется техногенной.

Возникло понятие «наука». Наука –составляющая культуры, система знаний, сформированная на рациональной методологической основе.

Основу структуры современного естествознания составляют пять естественнонаучных отраслей, изучающих природу на качественно различных уровнях ее организации. Отрасль представляет собой систему наук – фундаментальных и прикладных, исследующих определенные формы движения материи. При этом фундаментальные науки имеют основной целью получение знаний, а прикладные – возможности применения знаний.

Под формой движения подразумевается специфический способ существования материального объекта – субстрата (носителя) этой формы. Каждая форма охватывает достаточно широкую область явлений, которые обладают качественным единством и подчиняются общим законам.

Первый самый низкий уровень организации природы – физические системы, т.е. физические объекты разного масштаба от элементарных частиц до Вселенной. Они являются субстратами физической формы движения материи. Отрасль, изучающая материю на этом уровне, – физика. В нее входят фундаментальные (механика, квантовая механика, термодинамика, электродинамика, оптика, кристаллофизика, астрофизика, космология и др.) и прикладные (прикладная механика, электротехника, теплотехника, гидравлика, астронавтика и др.) науки.

Второй уровень организации – химические системы, т.е. системы молекул разной сложности (от простых неорганических соединений до сложнейших по составу и структуре органических полимеров и биополимеров). На этом уровне реализуется химическая форма движения материи. Соответствующая отрасль наук – химия. Она также включает фундаментальные (неорганическая, органическая химия и др.) и прикладные (аналитическая, коллоидная химия и др.) науки. Кроме этого, имеются науки, объединяющие физические и химические формы движения материи (физическая химия, химическая физика и др.).

Третий уровень – геологические системы, планета Земля. Форма движения – геологическая. Отрасль наук – геология. Здесь также имеют место фундаментальные науки (тектоника, геодинамика) и прикладные (геокриология, разведка месторождений полезных ископаемых и др.).

Четвертый уровень – живые биологические системы. Форма движения – биологическая. Отрасль наук – биология. Примеры фундаментальных наук в этой отрасли – ботаника, зоология, анатомия, цитология, физиология; прикладные – медицинская биология, ветеринария и др. Имеются смежные науки: биофизика, биохимия, рудная микробиология и др.

Пятый уровень – разумные или психологические системы, организация высшей нервной деятельности. Форма движения материи – психологическая. Отрасль естествознания – психология. Это молодая отрасль, формирование которой началось в конце XIХ века.

Вне сферы естественнонаучных отраслей находится самый высокий уровень организации – социальный. Ему соответствует социальная форма движения материи. Она реализуется в социальных системах, включающих в себя не только собственно общество, но и геобиологическую среду, в которой оно развивается. Следовательно, граница между естественнонаучной и социальной гуманитарной научной сферой условна. Поэтому естествознание открытая система, связанная с другой открытой системой – гуманитарными науками (социологией, историей, теоретической экономикой и др.).

Отрасли естествознания связаны разветвленной сетью смежных наук: фундаментальных (физхимия, биофизика, биохимия. Геофизика, геохимия, биогеохимия и др.) и прикладных (почвоведение, агрономия, материаловедение и др.).

Все науки, входящие в естествознание, излагаются на «языках науки», которые также являются отраслями наук: логика, математика, информатика.

В настоящее время формируются науки, изучающие системы и системность на любом уровне организации природы, при любой форме движения материи – от физической до социальной. Это кибернетика, термодинамика сильно неравновесных систем, синергетика. Синергетика – наука о сложных самоорганизующихся системах, например, экосистема, геотехническая система и т.д.

Функции современного естествознания

Рассмотрение понятия, предмета и задачи естествознания как науки. Естествознание — одна из трёх основных областей научного знания о природе, обществе и мышлении. Закономерности и особенности развития естествознания. Функции современного естествознания.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Понятие, предмет и цели естествознания

2. Закономерности и особенности развития естествознания

3. Современные функции естествознания

Естествознание- это раздел науки, который изучает явления и законы природы.

Изучение естествознания очень актуально в современном мире, т.к естествознание изучает все процессы, происходящие в природе (ее происхождение, организация, устройство, законы деятельности).

Естествознание включает в себя множество наук, таких как: физика, химия, биология, космология, физхимия, биохимия, биофизика, геохимия, география, палеонтология, философия, математика.

Исследованием вопросов, особенностей, закономерностей отдельных составляющих естествознания занимались многие ученые еще с древнейших времен, такие как Аристотель, Демокрит, Пифагор.

В более поздний период такие экономисты как К.Маркс, Ф.Энгельс, В.И.Ленин также внесли свой вклад в развитие современного естествознания. В наше время изучением концепций современного естествознания занимаются такие научные деятели как В.Н.Найдыш, С.К.Карпенков, Д.И.Рузавин, А.А.Горелов и др.

Естествознание охватывает многие общие проблемы, например, проблемы политики, экономики, энергетики, экологии.

Естествознание в полном смысле слова общезначимо дает «родовую» истину, т. е. истину, пригодную и принимаемую всеми людьми.

Поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности.

Читать еще:  Красный шарик 6 играть онлайн. Красный шар

Естествознание, являясь основой любого знания, всегда оказывало на развитие гуманитарных наук значительное воздействие своими методами, методологическими и мировоззренческими установками и представлениями, образами и идеями.

1. Понятие, предмет и цели естествознания

Естествознание — система наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое. Естествознание — одна из трёх основных областей научного знания о природе, обществе и мышлении; теоретическая основа промышленной и сельскохозяйственной техники, медицины; естественнонаучный фундамент философского материализма и диалектического понимания природы.

Предметом естествознания являются различные формы движения материи в природе: их материальные носители (субстрат), образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи; их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис; основные формы всякого бытия — пространство и время; закономерная связь явлений природы как общего характера, охватывающая ряд форм движения, так и специфического характера, касающаяся лишь отдельных сторон тех или иных форм движения, их субстрата и структуры. «Предмет естествознания — движущая материя. Познание различных форм движения. является главным предметом естествознания» (Энгельс Ф.) Природа, которая служит предметом естествознания, рассматривается не абстрактно, вне деятельности человека, а конкретно, как находящаяся под воздействием человека, т. к. её познание достигается в итоге не только теоретической, но и практической производственной деятельности людей. Естествознание как отражение природы в человеческом сознании совершенствуется в процессе её активного преобразования в интересах общества.

Цели естествознания двоякие: 1) находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления и 2) раскрывать возможность использования на практике познанных законов, сил и веществ природы. Можно сказать: познание истины (законов природы) — непосредственная или ближайшая цель естествознания, содействие их практическому использованию — конечная цель естествознания. Цели естествознания совпадают с целями самой человеческой деятельности. «Законы внешнего мира, природы. суть основы целесообразной деятельности человека».

Необходимым условием развития естествознания является свобода критики, беспрепятственное обсуждение любых спорных неясных вопросов Естествознание, открытое столкновение мнений с целью выяснения истины, путём свободных дискуссий, способствующих творческому решению возникающих проблем.

2. Закономерности и особенности развития естествознания

Закономерности естествознания — те, которые присущи любой науке, но с учётом специфики изучаемого им предмета. Это:

а) обусловленность практикой (в конечном счёте);

б) относительная самостоятельность, т.е практическое решение возникающих задач может быть осуществлено лишь по достижении определенных ступеней самого процесса познания природы, который совершается от явлений к сущности и от менее глубокой к более глубокой сущности;

в) совокупность идей и принципов естествознания, теорий и понятий, методов и приёмов исследования, неразрывность всего познания природы;

г) постепенность развития естествознания при чередовании периодов относительно спокойного, эволюционного развития и резкой революционной ломки теоретических основ естествознания, всей системы понятий и принципов естествознания, всей естественнонаучной картины мира.

д) взаимодействие наук, взаимосвязанность всех отраслей естествознания, когда один предмет изучается одновременно многими науками (их методами), а метод одной науки применяется к изучению предметов др. наук;

е) противоречивость развития естествознания, доходящая до раскола на казалось бы несовместимые между собой концепции, причём на смену борющимся между собой односторонним концепциям в порядке разрешения их конфликта приходит принципиально новая концепция, охватывающая предмет в целом, диалектически;

ж) повторяемость идей, концепций, представлений с постоянными возвратами к пройденному, но на более высокой ступени этого развития; отсюда сравнение развития науки с «кругом кругов», с движением по спирали.

Попытки не считаться с закономерностями развития естествознания влекут за собой серьёзные недостатки в деятельности отдельных учёных и целых научных школ и направлений. Отрыв от запросов техники и производства порождает уход в схоластику (систематическая средневековая философия, сконцентрированная вокруг университетов и представляющая собой синтез христианского (католического) богословия и логики Аристотеля). В целом ход развития естествознания — это путь от созерцания природы (древность) через аналитическое расчленение (XV-XVIII вв.), когда был получен метафизический взгляд на природу, к синтетическому воссозданию картины природы в ее всесторонности, целостности и конкретности (XIX-XX вв.).

В последние годы начинает лидировать целая группа наук — молекулярная биология, кибернетика, микрохимия.

Особенно важными для науки являются философские выводы мировоззренческого характера, вытекающие на основе естественнонаучных достижений: закон сохранения и превращения энергии; теория относительности Эйнштейна, прерывность и непрерывность в микромире, неопределенность Гейзенберга и т. д. Они определяют облик современного естествознания.

К современному естествознанию относятся концепции, возникшие в XX в. Но не только последние научные данные можно считать современными, а все те, которые входят в толщу современной науки, поскольку наука представляет собой единое целое, состоящее из разновременных по своему происхождению частей.

От периода открытия до использования лежит продолжительный промежуток времени.

естествознание наука природа развитие

3. Функции современного естествознания

Рассматривая закономерности развития естествознания, нельзя обойти вопрос о современной функции естествознания. Опасные последствия использования достижений современного естествознания вынуждают многих исследователей задуматься над вопросами о современной функции естествознания, роли ученого и научного познания в современном мире.

Все отчетливее становится понимание того непреложного факта, что если не будут в геометрической прогрессии возрастать социальная ответственность ученых, роль нравственного, этического начала в науке, то человечество, да и сама наука, не смогут развиваться даже в прогрессии арифметической.

Наука не развивается в социальном вакууме, она является особым социальным инструментом, предназначение которого — обслуживание человека, его потребностей.

Это особенно относится к современной биологии, которая активно служит удовлетворению человеческих потребностей через комплекс сельскохозяйственных и медицинских дисциплин. Человек все в большей степени становится объектом исследования, открываются новые возможности управления процессами его жизнедеятельности.

Быстрое развитие генетики человека и все более широкое использование ее результатов в системе здравоохранения, а также прогресс исследований в области общей и особенно молекулярной генетики вызывают острые дискуссии относительно возможностей применения новых методов и путей воздействия на биологические основы жизни, развитие и здоровье отдельного человека и всего человечества.

Во всем мире тратятся миллионы долларов на исследования генетики. В недалеком будущем такие болезни, как СПИД или рак, будут лечить с помощью генов. Можно будет продлить человеку жизнь и сделать его значительно здоровее, обеспечить с помощью клонирования человека донорскими органами.

Но здесь, как у любой медали, — две стороны: вследствие лечения будет происходить накопление в генофонде нации плохого материала, так как чем активнее будут лечит человека, тем хуже будет генофонд. Каждый ученый, работающий в области генетики, должен сегодня занять четкую позицию, ибо упование на более мудрые будущие поколения служит тем, кто призывает к антигуманному использованию возможностей генетики, пусть даже в современных условиях еще фактически не реализуемых.

Говоря о будущем генетики, оценке ее общественной и идеологической значимости, необходимо помнить, что принципы и нормы любой морали отражают реальные потребности реальных людей. Вопрос о том, какие цели следует ставить, осуществляя определенные меры с помощью общей генетики человека, какие интересы людей должны быть удовлетворены, благодаря этим мерам, будет возникать всегда, так как от его решения зависит направление и обоснованность соответствующих исследований конкретных генетических мер.

Одним из реальных направлений генетики человека является возможность заранее предугадать пол ребенка, но американские социологи подсчитали, что это может повлечь за собой одностороннее предпочтение мужского пола, что приведет, по самым осторожным оценкам, к избытку новорожденных мальчиков в 7% дополнительно к естественному их избытку в 2,5%.

К очень перспективным направлениям относится так называемая генная инженерия, предметом исследований которой является как организм в целом, так и его молекулярный уровень: хромосомный, клеточный, а также уровень тканей, организмов и популяций.

Читать еще:  Местоимения my. Притяжательный падеж прилагательных в английском языке

Конечно, недооценивать грядущие успехи генной инженерии нельзя, но хочется надеяться, что человечество отойдет от животноводческого подхода и не даст превратить себя в подопытное стадо. Использование достижений биологии, в частности возможности воздействовать на генетическую структуру организма, не должно иметь серьезных негативных последствий.

Новые возможности открываются также при исследовании мозга человека. Ученые обнаружили, что если стимулировать у человека определенную структуру мозга, то возможности памяти и интеллекта возрастают в два раза. Эти работы сразу же сделали секретными, так как это можно использовать только для лечения, а не для того, чтобы человек стал умнее, ведь за все в жизни надо платить и не известно еще, чем заплатит человечество за эти знания.

В целом же можно отметить, что наука развивается в гармонии с гуманистическими идеалами и целями социального прогресса.

Однако развитие науки неоднозначно по своим последствиям для человека. Любые научные открытия, теории и идеи можно использовать и употреблять во вред человечеству (например, смертоносное термоядерное и бактериологическое оружие). Имеются реальные опасности негативных изменений психики и генетики, вообще здоровья человека.

Острота этой проблемы объясняется не только опасностью все увеличивающегося воздействия на человека канцерогенных факторов, ионизирующих излучений, химических мутантов, вредящих здоровью человека.

Увеличиваются также масштабы экспериментирования на человеке. Возникает все более реальная опасность манипулирования его генотипом.

Высокая сущность науки как орудия познания природы состоит не только в удовлетворении, но и в определении наших духовных потребностей. Это необходимо для защиты наследственных основ человечества, являющихся уникальным продуктом развития материи.

Естествознание — комплексная наука, изучающая физические, химические, астрономические, биологические и иные процессы и явления в окружающем нас мире. Естествознание изучает мир, как он есть, в его естественном состоянии, независимо от человека.

Предметом данной науки являются факты и явления, происходящие в окружающем мире и объясняющие наиболее важные законы функционирования окружающего мира. Цель естествознания можно определить как описание, систематизация и объяснение природных явлений и процессов; нахождение природно-следственных связей.

Изучением отдельных вопросов естествознания люди занимались еще с древнейших времен. В своем развитии эта наука прошла следующие этапы: Древнегреческий, Эллинистический периоды; Древнеримский период античной натурфилософии; вклад Арабского мира в развитие естествознания; естествознание в средневековой Европе; «научная революция».

Закономерностями развития естествознания являются те же закономерности, которые присущи любой науке. Попытки не считаться с ними влекут за собой серьёзные недостатки в деятельности отдельных учёных и целых научных школ и направлений.

Рассматривая закономерности развития естествознания, нельзя обойти вопрос о современной функции естествознания. Этические принципы науки не должны поэтому рассматриваться отдельно от социальных факторов, отрываться от общих этических и гуманистических ценностей человечества.

Я считаю, что изучение естествознания играет большую роль в современном мире, т.к оно изучает многие науки в совокупности, а также позволяет найти между ними точки соприкосновения. Это и является главной особенностью современного естествознания.

1. Хорошавина С.Г.Концепция современного естествознания: Курс лекций.4изд.: Феникс, 2005.- 274 с.

2. Гусейханов М.К., Раджабов О.Р. Концепции современного естествознания. — М.: Дашков и Ко, 2007. — 540 с.

3. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. — М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998 г.-232 с.

4. Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания. — М.: Аспект Пресс, 2000.- 649 с.

5. Кун Т. Структура научных революций. — М., 1975 г.- 300 с.

Успехи современного естествознания. Строение и функции ядра

Основные понятия и положения синергетики (продолжение)

Хаос. Теория самоорганизующихся систем по-новому трактует понятие хаоса. Хаос рассматривается как многогранный материальный фактор, который не только разрушает системы и процессы, но и обладает потенциальной творческой силой, способствуя возникновению новых объектов и явлений. Раскрывая эту сторону его «деятельности», следует указать, что, во-первых, хаос необходим для начального самоструктурирования нелинейных систем. Кроме того, он содействует резонансной интеграции простых субструктур в общую сложную структуру, согласованию скоростей их эволюции. И, наконец, хаос может выполнять роль механизма переключения, смены сценариев эволюции системы, переходов от одной относительно стабильной конструкции к другой. Самоорганизация — процесс самопроизвольного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса. Важное условие самоорганизации системы — наличие петли положительной обратной связи системы и среды. Только в этом случае процесс самоорганизации приобретает прогрессивный характер и эффективно противостоит тенденции его разрушения окружающей средой. Самоорганизующиеся системы, будучи сложными объектами, характеризуются большим числом степеней свободы. По мере развития системы из них выделяется ограниченное число доминирующих, к которым «подстраиваются» остальные. Именно эти основные степени свободы (называемые странными аттракторами) определяют возможные направления эволюции открытой нелинейной системы. Поскольку для аналитического описания аттракторов применяются методы, основанные на многократном повторении (итерации) одной и той же математической операции с незначительными флуктуациями того или иного параметра (параметров) графическое изображение аттракторов выглядит как семейство замкнутых кривых, образующих в пространстве характерную фигуру (рис.1.2.). Отличительной чертой самоорганизующихся систем является высокая чувствительность к начальным условиям. Малейшие изменения в начальном состоянии системы могут привести к непредсказуемым крупномасштабным последствиям. Таким образом, динамика этого процесса носит сложный, далекий от линейного, характер. На пути его развития могут встречаться переломные моменты (точки бифуркации), когда дальнейшая судьба системы принципиально неизвестна: перейдет ли она в состояние хаоса или преобразуется в качественно иную структуру с более высоким уровнем упорядоченности.

Некоторые другие системные концепции. Из прочих научных концепций, идейно связанных с системологией и синергетикой, необходимо выделить теорию автопоэза и теорию фракталов.

Теория автопоэза. (У.Матурана, Ф.Варела). Согласно этой теории сложные системы (биологические, социальные и др.) характеризуются двумя основными свойствами. Первое свойство — гомеостатичность, которая обеспечивается механизмом круговой организации. Сущность этого механизма заключается в следующем: элементы системы существуют для производства функции, а эта функция — прямо или косвенно — необходима для производства элементов, которые существуют для производства функции и т.д. Второе свойство — когнитивность: в процессе взаимодействия с окружающей средой система как бы «познает» ее (происходит соответствующее преобразование внутренней организации системы) и устанавливает такие границы области взаимоотношений с ней, которые допустимы для данной системы, т.е., которые не ведут к ее разрушению или утрате автономности. При этом данный процесс носит прогрессивный характер, т.е. на протяжении онтогенеза системы область ее отношений со средой может расширяться. Поскольку накопленный опыт взаимодействий с внешней средой фиксируется в организации системы, это существенно облегчает преодоление аналогичной ситуации при повторном столкновении с ней. Теория фракталов. (Б.Мандельброт). При изучении строения различных объектов природы была выявлена общая закономерность их геометрических характеристик. Так, установлено, что характерный для данного объекта геометрический «мотив» многократно повторяется на всех уровнях его структурной организации. Иными словами, элементы объекта на любом уровне по форме аналогичны целому, т.е. объект обладает свойством самоподобия (рис.1.3.). Такого рода структуры получили название фракталов. В качестве примеров можно привести структуру кровеносного русла (рис.1.4), русла реки, кроны дерева, контура береговой линии морей и океанов и др. Отличительной особенностью фракталов является их дробная размерность. Привычные объекты окружающего мира, как правило, характеризуются цельной размерностью: у точки она равна нулю, у линии — единице, у поверхности — двум, у объемного тела — трем, у процесса изменения тела во времени — четырем. Существенно, что фрактальная размерность заполняет эти промежутки. Примером может служить операция вписывания ломаной линии в линию берега водоема. При этом длина ломаной линии (одномерная величина) с увеличением масштаба карты (двумерная величина) стремится к беспредельному росту. Но поскольку площадь карты конечна, данная кривая будет иметь размерность больше единице, но меньше двух. Применительно к природным объектам, в первую очередь, биологическим, полагают, что фрактальный рост дает возможность устанавливать структурные, функциональные и генетические связи между пространствами разных размерностей. Так, посредством капилляров, имеющих размерность между единицей и двойкой, и сети сосудов, размерность которой лежит между двойкой и тройкой, обеспечивается кровоснабжение таких объемных структур как ткани и органы. Разработан специальный математический аппарат, который, с одной стороны, является адекватным инструментом для формального описания систем, имеющих фрактальную структуру, с другой, открывает возможности для конструирования широкого спектра искусственных фракталов. Полученные в этом направлении результаты применяются для моделирования различных объектов. Дальнейшие исследования в области фрактальной геометрии и синергетики выявили глубокие органические связи между этими научными направлениями. Оказалось, что математический язык фракталов точно и корректно описывает тонкую структуру аттракторов.

Читать еще:  К чему снится человек в окне. Открывать окно толкование сонника

Биологические объекты как системы. С позиций системного подхода биологические объекты условно подразделяются на корпускулярные (дискретные) и «жесткие» системы. Корпускулярные (дискретные) системы состоят из множества относительно автономных и в определенной мере взаимозаменимых единиц. При этом связи между элементами множества могут быть слабыми или практически отсутствовать. Главным системообразующим фактором является их отношение к среде, которое «заставляет» их вести себя сходным образом (особи в популяции, форменные элементы в потоке крови, гены в генофонде вида). Такие системы отличаются большой пластичностью: в силу относительной независимости их элементы способны к разнообразным перестановкам и комбинаторике. Благодаря этим свойствам значительно облегчается приспособление систем к ненаправленно изменяющимся условиям среды. Процессы отбора в них протекают с высокой эффективностью. «Жесткие» системы характеризуются жестко фиксированными (не в механическом, а в организационном смысле) связями между составляющими их элементами и подсистемами. При этом функциональная полноценность каждой части системы является необходимым условием функционирования системы в целом. Как правило, уровень организации таких систем значительно превосходит таковой составляющих их частей. Однако, в плане гибкости, способности к быстрым перестройкам они уступают корпускулярным системам. При полной «жесткости» связей эффективность функционирования такого рода систем определяется «принципом наименьших», согласно которому в системе имеется наиболее слабое звено, лимитирующее ее «жизнедеятельность» (пр.: ферментативные ансамбли метаболизма, системы органов животных и человека). В действительности эти два полярных типа систем в «чистом» виде почти не встречаются. При анализе сложных биологических объектов (биоценозы, многоклеточные организмы и др.) выявлено несколько способов их гармоничного сочетания. При первом способе имеет место закономерное чередование корпускулярного и жесткого типов организации при переходе от низших структурных уровней к более высоким: диплоидный набор хромосом (корпускулярность), взаимоотношения ядра, цитоплазмы и плазмалеммы (жесткие связи), множество клеток одной ткани (корпускулярность), взаимоотношения определенных тканевых структур в органе (жесткие связи), набор органов (корпускулярность), взаимоотношения систем органов (жесткие связи), множество особей одного пола (корпускулярность), взаимодополняемость полов (жесткие связи). Другой способ совмещения корпускулярного и «жесткого» принципов организации реализуется в биологических системах «звездного» типа, причем, на одном структурном уровне. В «центре» такой системы находится орган (как правило, характеризующийся эволюционной консервативностью), связанный тесными связями с определенным множеством «периферических» органов (признак «жестких» систем). Вместе с тем «периферические» органы, находясь в зависимости от «центрального», совершенно независимы друг от друга, прежде всего, в эволюционном плане. Это означает, что структуры, располагающиеся на периферии «звездных» систем, могут свободно эволюционировать и приводить к совершенно различным эволюционным результатам (признак корпускулярных систем). Примером может служить эндокринная система позвоночных животных. Так, «ось» гипоталамус — гипофиз — половые железы (центр системы) определяет развитие вторичных половых признаков — рога у оленей, грива у львов, характерное оперение у птиц, голосовой аппарат и гребень — у земноводных, яркая расцветка — у рыб (периферия системы).

Системный подход к биологическим объектам позволил выявить ряд присущих им характерных особенностей. Обмен веществ между элементами (подсистемами) внутри системы и системой и окружающей средой, организованный во времени и в пространстве и сопровождающийся преобразованием элементов системы; рециркуляция веществ на всех уровнях организации системы.
Итеративность — многократное повторение одной и той же операции (размножение организмов, репликация нуклеиновых кислот, циклы биохимических реакций, ферментативный катализ и др.).
Дискретность. Биосистемы состоят из набора относительно автономных структурных единиц различного ранга. Их разнообразные функции обеспечиваются путем комбинации небольшого числа стандартных функциональных блоков — идентичных для большинства организмов молекул и надмолекулярных комплексов. Дискретность биологических систем во времени заключается в том, что время их существования конечно. Важной особенностью временной организации биологических систем является то, что продолжительность существования составляющих их подсистем и элементов, как правило, значительно различаются. При этом наблюдается следующая закономерность: чем ниже ранг подсистемы (элемента), тем короче время ее (его) жизни. Однако прекращение существования подсистемы (элемента) как физической единицы не означает более или менее быстрое исчезновение множества элементов, членом которого она (он) является. Их количественный баланс и качественные характеристики поддерживаются сформировавшимися в эволюции специальными механизмами (размножение, физиологическая регенерация и др.), благодаря чему и обеспечивается целостность и преемственность биологических систем во времени. Наиболее наглядно эта закономерность прослеживается на организменном (онтогенетическом) уровне организации живой природы. Смерть является неизбежным финалом индивидуального развития отдельных особей. Вместе с тем, благодаря их способности к размножению вид, который они представляют, может существовать длительное время. Избыток структурных элементов и связей между ними позволяет повысить надежность биосистем и их устойчивость к повреждающим факторам, а также обеспечить им свойство пластичности — способности легко переходить из одного режима функционирования в другой. Наследственность и изменчивость одновременно обеспечивают хранение, использование и передачу биологической информации, а также необходимый уровень ее неоднородности (разнообразия). Способность к самоорганизации и саморазвитию — формирование целостных организмов на основе реализации собственной наследственной информации и самоупорядочение составляющих их элементов и подсистем. Для поддержания высокого уровня упорядоченности элементов системы необходим постоянный приток веществ и энергии из окружающей среды. Наряду с вышеуказанными к характерным свойствам биосистем необходимо отнести раздражимость и возбудимость, способность к адаптации и самовоспроизведение (размножение).

  1. Берталанфи Л. Фон. История и статус общей теории систем// в кн.: Системные исследования. Ежегодник. М, 1973
  2. Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода. М, Наука, 1973, 270 с.
  3. Богатых Б.А. Фрактальные структуры живого и эволюционный процесс//Журнал общей биологии, 2006, 4, С.243-255
  4. Богданов А.А. Всеобщая организационная наука (тектология). 3-е изд. М, Берлин, 1925-1929, Т.1-3
  5. Волкова В.И., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб, Изд. СПбГТУ, 1997, 510 с.
  6. Капра Фритьоф Паутина жизни. София, 2003, 335 с.
  7. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизация сложных систем. М, Наука, 1994
  8. Малиновский А.А. Тектология. Теория систем. Теоретическая биология. М, Едиториал УРСС, 2000.
  9. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М, Альфа-М, 2005, 621 с.
  10. Пайтген А.О., Рихтер П.Х. Красота фракталов. М, Мир, 1993
  11. Пригожин И., Стенгерс И. Время. Хаос. Квант. К решению парадокса времени. М, Эдиториал, 2000
  12. Хлебович В.В. Уровни гомеостаза//Природа, 2007, 2, С.63-65
  13. Чайковский Ю.В. Наука о развитии жизни. М, Товарищество научных изданий, 2006, 712 с.
  14. Шаповалов В.И. Основы синергетики: макроскопический подход. М, Испо-Сервис, 2000.

Источники:

http://studopedia.ru/2_40628_struktura-sovremennogo-estestvoznaniya.html

http://otherreferats.allbest.ru/biology/00154826_0.html

http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=9973

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector