Шпаргалки к экзаменам и зачётам

Эволюция понятий пространства

Пространство и время — категории, посредством которых обозначаются формы бытия вещей и явлений, которые отражают, с одной стороны, их событие, сосуществование (в П.), с другой — процессы смены их друг другом (во В.), продолжительность их существования. П. и В. являют собой несущую конструкцию любой известной до сих пор объяснительной картины мира. Определение хотя бы в самом первом приближении масштабов в П. и ритмики смены во В. всех действительных и потенциально мыслимых природных и общественных систем как процедура представления фундаментальных параметров бытия является необходимым условием не только процесса постижения мира человеком, но и осознания последним самого себя. Принципиально различными в трактовке П. и В. в истории философии выступали подходы, постулирующие их как: а) такие формы бытия, которые полностью автономны от тех явлений и вещных систем, которые в них "помещены" и в них существуют и являются; б) такие порядки, такие внутренние "меры" природно-социальных систем, которые задаются их взаимодействием и обусловлены их природой и характером. В модели мироустройства Ньютона П. и В. трактовались как однородные, универсальные и абсолютные формы бытия. Идеи "пустого" П. и абсолютного, автономного от человека В. были переосмыслены как философской традицией Декарта, постулировавшего их "заполненность" и обусловленность осуществляющимися взаимозависимостями и взаимодействием вещей и явлений, так и физикой 20 в., сформировавшей представление о едином "П.-В.", задающем многомерные метрики бытия и тем самым интерпретирующем В. всего лишь как одну из координат многомерного пространственно-временного континуума. В истории философии было принято различать "объективное" В., могущее фиксироваться соразмерно процессам в микромире либо ритмам движения небесных тел (и которому в таком смысле отказывает в праве на существование современная физика), и В. "субъективное", связанное с его осознанием людьми и распадающееся в зависимости от формы своей артикуляции на перцептуальное и концептуальное. В рамках концептуальных моделей возможно многомерное пространство, не апплицируемое на трехмерный мир, и нелинейные модели течения времени. В философии 20 в. доминирует понимание В. как условия возможности, как предпосылки субъективности и объективности в любом их модусе, а следовательно, постулирование того, что В. отсутствует и в субъекте, и в объекте, и "вовне" и "внутри" (Хайдеггер).

 

Основные концепции пространства и времени.

Важнейшие философские проблемы, относящиеся к П. и в., — это вопросы о сущности П. и в., об отношении этих форм бытия к материи, об объективности пространственно-временных отношений и закономерностей.

На протяжении почти всей истории естествознания и философии существовали 2 основные концепции П. и в. Одна из них идёт от древних атомистов — Демокрита, Эпикура, Лукреция, которые ввели понятие пустого пространства и рассматривали его как однородное (одинаковое во всех точках) и бесконечное (Эпикур полагал, что оно не изотропно, т. е. неодинаково по всем направлениям); понятие времени тогда было разработано крайне слабо и рассматривалось как субъективное ощущение действительности. В новое время в связи с разработкой основ динамики эту концепцию развил И. Ньютон, который очистил её от антропоморфизма. По Ньютону, П. и в. суть особые начала, существующие независимо от материи и друг от друга. Пространство само по себе (абсолютное пространство) есть пустое "вместилище тел", абсолютно неподвижное, непрерывное, однородное и изотропное, проницаемое — не воздействующее на материю и не подвергающееся её воздействиям, бесконечное; оно обладает 3 измерениями. От абсолютного пространства Ньютон отличал протяжённость тел — их основное свойство, благодаря которому они занимают определённые места в абсолютном пространстве, совпадают с этими местами. Протяжённость, по Ньютону, если говорить о простейших частицах (атомах), есть начальное, первичное свойство, не требующее объяснения. Абсолютное пространство вследствие неразличимости своих частей неизмеримо и непознаваемо. Положения тел и расстояния между ними можно определять только по отношению к др. телам. Др. словами, наука и практика имеют дело только с относительным пространством. Время в концепции Ньютона само по себе есть нечто абсолютное и ни от чего не зависящее, чистая длительность, как таковая, равномерно текущая от прошлого к будущему. Оно является пустым "вместилищем событий", которые могут его заполнять, но могут и не заполнять; ход событий не влияет на течение времени. Время универсально, одномерно, непрерывно, бесконечно, однородно (везде одинаково). От абсолютного времени, также неизмеримого, Ньютон отличал относительное время. Измерение времени осуществляется с помощью часов, т. е. движений, которые являются периодическими. П. и в. в концепции Ньютона независимы друг от друга. Независимость П. и в. проявляется прежде всего в том, что расстояние между 2 данными точками пространства и промежуток времени между 2 событиями сохраняют свои значения независимо друг от друга в любой системе отсчёта, а отношения этих величин (скорости тел) могут быть любыми.

Ньютон подверг критике идею Р. Декарта о заполненном мировом пространстве, т. е. о тождестве протяжённой материи и пространства.

Концепция П. и в., разработанная Ньютоном, была господствующей в естествознании на протяжении 17—19 вв., т.к. она соответствовала науке того времени — евклидовой геометрии, классической механике и классической теории тяготения. Законы ньютоновой механики справедливы только в инерциальных системах отсчёта. Эта выделенность инерциальных систем объяснялась тем, что они движутся поступательно, равномерно и прямолинейно именно по отношению к абсолютному П. и в. и наилучшим образом соответствуют последним.

Согласно ньютоновой теории тяготения, действия от одних частиц вещества к Другим передаются мгновенно через разделяющее их пустое пространство. Ньютонова концепция П. и в., т. о., соответствовала всей физической картине мира той эпохи, в частности представлению о материи как изначально протяжённой и по природе своей неизменной. Существенным противоречием концепции Ньютона было то, что абсолютное П. и в. оставались в ней непознаваемыми путём опыта. Согласно принципу относительности классической механики, все инерциальные системы отсчёта равноправны и невозможно отличить, движется ли система по отношению к абсолютному П. и в. или покоится. Это противоречие служило доводом для сторонников противоположной концепции П. и в., исходные положения которой восходят ещё к Аристотелю; это представление о П. и в. было разработано Г. Лейбницем, опиравшимся также на некоторые идеи Декарта. Особенность лейбницевой концепции П. и в. состоит в том, что в ней отвергается представление о П. и в. как о самостоятельных началах бытия, существующих наряду с материей и независимо от неё. По Лейбницу, пространство — это порядок взаимного расположения множества тел, существующих вне друг друга, время — порядок сменяющих друг друга явлений или состояний тел. При этом Лейбниц в дальнейшем включал в понятие порядка также и понятие относительной величины. Представление о протяжённости отдельного тела, рассматриваемого безотносительно к другим, по концепции Лейбница, не имеет смысла. Пространство есть отношение ("порядок"), применимое лишь ко многим телам, к "ряду" тел. Можно говорить только об относительном размере данного тела в сравнении с размерами других тел. То же можно сказать и о длительности: понятие длительности применимо к отдельному явлению постольку, поскольку оно рассматривается как звено в единой цепи событий. Протяжённость любого объекта, по Лейбницу, не есть первичное свойство, а обусловлено силами, действующими внутри объекта; внутренние и внешние взаимодействия определяют и длительность состояния; что же касается самой природы времени как порядка сменяющихся явлений, то оно отражает их причинно-следственную связь. Логически концепция Лейбница связана со всей его философской системой в целом.

Однако лейбницева концепция П. и в. не играла существенной роли в естествознании 17—19 вв., т.к. она не могла дать ответа на вопросы, поставленные наукой той эпохи. Прежде всего воззрения Лейбница на пространство казались противоречащими существованию вакуума (только после открытия физического поля в 19 в. проблема вакуума предстала в новом свете); кроме того, они явно противоречили всеобщему убеждению в единственности и универсальности евклидовой геометрии; наконец, концепция Лейбница представлялась непримиримой с классической механикой, поскольку казалось, что признание чистой относительности движения не даёт объяснения преимущественной роли инерциальных систем отсчёта. Т. о., современное Лейбницу естествознание оказалось в противоречии с его концепцией П. и в., которая строилась на гораздо более широкой философской основе. Только два века спустя началось накопление научных фактов, показавших ограниченность господствовавших в то время представлений о П. и в.

 

 

 

Понятия пространства и времени в философии и естествознании 18—19 вв.

Философы-материалисты 18—19 вв. решали проблему П. и в. в основном в духе концепции Ньютона или Лейбница, хотя, как правило, полностью не принимали какую-либо из них. Большинство философов-материалистов выступало против ньютоновского пустого пространства. Ещё Дж. Толанд указывал, что представление о пустоте связано со взглядом на материю как на инертную, бездеятельную. Таких же воззрений придерживался и Д. Дидро. Ближе к концепции Лейбница стоял Г. Гегель. В концепциях субъективных идеалистов и агностиков проблемы П. и в. сводились главным образом к вопросу об отношении П. и в. к сознанию, восприятию. Дж. Беркли отвергал ньютоновское абсолютное П. и в., но рассматривал пространственные и временные отношения субъективистски, как порядок восприятий; у него не было и речи об объективных геометрических и механических законах. Поэтому берклианская точка зрения не сыграла существенной роли в развитии научных представлений о П. и в. Иначе обстояло дело с воззрениями И. Канта, который сначала примыкал к концепции Лейбница. Противоречие этих представлений и естественнонаучных взглядов того времени привело Канта к принятию ньютоновой концепции и к стремлению философски обосновать её. Главным здесь было объявление П. и в. априорными формами человеческого созерцания, т. е. обоснование их абсолютизации. Взгляды Канта на П. и в. нашли немало сторонников в конце 18 — 1-й половине 19 вв. Их несостоятельность была доказана лишь после создания и принятия неевклидовой геометрии, которая по существу противоречила ньютоновому пониманию пространства. Отвергнув его, Н. И. Лобачевский и Б. Риман утверждали, что геометрические свойства пространства, будучи наиболее общими физическими свойствами, определяются общей природой сил, формирующих тела.

Кризис механистического естествознания на рубеже 19—20 вв. привёл к возрождению на новой основе субъективистских взглядов на П. и в. Критикуя концепцию Ньютона и правильно подмечая её слабые стороны, Э. Мах снова развил взгляд на П. и в. как на "порядок восприятий", подчёркивая опытное происхождение аксиом геометрии. Но опыт понимался Махом субъективистски, поэтому и геометрия Евклида, и геометрии Лобачевского и Римана рассматривались им как различные способы описания одних и тех же пространственных соотношений.

 

 

 

Развитие представлений о пространстве и времени в 20 в.

В конце 19 — начале 20 вв. произошло глубокое изменение научных представлений о материи и, соответственно, радикальное изменение понятий П. и в. В физическую картину мира вошла концепция поля (см. Поля физические) как формы материальной связи между частицами вещества, как особой формы материи. Все тела, т. о., представляют собой системы заряженных частиц, связанных полем, передающим действия от одних частиц к другим с конечной скоростью — скоростью света. Полагали, что поле — это состояние эфира, абсолютно неподвижной среды, заполняющей мировое абсолютное пространство. Позже было установлено (Х. Лоренц и др.), что при движении тел с очень большими скоростями, близкими к скорости света, происходит изменение поля, приводящее к изменению пространственных и временных свойств тел; при этом Лоренц считал, что длина тел в направлении их движения сокращается, а ритм происходящих в них физических процессов замедляется, причём пространственные и временные величины изменяются согласованно.

Вначале казалось, что таким путём можно будет определить абсолютную скорость тела по отношению к эфиру, а следовательно, по отношению к абсолютному пространству. Однако вся совокупность опытов опровергла этот взгляд. Было установлено, что в любой инерциальной системе отсчёта все физические законы, включая законы электромагнитных (и вообще полевых) взаимодействий, одинаковы. Специальная теория относительности (см. Относительности теория) А. Эйнштейна, основанная на двух фундаментальных положениях — о предельности скорости света и равноправности инерциальных систем отсчёта, явилась новой физической теорией П. и в. Из неё следует, что пространственные и временные отношения — длина тела (вообще расстояние между двумя материальными точками) и длительность (а также ритм) происходящих в нём процессов — являются не абсолютными величинами, как утверждала ньютонова механика, а относительными. Частица (например, нуклон) может проявлять себя по отношению к медленно движущейся относительно неё частице как сферическая, а по отношению к налетающей на неё с очень большой скоростью частице — как сплющенный в направлении движения диск. Соответственно, время жизни медленно движущегося заряженного p-мезона составляет ~ 10^-8 сек, а быстро движущегося (с околосветовой скоростью) — во много раз больше. Относительность пространственно-временных характеристик тел полностью подтверждена опытом. Отсюда следует, что представления об абсолютном П. и в. несостоятельны. П. и в. являются именно общими формами координации материальных явлений, а не самостоятельно существующими (независимо от материи) началами бытия. Теория относительности исключает представление о пустых П. и в., имеющих собственные размеры. Представление о пустом пространстве было отвергнуто в дальнейшем и в квантовой теории поля с его новым понятием вакуума (см. Вакуум физический). Дальнейшее развитие теории относительности (см. Тяготение) показало, что пространственно-временные отношения зависят также от концентрации масс. При переходе к космическим масштабам геометрия П.-в. не является евклидовой (или "плоской", т. е. не зависящей от размеров области П.-в.), а изменяется от одной области космоса к другой в зависимости от плотности масс в этих областях и их движения (см. Космология, где изложен также вопрос о конечности или бесконечности П. и в.). В масштабах метагалактики геометрия пространства изменяется со временем вследствие расширения метагалактики. Т. о., развитие физики и астрономии доказало несостоятельность как априоризма Канта, т. е. понимания П. и в. как априорных форм человеческого восприятия, природа которых неизменна и независима от материи, так и ньютоновой догматической концепции П. и в.

Связь П. и в. с материей выражается не только в зависимости законов П. и в. от общих закономерностей, определяющих взаимодействия материальных объектов. Она проявляется и в наличии характерного ритма существования материальных объектов и процессов — типичных для каждого класса объектов средних времён жизни и средних пространственных размеров.

Из изложенного следует, что П. и в. присущи весьма общие физические закономерности, относящиеся ко всем объектам и процессам. Это касается и проблем, связанных с топологическими свойствами П. и в. Проблема границы (соприкосновения) отдельных объектов и процессов непосредственно связана с поднимавшимся ещё в древности вопросом о конечной или бесконечной делимости П. и в., их дискретности или непрерывности. В античной философии этот вопрос решался чисто умозрительно. Высказывались, например, предположения о существовании "атомов" времени (Зенон). В науке 17—19 вв. идея атомизма П. и в. потеряла какое-либо значение. Ньютон считал, что П. и в. реально разделены до бесконечности. Этот вывод следовал из его концепции пустых П. и в., наименьшими элементами которых являются геометрическая точка и момент времени ("мгновения" в буквально смысле слова). Лейбниц полагал, что хотя П. и в. делимы неограниченно, но реально не разделены на точки — в природе нет объектов и явлений, лишённых размера и длительности. Из представления о неограниченной делимости П. и в. следует, что и границы тел и явлений абсолютны. Представление о непрерывности П. и в. более укрепилось в 19 в. с открытием поля; в классическом понимании поле есть абсолютно непрерывный объект.

Проблема реальной делимости П. и в. была поставлена только в 20 в. в связи с открытием в квантовой механике неопределённостей соотношения, согласно которому для абсолютно точной локализации микрочастицы необходимы бесконечно большие импульсы, что физически не может быть осуществлено. Более того, современная физика элементарных частиц показывает, что при очень сильных воздействиях на частицу она вообще не сохраняется, а происходит даже множественное рождение частиц. В действительности не существует реальных физических условий, при которых можно было бы измерить точное значение напряжённостей поля в каждой точке. Т. о., в современной физике установлено, что невозможна не только реальная разделённость П. и в. на точки, но принципиально невозможно осуществить процесс их реального бесконечного разделения. Следовательно, геометрическое понятия точки, кривой, поверхности являются абстракциями, отражающими пространственные свойства материальных объектов лишь приближённо. В действительности объекты отделены друг от друга не абсолютно, а лишь относительно. То же справедливо и по отношению к моментам времени. Именно такой взгляд на "точечность" событий вытекает из т. н. теории нелокального поля. Одновременно с идеей нелокальности взаимодействия разрабатывается гипотеза о квантовании П. и в., т. е. о существовании наименьших длины и длительности. Сначала предполагали, что "квант" длины — 10^-13 см (порядка классического радиуса электрона или порядка "длины" сильного взаимодействия). Однако с помощью современных ускорителей заряженных частиц исследуются явления, связанные с длинами 10^-14—10^-15 см; поэтому значения кванта длины стали отодвигать ко всё меньшим значениям (10^-17, "длина" слабого взаимодействия, и даже 10 ^-33 см).

Решение вопроса о квантовании П. и в. тесно связано с проблемами структуры элементарных частиц. Появились исследования, в которых вообще отрицается применимость к субмикроскопическому миру понятий П. и в. Однако понятия П. и в. не должны сводиться ни к метрическим, ни к топологическим отношениям известных типов.

Тесная взаимосвязь пространственно-временных свойств и природы взаимодействия объектов обнаруживается также и при анализе симметрии П. и в. Ещё в 1918 (Э. Нётер) было доказано, что однородности пространства соответствует закон сохранения импульса, однородности времени — закон сохранения энергии, изотропности пространства — закон сохранения момента количества движения. Т. о., типы симметрии П. и в. как общих форм координации объектов и процессов взаимосвязаны с важнейшими сохранения законами. Симметрия пространства при зеркальном отражении оказалась связанной с существенной характеристикой микрочастиц — с их чётностью.

Одной из важных проблем П. и в. является вопрос о направленности течения времени. В ньютоновой концепции это свойство времени считалось само собой разумеющимся и не нуждающимся в обосновании. У Лейбница необратимость течения времени связывалась с однозначной направленностью цепей причин и следствий. Современная физика конкретизировала и развила это обоснование, связав его с современным пониманием причинности. По-видимому, направленность времени связана с такой интегральной характеристикой материальных процессов, как развитие, являющееся принципиально необратимым.

К проблемам П. и в., также обсуждавшимся ещё в древности, относится и вопрос о числе измерений П. и в. В ньютоновой концепции это число считалось изначальным. Однако ещё Аристотель обосновывал трехмерность пространства числом возможных сечений (делений) тела. Интерес к этой проблеме возрос в 20 в. с развитием топологии. Л. Брауэр установил, что размерность пространства есть топологический инвариант — число, не изменяющееся при непрерывных и взаимно однозначных преобразованиях пространства. В ряде исследований была показана связь между числом измерений пространства и структурой электромагнитного поля (Г. Вейль), между трехмерностью пространства и спиральностью элементарных частиц. Всё это показало, что число измерений П. и в. неразрывно связано с материальной структурой окружающего нас мира.

Принципы системного подхода и проблема познания сложных систем в естествознании

 

С переходом на современном этапе естествознания к изучению больших и сложноорганизованных объектов (систем), прежние методы классического естествознания (сведение свойств целого к сумме свойств его частей, рассмотрение «идеальных случаев» в отсутствие взаимодействий, редукционизм) оказались неэффективными.

Особенностью современного естествознания является осознанное внедрение идей системности во все его отрасли. Системность реализуется в рамках системного подхода, т.е. исследований, в основе которых лежит изучение объектов как сложных систем. Разработкой системных идей занимается системный анализ (специальная синтетическая наука, в центре которой находится изучение сложных систем). Особый вклад системного анализа, а более широко и системного подхода, в решение различных проблем обусловлен тем, что он позволяет, во-первых, выявить те факторы и взаимосвязи, которые могут оказаться весьма существенными; во-вторых, видоизменять методику наблюдений и эксперимент таким образом, чтобы включить эти факторы в рассмотрение; в-третьих, осветить слабые места гипотез и допущений. Системный анализ с его акцентом на проверку гипотез посредством экспериментов и строгих выборочных процедур - мощный инструмент гибкого, но строгого исследования сложных явлений. Появление и развитие системного анализа как науки связано с именем австрийского биолога Л. фон Берталанфи.

Определение системы. Центральное место в системном подходе занимает понятие «система». Будем определять систему (от греч. σύστημα, «составленный») как совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом и образующих некую целостность (упорядоченное разнообразие), противопоставляемую среде.

В системном анализе система — совокупность сущностей (объектов) и связей между ними, выделенных из среды на определённое время и с определённой целью.

Особенность простых систем - в практически взаимной независимости их свойств, позволяющей исследовать каждое из них в отдельности в условиях классического лабораторного эксперимента; особенность сложных систем заключается в существенной взаимосвязи их свойств.

Будем считать систему сложной, если она состоит из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, каждый из которых может быть представлен в виде системы.

 

 

 

Свойства систем и их классификация.

Системам независимо от их природы присущ ряд свойств:

целостность - принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов и невыводимость из последних свойств целого, а также зависимость каждого элемента, свойства и отношения системы от его места внутри целого, функции и т.д. Появление у системы специфических свойств, не присущих ни одному элементу, называется эмерджентностью;

структурность- возможность описания системы через установление ее структуры или, проще говоря, сети связей и отношений между элементами системы. Структурность также подразумевает обусловленность свойств и поведения системы не столько свойствами и поведением ее отдельных элементов, сколько свойствами ее структуры.

принцип обратной связи - взаимозависимость системы и среды, выражающаяся в том, что система формируется и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия со средой, являясь при этом ведущим активным компонентом взаимодействия;

иерархичностьсистем, т.е. каждый компонент системы в свою очередь может рассматриваться как система, а исследуемая в конкретном случае система представляет собой один из компонентов более широкой системы;

множественность описаниясистемы, т.е. в силу принципиальной сложности каждой системы ее познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы.

Известно большое количество классификаций систем. Так, системы можно разделить на материальные и абстрактные. Материальные системы представляют собой целостные совокупности материальных объектов и в свою очередь делятся на системы неорганической природы (физические, химические, геологические и др.) и на живые (начиная с простейших биологических систем через организмы, виды, экосистемы к социальным системам). Абстрактные системы являются продуктом человеческого мышления. Это разного рода понятия, гипотезы, теории, концепции и т.д. По другому основанию можно разделить системы на статические, состояние которых в течение времени не меняется (например, газ в герметичной емкости и находящийся в равновесии), и динамические, состояние которых изменяется (земная кора, организм, биогеоценоз и т.д.). Еще одна классификация делит системы на детерминированные, в которых значение переменных системы в некоторый момент времени позволяет установить состояние системы в любой другой момент, и вероятностные (стохастические), в которых с определенной вероятностью можно предсказать направление изменения переменных. Классификация по характеру взаимоотношения системы и ее среды делит системы на закрытые, которые не ведут обмена со своей средой веществом и энергией; полуоткрытые, обменивающиеся только энергией, и открытые, которые обмениваются и энергией, и веществом.

Информационные аспекты изучения систем. Информация - специфическая форма взаимодействия между объектами любой физической природы или, точнее, такой аспект взаимодействия, который несет сведения о взаимодействующих объектах. В сущности, информация - мера организованности системы в противоположность понятию энтропии как меры неорганизованности (негэнтропия). Заслуга в построении современной теории информации принадлежит К. Шеннону.

Изучение потоков информации в системах имеет очень большое значение. Так, если вещественные и энергетические потоки обеспечивают целостность системы и возможность ее существования, то потоки информации, переносимые сигналами, организуют все ее функционирование, управляют ею. Поэтому при изучении любого объекта как системы не следует ограничиваться рассмотрением и описанием вещественной и энергетической его сторон, необходимо проводить исследование информационных аспектов системы (сигналов, информационных потоков, организации, управления и т.д.).

Информационный анализ систем использует представление о сигналах - носителях информации, средстве перенесения информации в пространстве и времени. В качестве сигналов выступают состояния некоторых объектов: чтобы два объекта содержали информацию друг о друге, необходимо соответствие между их состояниями; тогда по состоянию одного объекта можно судить о состоянии другого. Соответствие между состояниями двух объектов устанавливается либо в результате непосредственного взаимодействия, либо с помощью взаимодействия с промежуточными объектами.

Модели и моделирование систем. Одна из характерных особенностей современного естествознания - его модельный характер, т.е. все объекты, явления и процессы описываются с помощью моделей.

Под моделью будем понимать вещественный или мысленно представляемый аналог определенного оригинала, подобный ему в существенных для конкретного исследования чертах. По сути модель является неким «заместителем» оригинала в познании и практике. Основные функции моделей - фиксация знаний и получение информации. Они служат для хранения и расширения знания или, как иногда говорят, информации об оригинале, конструирования оригинала, преобразования и управления им.

Моделированием называется исследование каких-либо явлений, процессов или систем путем построения и изучения их моделей, а также использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов.

Моделирование - одна из основных категорий теории познания. На идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования.

Главными различиями между моделью и действительностью являются конечность, упрощенность и приближенность модели.

При изучении систем используют модели «черного», «белого» и «серого» ящика. Систему представляют как «черный ящик», если неизвестно внутреннее строение самой системы; ее поведение и функционирование изучается по входному и выходному сигналам. Эта модель отражает два важных свойства системы - целостность и обособленность от среды. Система не является полностью изолированной от среды, она связана со средой и с помощью этих связей взаимодействует с ней (входы и выходы системы). Данная модель является чисто эмпирической. При изучении системы как «белого ящика», наоборот, известны все элементы и их взаимосвязи. Для такой системы возможно построение полной теоретической модели. Систему рассматривают как «серый ящик», когда что-то из внутреннего строения объекта известно, а что-то остается неизвестным, например модель состава системы с неизвестной структурой или, наоборот, модель структуры с неизвестным составом. Модель такой системы является полуэмпирической.

Построение эмпирических моделей - единственно возможный способ моделирования тех элементов системы, для которых нельзя построить в настоящее время теоретических моделей из-за отсутствия сведений об их внутреннем механизме.

 

 

 

Эволюция системных представлений (дополнительно).

Считается, что первые представления о системах возникли в античности. В трудах Евклида, Платона, Аристотеля, стоиков разрабатывались идеи системности знания, аксиоматического построения логики, геометрии. Представления системности бытия развивались в концепциях Б. Спинозы и Г.В. Лейбница, в научной систематике XVII-XVIII вв., стремившейся показать естественно-научную системность мира. Принципы системной природы знания разрабатывались в немецкой классической философии. Так, согласно И. Канту, научное знание есть система, в которой целое главенствует над частями, Ф.В. Шеллинг и Г.В.Ф. Гегель трактовали системность познания как важнейшее требование диалектического мышления.

Первым в явной форме вопрос о научном подходе к управлению сложными системами поставил в 1834-1843 гг. М.А. Ампер, который выделил специальную науку об управлении государством и назвал ее кибернетикой. Почти в то же время польский философ Б. Трентовский начал читать курс лекций, изложенный им в книге «Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом».

Общество середины XIX в. оказалось не готовым воспринять идеи кибернетики. Лишь в конце XIX в. системная проблематика снова появилась в поле зрения науки. На этот раз внимание было сосредоточено на вопросах структуры и организации систем.

Следующий шаг в изучении системности как самостоятельного предмета связан с именем А.А. Богданова, в 1913-1917 гг. опубликовавшего свою книгу «Всеобщая организационная наука (тектология)», где он высказал идею о том, что все существующие объекты и процессы имеют определенный уровень организованности. Богданов отмечал, что уровень организации системы тем выше, чем сильнее свойства целого отличаются от простой суммы свойств его частей, и подчеркивал роль моделирования и математики как потенциальных методов решения задач тектологии.

Массовое усвоение системных понятий, осознание системности мира, общества и человеческой деятельности началось в 1948 г. с опубликования Н. Винером серии трудов о кибернетике - новой «науке об управлении и связи в животных и машинах». Современное определение кибернетики – «наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами» (А.И. Берг), « наука о системах, воспринимающих, хранящих, перерабатывающих и использующих информацию» (А.Н. Колмогоров).

С кибернетикой Винера связаны такие достижения в развитии системных представлений, как типизация моделей систем, выявление особого значения обратных связей в системе и принципа оптимальности в управлении и синтезе систем, осознание информации как всеобщего свойства материи и возможности ее количественного описания, развитие методологии моделирования вообще и в особенности идеи математического эксперимента с помощью компьютера.

Параллельно и в определенной степени независимо от кибернетики развивается еще один подход к науке о системах - общая теория систем. В естествознании осознанная системность часто развивается именно на основе этого подхода. Идея построения теории, которая может быть использована в изучении систем любой природы, была выдвинута австрийским биологом Л. фон Берталанфи, опубликовавшим свои соображения в книге «Общая теория систем» в 1968 г. Один из путей реализации этой идеи он видел в том, чтобы отыскивать структурное сходство законов, установленных в различных дисциплинах, и, обобщая их, выводить общесистемные закономерности.

Важным достижением Берталанфи является введение понятия открытой системы. В отличие от винеровского подхода, где изучаются внутрисистемные обратные связи, а функционирование систем рассматривается как отклик на внешние воздействия, Берталанфи указал на особое значение обмена системы веществом, энергией и информацией (негэнтропией) с окружающей средой. Берталанфи и его последователи пытались придать общей теории систем формальный характер, но замысел построить общую теорию систем как новую логико-математическую дисциплину до сих пор не реализован полностью.

Прогресс в области системности в исследовании систем связан с бельгийской школой во главе с И. Пригожиным. Развивая термодинамику неравновесных физических систем, он понял, что обнаруженные им закономерности характерны для систем любой природы. Наряду с переоткрытием уже известных положений (иерархичность уровней организации систем; несводимость друг к другу и невыводимость друг из друга закономерностей разных уровней организации; наличие наряду с детерминированными случайных процессов на каждом уровне организации и др.) Пригожин предложил новую теорию системодинамики. Согласно его взглядам, материя не является пассивной субстанцией, ей присуща спонтанная активность, вызванная неустойчивостью неравновесных состояний, в которые рано или поздно приходит любая система в результате взаимодействия с окружающей средой. Важно, что в такие переломные моменты (особые точки, или точки бифуркации) принципиально невозможно предсказать, станет ли система менее организованной или более организованной (диссипативной, в терминологии Пригожина). После опубликования в 1978 г. (на русском - в 1980 г.) работы Г. Хакена «Синергетика» направление, занимающееся изучением сложных саморазвивающихся систем, стало называться синергетикой. По Хакену, в рамках синергетики анализируется совместное действие отдельных частей неупорядоченной системы, результатом которого является самоорганизация системы.

Таким образом, наращивание системности знаний - постоянный процесс, происходящий во всех областях человеческой деятельности. Осознанное использование системного подхода к изучению различных объектов и явлений, в том числе природных, в настоящее время развивается в рамках трех основных направлений - кибернетики, общей теории систем и синергетики. Попытки объединить все эти направления предпринимаются системным анализом.

 

 

 

 

 

Эволюционная проблема в астрономии и космологии

Астрономы стремятся изучить по-возможности все доступные наблюдениям объекты Вселенной, узнать их природу, строение и развитие. Эволюционный подход к изучению мира — важнейшая особенность современной астрономии. Однако исследование отдельных объектов еще не достаточно для выяснения свойств Вселенной как целого. Происхождение и эволюция нашего мира — предмет особого раздела астрономии — космологии. Космология изучает физическую природу, строение и эволюцию Вселенной как целого. Она рассматривает наиболее общие свойства всей области пространства, доступной прямым наблюдениям, которую называют Метагалактикой. Космология в первую очередь опирается на наблюдения. Однако вся безграничная Вселенная не может быть охвачена наблюдениями. Поэтому то, что известно о Метагалактике, приходится экстраполировать на всю Вселенную, а также исходить из того, что к ней применимы известные из физики фундаментальные законы природы. Плодотворной для космологии оказалась идея об одинаковой средней плотности вещества для достаточно больших объемов пространства во Вселенной. Размеры областей, в пределах которых среднюю плотность вещества можно считать практически одинаковой, что гораздо меньше размеров Метагалактики. Однако они велики по сравнению с масштабами локальных неоднородностей, связанных с существованием звезд, галактик и скоплений галактик. Наблюдения показывают, что данная идея хорошо согласуется с реальностью. В космологии свойства Вселенной рассматривается, как более общие — вселенная однородна и изотропна. Однородность означает одинаковость плотности всех видов материи в пространстве при усреднении в достаточно больших объемах, а изотропия — отсутствие во Вселенной выделенных направлений. Отметим, что ситуация была бы совсем иной для иерархической Вселенной, в которой объекты каждого масштаба образуют системы следующего, более крупного масштаба. В этом случае ни однородности, ни изотропии не наблюдалось бы. Предположение об однородности и изотропии Вселенной называют космологическим принципом. Ранние космологические представления наряду с выводом об однородности исходили из принципа неизменности или статичности нашего мира. Однако при первых же попытках экстраполировать эти свойства на бесконечное евклидово пространство возникли трудности, известные в виде двух парадоксов — фотометри­ческого и гравитационного. Фотометрический парадокс – если пространство безгранично и равномерно заполнено звездами, то в любом направлении луч зрения рано или поздно пересечет какую-либо звезду. В общем, нам должно казаться, что все небо равномерно светится, скажем, как диск Солнца. Фотометри­ческого парадокса не будет, если учесть, что энергия света от удаленных объектов уменьшается из-за красного смещения. Кроме того, объем пространства, который фактически доступен наблюдениям, по-видимому, конечен и ограничен так называ­емым горизонтом видимости во Вселенной, под которым понимают сферу, все точки которой удалены от наблюдателя на расстояние, пройденное светом за все время существования расширяющейся Вселенной. Гравитационный парадокс заключается в том, что в бесконечной Вселенной, равномерно заполненной веществом, пользуясь законом Ньютона, нельзя одно­значно рассчитать силу гравитации в заданной точке. Так, например, если ее вычислить, суммируя силы, действующие на пробную массу в этой точке и созда­ваемые концентрическими слоями с центром в этой точке, то получится нуль. Если же подсчет вести для концентрических слоев с центром в некоторой другой точке, удаленной на расстояние от рассматриваемой, то легко сообразить, что сила тяготения окажется равной силе, с которой шар притягивает точку, расположенную на его поверхности. Гравитационный парадокс связан с неприменимостью к безграничной Вселенной математического аппарата, использующего закон всемирного тяготения Нью­тона. Поэтому в космологии при изучении огромных масштабов Метагалактики пользуются общей теорией относительности (ОТО), основы которой были заложены в 1916 г. А. Эйнштейном. В ОТО гравитационный парадокс отсутствует. Рассмотрим модель однородной изотропной Вселенной, пользуясь законами Ньютона для описания гравитационных взаимодействий тел. Поскольку законы Ньютона заведомо применимы только к конечным массам, будем считать, что наша модель относится к очень большой, но конечной части Вселенной, содержащей конечную массу. Если вещество распределено достаточно однородно и не вращается вокруг какой-либо оси, то такая масса должна либо сжиматься под действием гравитационных взаимодействий между ее частями, либо, если она обладает достаточным запасом кинетической энергии, расширяться. Под действием тех же гравитационных сил это расширение со временем должно тормозиться. В однородной изотропной Вселенной должен быть справедлив закон Хаббла. В рамках данной модели была найдена критическая плотность.Так при средней плотности во Вселенной, большей и меньшей, чем критическая, осуществляются случаи соответственно ограниченно и неограниченно расширяющейся Вселенной. На основании данных наблюдений о далеких галактиках и реликтовом излучении получен вывод о том, что средняя плотность Вселенной действительно близка к критической, но 60-70 % приходятся на плотность энергии вакуума («темная энергия»). Рассмотрим теперь физический смысл постоянной Хаббла. Она имеет размерность частоты, так что обратная ей величина соответствует времени 13 • 10⁹ лет, если принять H= 75 км/(с • Мпк). Такое время необходимо для расширения Метагалактики до современного состояния при условии, что скорость расширения в прошлом не менялась. В пределах погрешностей оценок этот срок согласуется с возрастом большинства галактик и старейших звезд нашей Галактики, определенным на основании изучения их спектров и звездного состава с привлечением теории звездной эволюции. Отсюда следует, что большинство галактик образовалось на достаточно ранних стадиях расширения Вселенной, по-видимому, в первый миллиард лет, когда средняя плотность вещества была значительно выше современной. Итак, в рамках классической физики удается описать ряд важных свойств Вселенной: нестационарность, возможный характер расширения или сжатия, значение критической плотности, оценку времени расширения («возраст» Вселенной). Заведомо можно сказать, что в прошлом вещество находилось в более плотном состоянии. Как известно, теория относительности приводит к выводу о том, что присут­ствие больших масс влияет на свойства пространства-времени. Свойства привычного нам евклидова пространства вблизи больших масс изменяются или, как говорят, пространство искривляется. Суммарное действие гравитирующих масс может вызвать определенную кри­визну пространства в целом, что существенным образом повлияет на его свойства, а, следовательно, и на эволюцию всей Вселенной. На геометрические свойства пространства влияет и его расширение. Выводы в целом не разнятся от выводов вышеприведенной теории. Она ее дополняет. Так при плотности равной критической пространство имеет евклидову геометрию, радиус кривизны пространства равен нулю. При плотности меньшей относительно критической радиус кривизны отрицателен, т.е. вселенная расширяется безгранично, при обратной зависимости вселенная расширяется, но потом процесс тормозится, и она начинает сжиматься, радиус кривизны в этом случае положителен. Так же появилось представление о пространстве вселенной. Оно представляет собой объект с безграничным пространством, но ограниченным объемом. Двумерной моделью такого замкнутого трехмерного пространства является поверхность сферы. Галактики в такой модели изображаются начерченными на ней плоскими фигурами. Важным дополнением к описанной картине явилось обобщение уравнений Эйнштейна для однородной изотропной вселенной. Оно было выполнено еще самим Эйнштейном путем добавления так называемой космологической постоянной, или лямбда-члена. Его можно интерпретировать как существование поля той же природы, что и гравитационное, но не связанное ни с каким веществом или излучением. Такое свойство может иметь вакуум, который, согласно современным физическим представлениям, не просто отсутствие чего бы то ни было, а образование с определенной плотностью энергии, являющееся самым низким из возможных энергетических состояний всех полей. Имеющиеся результаты наблюдений лучше всего согласуются с законом расширения при неравенстве лямбда-члена нулю. В 1965 г. было сделано очень важное для космологии открытие, подтвердившее правильность предположения об изотропии и однородности Вселенной. Случайно при отладке радиоаппаратуры для наблюдений ИСЗ было обнаружено фоновое радиоизлучение с интенсивностью, одинаковой по всем направлениям. Согласно современным наблюдениям, это излучение изотропно, т. е. его температура с большой степенью точности не зависит от направления. По распределению энергии по длинам волн оно оказалось тепловым и соответствующим температуре 2,73 К. Астрономам не известны объекты во Вселенной, которые могли бы дать излучение в миллиметровом диапазоне спектра, обладающее планковским спектром со столь высокой плотностью энергии и необычайной изотропией. На этом основании излучение с температурой 2,73 К было отождествлено с излучением, сохранившимся с тех времен, когда плотность вещества Вселенной была очень велика и среда была сильно непрозрачной (реликтовое излучение). Со временем, в результате расширения вещество охладилось, перешло из ионизованной в нейтральную фазу, стало прозрачным. Не поглощаясь более средой, излучение как бы оторвалось от вещества и, распространяясь по всем направлениям, сохранилось до нашего времени. Существование реликтового излучения является не только указанием на большую плотность Вселенной в прошлом, но и на ее высокую температуру («горячая» модель Вселенной). О еще более плотных состояниях Вселенной, сопровождавшихся значительно более высокими температурами, в принципе, можно было бы судить на основании аналогичного излучения реликтовых нейтрино. Для них непрозрачность Вселенной должна была иметь место при еще больших плотностях, что могло быть только на очень ранних этапах расширения Вселенной. Когда плотность стала меньше этого значения, с нейтрино произошло то же. К сожалению, регистрация таких нейтрино, которые в настоящее время должны обладать энергией всего лишь несколько десятитысячных долей электрон-вольта, — дело будущего. Вот краткая история вселенной. Свыше 10 миллиардов лет назад Вселенная находилась в очень плотном и го­рячем состоянии, это состояние называется сингулярностью. Начало этого расширения условно называют Большим взрывом. Формально давление и плотность в этот момент стремятся к бесконечности. Это означает, что состояние вещества вблизи самой сингулярности не описываются известными на сегодняшний день законами физики. Начальную фазу роста можно назвать инфляционной, когда расширение пространства происходило с ускорением, а энергия в единице объема оставалась постоянной. Оказалось, что такое состояние вещества возможно только при условии от­рицательного давления (какое существует, например, при растяжении твердого тела внешними силами). Его связывают с особыми свойствами вакуума, проявляв­шимися на этой стадии. После завершения стадии инфляции начинается процесс «рождения» элемен­тарных частиц и их непрерывного взаимопревращения. Это очень краткое, горячее и сверхплотное состояние Вселенной в последующем ее развитии сыграло фундаментальную роль, поскольку важнейшими процессами при огромных значениях температуры и плотности вещества стали взаимопревращения частиц, античастиц и квантов излучения. На очень ранних этапах эволюции Вселенной могли возникать чрезвычайно короткоживущие и очень массивные гипотетические частицы, в том числе еще не открытые современной наукой, но предсказываемые физикой элементарных частиц. С падением температуры стали воз­никать менее массивные частицы: нуклоны (протоны, нейтроны) и антинуклоны, мезоны, электроны и позитроны, нейтрино и антинейтрино и другие. При этом более массивные как бы «вымирали» за счет аннигиляции или распада, так что их убыль не компенсировалась рождением новых частиц. «Вымирание» частиц и соответствующих им античастиц происходило не строго одинаково, так что в результате аннигиляции те из них, которые мы называем античастицами, практически все исчезли, а ничтожная избыточная доля частиц осталась. В результате наблюдаемый мир оказался устроенным из вещества, а не из антивещества. Образованием нуклонов завершается так называемая эра адронов эволюции Вселенной (адроны — частицы, подверженные сильным взаимодействиям: протоны, нейтроны, мезоны и др.). После адронной эры наступает эра лептонов. По мере дальнейшего расширения Вселенной происходит аннигиляция мюонов, а также электронов и позитронов. Затем прекращается взаимодействие нейтрино с веществом и к моменту 0,2 с после сингулярности, как уже упоминалось, происходит «отрыв» нейтрино. В настоящее время тепловые энергии этих реликтовых нейтрино уменьшились и стали соответствовать температуре около 2 К. Примерно через 10 с после сингулярности начинается эра излучения. На этом этапе по численности пре­обладают фотоны, все еще сильно взаимодействующие с веществом, а также нейтрино, которые уже «оторвались» от него. По истечении около 100 с после Большого взрыва начинаются первые процессы нуклеосинтеза. Особенно важно, что некоторая часть протонов успевает соединиться с нейтронами и образовать ядра гелия. В них перешло около 10 процентов общего числа протонов. Почти весь гелий, существующий в природе в настоящее время, образовался именно в эту эпоху, вскоре после начала расширения. Эра излучения заканчивается переходом плазмы из ионизованного в нейтральное состояние, уменьшением непрозрачности вещества и «отрывом» излучения. Через миллион лет после начала расширения начинается эра вещества, когда плотность материи стала в основном опреде­ляться плотностью вещества, а не излучения, и из горячей водородно-гелиевой плазмы с ничтожной примесью других ядер стало развиваться все многообразие нашего мира.

При рассмотрении этих этапов расширения Вселенной возникает важный вопрос о причинах возникновения неоднородностей, из которых впоследствии возникли все структурные образования Вселенной. Предполагается, что эти неоднородности, имевшие очень малую амплитуду, существовали на самых ранних этапах расширения, но они стали быстро расти только с остыванием вещества — в эпоху, когда ионизованный газ во Вселенной стал нейтральным, т. е. когда излучение «оторвалось» от вещества. При образовании наиболее крупных структур Вселенной существенную роль могли играть частицы, слабо взаимодействующие с веществом (типа нейтрино), но имеющие ненулевую массу покоя. По имеющимся представлениям, возможно, они образуют то «скрытое» вещество, на долю которого сегодня приходится основная масса Вселенной. Галактики, образовавшиеся из обычного вещества - слабовзаимодействующие частицы образуют центры притяжения для гигантских сгущений масс, являясь, таким образом, источником скрытой массы скоплений галактик. Изучая законы Вселенной, мы еще глубже познаем свойства вещества, пространства и времени. Некоторые из них, например свойства реального физического пространства и времени, в больших масштабах можно изучить только в рамках космологии. Поэтому ее результаты имеют важнейшее значение не только для астрономии и физики, которые получают возможность лучше понять существую­щие законы природы, но и для философии, приобретающей обширный материал для обобщения закономерностей нашего мира. Для общего развития современной науки, для которого характерно взаимопро­никновение различных ее разделов, достижения космологии фактически замыкают связь между макромиром, традиционно изучавшимся астрономией, и микромиром, раскрытие законов которого было триумфом физики XX столетия.

Целью химии на всех этапах её развития является получение вещества с заданными свойствами. Эта цель, иногда именуемая основной проблемой химии, включает в себя две важнейших задачи – практическую и теоретическую, которые не могут быть решены отдельно друг от друга. Получение вещества с заданными свойствами не может быть осуществлено без выявления способов управления свойствами вещества, или, что то же самое, без понимания причин происхождения и обусловленности свойств вещества. Таким образом, химия есть одновременно и цель и средство, и теория и практика.

Теоретическая задача химии имеет ограниченное и строго определённое число способов решения, которые задаются структурной иерархией самого вещества, для которого можно выделить следующие уровни организации:

Субатомные частицы.

Атомы химических элементов.

Молекулы химических веществ как унитарные (единые) системы.

Микро- и макроскопические системы реагирующих молекул.

Мегасистемы (Солнечная система, Галактика и т.п.)

Объектами изучения химии является вещество на 2 – 4 уровнях организации. Исходя из этого, для разрешения проблемы происхождения свойств необходимо рассмотреть зависимость свойств вещества от четырех факторов:

От элементарного состава;

От структуры молекулы вещества;

От термодинамических и кинетических условий, в которых вещество находится в процессе химической реакции;

От уровня организации системы.

Таким образом, иерархия изучаемых материальных объектов предопределяет иерархию т.н. концептуальных систем химии – относительно самостоятельных систем теорий, описывающих вещество на каком-либо уровне организации.

При всем многообразии химических явлений выделяют четыре основные концептуальные системы:

Учение о составе;

Структурная химия;

Учение о химическом процессе;

Эволюционная химия.

Эти системы появлялись последовательно во времени, причем каждая новая химическая концепция возникала на основе научных достижений предыдущей (рис. 1).

Первая химическая концепция - учение о составе - возникла в 1660-х гг. и связана с исследованием свойств веществ в зависимости от их химического состава. Основной тезис учения о составе состоит в следующем: свойства вещества определяются его составом, т.е. тем, из каких элементов и в каком их соотношении образовано данное вещество. В период с середины XVII до второй половины XIX в. учение о составе веществ представляло собой практически всю химию. Объектом учения о составе является вещество как совокупность атомов. В настоящее время в ее рамках рассматриваются проблемы периодичности, стехиометрии (соотношения между количествами вступивших в реакцию реагентов и образующихся продуктов), а также физико-химический анализ как основа изучения многокомпонентных систем на основе построения диаграмм состав-свойство.

В 1800-е гг., когда стало очевидным, что свойства веществ и их качественное разнообразие обусловливаются не только составом, но и структурой молекул, возникла концепция структурной химии, предполагающая исследование структуры, т.е. способа взаимодействия элементов. Структура - это устойчивая упорядоченность качественно неизменной системы (молекулы). Эта концепция опирается на атомно-молекулярную концепцию строения вещества и исходит из следующего тезиса: свойства вещества определяются структурой молекулы вещества, т.е. её элементным составом, порядком соединения атомов между собой и их расположением в пространстве. Развитие современной структурной химии связано с познанием в области квантово-механической теории строения атома, химической связи и строения вещества.

Рис. 1. Иерархия уровней химического знания, или концептуальные системы химии

Третья концептуальная система - учение о химическом процессе - в 1950-е гг. завершает свой этап становления. Главный ее тезис - свойства вещества определяются его составом, структурой и условиями среды, в которой это вещество находится. В основании ее лежит представление о химической кинетике и химической термодинамике, а в ее рамках исследуются внутренние механизмы и условия протекания химических процессов (скорости протекания процессов, температура, давление и т.п., влияние катализаторов, ингибиторов и пр.). Именно в данной концепции впервые вводится понятие окружающей среды как необходимого условия протекания процесса.

Идеи четвертой концептуальной системы - эволюционной химии - были сформулированы в 1970-х гг. Эта система находится в стадии становления. В центре ее внимания - открытые высокоорганизованные химические системы, развитие которых приводит к возникновению биологической формы движения. Эволюционная химия включает в себя учение об эволюционном катализе (теории саморазвития химических систем), а также теории биоорганической и бионеорганической химии.

 

 

 

 

Тенденция физикализации химии

Вопрос о роли физики и химии в процессе познания устройства вещества, по сути дела, сводится к определению границы применимости каждой из этих наук для данной области исследований. Известно, что химические превращения, составляющие предмет химической науки, обусловлены взаимодействием внешних электронных оболочек атомов, строение которых изучает физика. Таким образом, возникает вопрос о правомочности существования химии как отдельной дисциплины, а не прикладной области физики, поскольку последняя, по сути дела, изучает предмет её исследований и полностью формирует её теоретический базис.

Физикализация в химии может рассматриваться как своеобразный аналог характерной для нашего времени математизации всего естествознания в целом. Процесс проникновения физики в фундаментальные разделы химии можно разделить на три этапа, в рамках которых изложен весь фактический материал ответа: 1) проникновение физической идеи в химию, 2) построение физико-химической теории и 3) редукция этих разделов химии к физике. Исходя из определения химии как науки о веществах, их свойствах и превращении друг в друга, представляется логичным отдельно рассмотреть, какое влияние оказала физика на формирование представлений о структуре вещества и о процессе протекания химических взаимодействий. В конце ответа эти два направления сведены вместе в виде единого вывода о взаимоотношении физики и химии.

Впервые породнить физику с химией удалось Д. И. Менделееву, который предположил, что атомный вес (физическая величина) как базовая характеристика элемента должен определять его химическое сродство и, соответственно, все его свойства и свойства образуемых им простых и сложных веществ. Эта идея вылилась в открытие периодического закона, наглядным выражением которого является периодическая таблица элементов Менделеева. Уже в ХХ в. Мозли доказал, что порядковому номеру элемента в периодической системе соответствует заряд его ядра, который и стали рассматривать в качестве основной характеристики хим. элемента. После важнейших открытий в области строения атома (открытие протона и электрона, планетарная модель атома Резерфорда, работы Бора и т. д.) стала понятной причина периодического повторения свойств в ряду элементов, вызванная периодическим повторением числа валентных электронов по мере заполнения электронных оболочек.

При изучении природы вещества важнейшими является представления о химической связи. Прорыв в данной области был бы невозможен без привлечения достижений физики, а именно, открытия уравнения Шрёдингера, описывающего поведение электрона и последовавшего за этим рождения квантовой химии. Впервые формулировка модели химической связи с помощью представлений квантовой механики была сделана во второй половине 20-х гг. в работах В. Гайтлера и Ф. Лондона. В настоящее время для описания молекулярной структуры в квантовой химии применяются два основных метода: метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей.

Первый из них разрабатывался в конце 20-х - начале 30-х гг. в трудах американского химика Л. Полинга и других ученых. Основная идея метода валентных связей заключалась в предположении, что химическая связь возникает посредством взаимодействия пары электронов и атомы в молекуле в значительной степени сохраняют свою индивидуальность. В основе метода молекулярных орбиталей, разрабатываемого с 1928 г. Р. Малликеном, Ф. Хундом, Дж. Э. Леннард-Джонсом и др., лежало представление о молекуле как образовании более высокого уровня, чем атомы, обладающем новым набором свойств, которое, следовательно, должно описываться как единое целое. Некоторые историки химии видят в двух рассматриваемых квантово-механических приближениях иллюстрацию преемственности уходящего корнями в прошлое двойственного понимания молекулы – как цельного или структурированного образования. Соответственно, в разные периоды времени прослеживаются логические цепочки развития этих двух взглядов на строение молекул: восприятие ее как структурированного множества атомов (Кекуле, Бутлеров – Льюис – метод валентных связей) и унитарного, воспринимающего молекулу как цельное образование (Жерар – Ленгмюр – метод молекулярных орбиталей).

Проникновение физических теорий в химию в конце XIX в. затронуло не только вопросы структуры атомов и молекул, но и представления о протекании химических процессов. В это время оформилось направление, получившее название физической химии, которая (в дополнение к квантовой химии) стала теоретической базой химической науки. Физическая химия стала развиваться в разных направлениях. Выделим среди них важнейшие и покажем, какое влияние на их развитие оказала физика.

В первую очередь необходимо выделить такой раздел физической химии как кинетика, отвечающего на вопрос о скорости протекания различных реакций. Проводить соответствующие измерения стали уже в середине XIX века, однако построение строгого аппарата, позволяющего не только описать, но и предсказать скорость химического процесса стало возможным только после применения известного из классической физики распределения молекул по скоростям и энергиям Максвелла – Больцмана. Оно позволило Аррениусу вывести уравнение, связывающее скорость химической реакции с энергией активации как основной характеристикой химического процесса и температурой окружающей среды.

Создание учения о кинетике повлекло за собой бурное развитие других областей физической химии, например, представлений о катализаторах, которые в настоящее время повсеместно используются в химической промышленности. Основу современного учения о катализе как способа снижения энергии активации процесса путём изменения его механизма под воздействием катализатора создал немецкий химик В. Оствальд. Одновременно развивались термохимическое и термодинамическое направления физической химии. Важную роль в развитии химической термодинамики сыграли работы 1860-70-х годов Р. Клаузиуса и В. Томсона (Кельвина), которые развили динамическую теорию теплоты и сформулировали первое и второе начала термодинамики. Примеры успешного применения физических идей для решения химических задач можно приводить сколь угодно долго. Венцом всех этих исследований в области физической химии стала разработка универсальной теории механизмов протекания реакций, которая позволяет предсказать характер взаимодействия даже для ещё не синтезированных соединений. Не вызывает сомнения тот факт, что её создание было бы невозможно без привлечения достижений физики.

Какой же вывод следует из изложенного выше? Действительно, бурное развитие химии в течение ХХ века стало возможным исключительно благодаря тесному взаимодействию с физикой, которая позволила создать для химии теоретический базис и разработать на его основе описательный аппарат. С его помощью химия из описательной превратилась в созидательную науку, обладающую потенциалом для предсказания в известной мере результатов своей деятельности. Вместе с тем нельзя сказать, что физика поглотила химию, поскольку это автоматически означало бы, что она способна самостоятельно, в рамках собственных методов, решать задачи, возлагаемые на химию, а это не соответствует действительности. Несмотря на все достижения последнего столетия в химии, предсказание реакционной способности конкретного соединения по-прежнему невозможно. В этой связи основным методом исследования химических превращений был, есть и, скорее всего, будет химический эксперимент, для успеха которого критичным является наличие человека, обладающего специальными умениями и навыками работы с веществом, неизвестными ни физику, ни математику, позволяющей ему адекватно провести такой эксперимент. Именно этим положением определяется та роль, которую играет современная химия, наряду с физикой и математикой, в процессе познания материи.

В основе данного вопроса лежит проблема взаимоотношения математики и других наук, а точнее, методов и возможностей математики в приложении к остальным наукам.

План ответа включает в себя три пункта. Вначале кратко описывается история многовекового проникновения математики в другие науки, и параллельно некоторые вехи в развитии самой математики. Далее представлены некоторые основные методы математизации, их сильные и слабые стороны. В заключении будут показаны пределы математизации науки и связанные с этим проблемы.

 

 

 

История развития математики.

 

Почти с самого зарождения математики она была неразрывно связана с практической деятельностью человека. С появлением первых государств (Древнего Египта, Вавилона, Китая) возникает потребности в развитии и углублении математических знаний. Тогда формулы представлялись в виде неких рецептов, следуя которым можно получить результат.

Древнегреческие философы и математики очень много сделали для развития математики. Это и практика строгих доказательств, введенная Фалесом, и замечательные теоремы Пифагора, и методы Архимеда вычисления объемов различных тел, и аксиоматическая система геометрии Евклида, и система буквенных обозначений Диофанта.

Бурное развитие как самой математики, так и ее приложений наблюдается в Новое время. Переход к новым капиталистическим отношениям, ослабление влияния церкви на философию и науку развязывают руки исследователям, как Г. Галилей или Р.Декарт, известный в математике благодаря методу координат – своеобразному мостику между алгеброй и геометрией.

Настоящей революцией в математике и ее приложениях стало открытие дифференциального и интегрального исчисления И. Ньютоном и Г. Лейбницем. Ввиду того что характерной особенностью почти всех физических процессов является наличие непрерывного движения, изменения во времени некоторых числовых параметров, то пределы (а с ними и интегралы и производные) оказались важнейшим инструментом для исследования непрерывных функций.

XVIII век характеризуется окончательной математизацией физики. Крупнейшие математики того времени: Л. Эйлер, Ж.-Л.Лагранж, П. С. Лаплас развивают анализ бесконечно-малых, делая его основным орудием исследования в естествознании.

XIX век: математический дух витал над всеми областями знания, которые тогда считались науками, а сама математика была эталоном строгости и непротиворечивости, к которому должны стремиться остальные науки. Параллельно шли работы по, так называемым, основанием математики: математический аппарат (в особенности метод бесконечно-малых) на протяжении нескольких веков использовался во многих приложениях и зарекомендовал себя как эффективное орудие естествознания; но объяснения почему все применяемые методы правильны с точки зрения логической строгости, не было – ну согласуются с наблюдениями и ладно; но это не значит, что мы застрахованы от “сбоев” в будущем. В связи с этим было разработано исчисление предикатов – система логических аксиом и правил вывода из них новых утверждений.

В XX веке бурное развитие математики продолжилось. Физические приложения не ограничивались уже одним дифференциальным и интегральным исчислениями: в ядерной физике начали широко использовать многомерную геометрию и теорию групп; в теории относительности замечательные применения нашла неевклидова геометрия. Теория вероятностей возможно даже обогнала математический анализ по числу приложений: методы математической статистики используют в огромном числе наук, начиная с физики и заканчивая психологией и лингвистикой. Развитие математической логики, вызванное программой Гильберта обоснования математики, привело к появлению компьютеров, которые изменили мировоззрение современного человека.

Основные методы математизации.Важнейший метод – это математическое моделирование. Он состоит в том, что исследователь строит математическую модель рассматриваемой области, то есть выделяет существенные для него свойства и количественные характеристики явления, выделяет существенные отношения между ними и пытается найти какой-либо похожий объект в математике. Этот пример показывает еще одну идею моделирования – некоторое упрощение, отбрасывание лишней, не нужной информации

Важнейшим моментом является то, чтобы при упрощении не упустить нужные нам черты, не огрубить модель настолько, чтобы она перестала достаточно хорошо для нас описывать явление. Одна и та же математическая модель может описывать много разнообразных явлений в различных областях. Основные черты метода математического моделирования заключатся в следующем: абстракция, некоторое упрощение предметной области, выделение только существенных для исследователя черт рассматриваемого явления; выявление нужных параметров или характеристик процесса, которые и составляют предмет дальнейшего исследования; выявление существенных взаимоотношений между этими параметрами; поиск нужного математического объекта, который будет описывать все исследуемые параметры и отношения между ними; применение математического аппарата к этому объекту для описания исходного явления.

Адекватность математики при отражении реальности в своих моделях связана с тем, что сама математика, ее понятия и структуры являются не чем иным, как абстракцией самой объективной реальности.

Можно отдельно выделить метод математизации, который неявно является частью математического моделирования: формализация. Он состоит в том, что все изучаемые объекты реальности и отношения между ними заменяются наборами символов и отношений между ними в некотором искусственном языке.

В конце XIX – начале XX века процесс формализации математики достиг своей кульминации. Это связано с так называемой программой Гильберта обоснования математики, предполагающей создание формального языка с соответствующими правилами, в котором можно было выразить и доказать все математические теоремы.

Для дальнейших пояснений введём понятие о 3-м методе математизации – аксиоматизации. Она состоит в том, что в некоторой области знания из всех истинных утверждений выделяется набор некоторых простейших утверждений или аксиом, из которых посредством логического вывода можно в принципе получить любое утверждение этой области. Программа Гильберта включала в себя аксиоматизацию всей математики на основе аксиом арифметики и теории множеств. Оставались неясными два вопроса: будет ли этот список аксиом непротиворечивым и будет ли этот система аксиом полной? Австрийский логик Курт Гёдель доказал так называемую теорему о неполноте, которая утверждала, что если система аксиом арифметики непротиворечива, то существует такое утверждение, что ни оно само, ни его отрицание не доказуемы. Это означает, что условия непротиворечивости и полноты арифметики и математики в целом несовместны. Таким образом, Теорема Гёделя показала пределы возможностей аксиоматического метода в самой математике.

Пределы и проблемы математизации.Проблемы, с которыми сталкиваются исследователи, применяющие математические методы в других науках, можно разделить на два типа. Первые – связанные с проблемами в самой математике, то есть когда, например, математическая модель явления построена, а ее исследование затруднено из-за того, что подходящие методы еще не разработаны, либо их разработка – нерешенная пока проблема (в математике очень много своих “внутренних” проблем). Второй тип связан с самими областями знания, которые подвергаются математизации: либо сложно построить математическую модель, либо построенная и изученная модель неправильно описывает изучаемое явление.

Заключение

Итак, в процессе математизации наук в основном используются три метода: математическое моделирование, формализация и аксиоматизация.

Моделирование представляет собой некоторое отображение явления объективной реальности в структуры и множества математических объектов. При этом должны сохраняться необходимые для исследователя отношения между объектами предметной области.

Формализация – процесс “кодирования” объектов изучаемой реальности некоторым искусственным языком, и формулировка основных законов исследуемого явления на этом языке.

Аксиоматизация предполагает выявление простейших понятий и аксиом области исследования, из которых посредством логических правил получаются все теоремы (истинные утверждения) данной теории.

Проблемы применения математических методов в различных науках связаны с самой математикой (математическое изучение моделей), с областью моделирования (сложно построить модель из-за размытости границ явления) и c интерпретацией модели (построенная модель неправильно описывает явление).

Таким образом, можно сделать главный вывод. Математика позволяет хранить, транслировать и использовать массивы информации вне зависимости от содержания последней и в этом качестве является неотъемлемой составляющей любой области науки. Вместе с тем, она ни в коем случае не должна рассматриваться как универсальный критерий истинности, поскольку имеет пределы применимости для описания окружающего нас мира.

 

 

 

Почему человечество создало математику?

Бренность человеческой жизни и мечта о бессмертии рождают странные миры: мир мифов, мир сказок, мир художественной литературы, мир музыки и т.п., которые можно назвать МИРАМИ ИСКУССТВА или ИСКУССТВЕННЫМИ МИРАМИ. К числу таких искусственных миров и принадлежит мир математики. Каждый из искусственных миров НЕОБХОДИМ ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ, но остается неясным, почему человечество должно было ПРИДУМАТЬ эти миры, и какую роль играют они в истории человечества?

Хотя придуманных миров довольно много, мы стоим перед необходимостью выделить из этого РОДА тот ВИД, который и именуется математикой. Это мир «идеальных объектов», которые обладают уникальным свойством — они «остаются тождественными САМИ  СЕБЕ». В этом смысле на объекты математики НЕ ДЕЙСТВУЕТ ВРЕМЯ, они обладают как бы «вневременным бытием».

Такие объекты, как прямая линия, квадрат, окружность и т.д. не могут быть «физически изготовлены», все они «чистые произведения мысли», но отличаются от всех других произведений мысли именно своей тождественностью самим себе. Нелепая попытка некоторых физиков отождествлять «прямую линию» с траекторией солнечного луча опровергается каждым школьником, который знает эффект рефракции и то, что солнечный луч при закате «загибается».

А.Пуанкаре полагал, что первой математической абстракцией является абстракция «абсолютно твердого тела», а «прямая линия» может быть определена не проще, чем через «ось вращения абсолютно твердого тела».

Этот мир неизменных объектов, тождественных самим себе, в форме циклов и эпициклов послужил Птолемею основой для ПРЕДСКАЗАНИЯ солнечных и лунных затмений, а также моментов весеннего и осеннего равноденствий, знание которых давало возможность ПРЕДСКАЗЫВАТЬ разлив Нила. Связь «математического мира» и наблюдаемых явлений природы породила профессию ЖРЕЦОВ, которые и являются подлинными прародителями современной математики.

Когда на историческом горизонте возникает фигура Кеплера, то не только изменяется «картина мира», но траектории планет ОТОЖДЕСТВЛЯЮТСЯ с эллипсом планетной орбиты. Этот НЕИЗМЕННЫЙ  ЭЛЛИПС и есть ПЕРВЫЙ закон ПРИРОДЫ, зафиксированный на первых шагах науки нового времени. Здесь мы видим, что если НЕЧТО, наблюдаемое в природе, мы можем ОТОЖДЕСТВИТЬ с некоторым объектом математики, то этот математический объект явится ПРАВИЛОМ, на которое не действует ВРЕМЯ. Но такое свойство и есть то, что мы с этого времени будем называть ЗАКОНОМ ПРИРОДЫ.

Есть большая правда в том, что природа говорит с нами на «языке математики», но не надо забывать, что ЗАКОНЫ НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКИ не есть математические символы, изображенные на небесном своде. Создание мира неизменных объектов впервые позволило человечеству освоить понятие «ЗАКОНА ПРИРОДЫ» как чего-то такого, что СУЩЕСТВУЕТ и что не подвержено ходу действительного ВРЕМЕНИ.

В истории математики тоже существовало такое время, когда со словом «ЗАКОН» ассоциировался не инвариантный объект, тождественный сам себе, а лишь ПРАВИЛО, по которому одному математическому объекту ставился во «взаимно однозначное соответствие» другой математический объект. В настоящее время вся совокупность таких правил рассматривается (говоря языком геометрии) в качестве ПРАВИЛА преобразования координат, а то, что остается при преобразованиях координат БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ, и есть ИНВАРИАНТ.

Координатные представления теперь отождествляют с той или иной субъективной точкой зрения (в физике — это различие «наблюдателей»), а ИНВАРИАНТ — это то, что не зависит от частной точки зрения. Но именно ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ и есть то, что не зависит от точки зрения того или иного человека, являясь, по выражению В. И. Вернадского, общеобязательной частью научного мировоззрения.

Итак, если бы человечество не создало мира математики, то оно никогда не смогло бы обладать НАУКОЙ. Только мир математики и позволил человечеству получить понятие «ЗАКОН», как то, над чем не властно даже ВРЕМЯ.Не следует думать, что описанное выше принадлежит авторам: известно библейское выражение — «И это было...» В подтверждение приведем высказывание И.Канта более чем двухсотлетней давности: «Учение о природе будет содержать науку в собственном смысле лишь в той мере, в какой может быть применена в нем математика...»

 

 

Почему математика устроена аксиоматически?

Для начала приведем несколько «аксиом», которые вне геометрии принято называть «исходными правильными формулами».

Рассмотрим три выражения: 1 + 1 = 2; 1 + 1 = 1; 1 + 1 = 0.

Все три приведенные выше формулы представляют собой иллюстрацию алгоритмически неразрешенных проблем. Можно ли доказать «истинность» этих «исходных правильных формул»?

Все три приведенные формулы мы можем привести к общему виду. Для этого заменим одинаковые выражения в левых частях буквой А. Поскольку все правые части отличаются по написанию от левой, а также друг от друга, то заменим их буквами B, C, D соответственно:

A = B; A = C; A = D.

Следуя за Гильбертом (но не за Брауэром и Вейлем), попробуем использовать принцип «исключенного третьего».

Относительно любой буквы справа мы можем задавать вопрос: «Есть ли она буква А “или” не-А?» Совершенно очевидно, что мы три раза получим ответ: «не-А»!

Запишем этот результат. Все формулы приобретают один и тот же вид:

А = не-А; А = не-А; А = не-А.

Нетрудно видеть, что ЛЮБАЯ ИСХОДНАЯ ПРАВИЛЬНАЯ ФОРМУЛА, у которой правая часть от знака равенства только ПО НАПИСАНИЮ отличается от левой части, будет приведена к ПРОТИВОРЕЧИЮ. Этот факт был всегда известен серьезным математикам, что привело к предложению О. Веблена и Дж. Юнга в их «Проективной геометрии» начала нашего века заменить математический термин «аксиома» на более подходящий термин «ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ».

Однако, как известно тоже около двухсот лет в философии, каждому ПОЛОЖЕНИЮ соответствует некоторое ПРОТИВОПОЛОЖЕНИЕ (по-немецки первому соответствует термин «Satz», а второму «Gegensatz»), что предполагает НЕОБХОДИМОСТЬ рассматривать КАЖДОЕ положение вместе с его противоположением. Если классические аксиомы геометрии, как систему предположений, отождествить с именами творцов математики, то мы получим СДВОЕННЫЕ геометрии: Евклидова и не-евклидова, Архимедова и не-архимедова, Дезаргова и не-дезаргова, Паскалева и не-паскалева, и т.д.

Первый шаг к рассмотрению «категориальных пар» в математике был совершен Н. И. Лобачевским и Я. Бойяи. Но это и был тот шаг, который демонстрирует ПЕРЕХОД от традиционной математической логики к логике диалектической. Про последнюю наговорено столько нелепостей, что о ее значении для МАТЕМАТИКИ почти ничего не известно. Диалектическая логика — это логика, которая относится ТОЛЬКО к аксиомам или ПРЕДПОЛОЖЕНИЯМ математических теорий. Лучше всего об этом писал Н. И. Лобачевский:

«Общая логика называется также АНАЛИТИКОЮ, равно как и прикладная логика — ДИАЛЕКТИКОЮ».

В этой же работе он демонстрирует полное понимание, что математические следствия из математических предположений всегда были, есть и будут «истинными в математическом смысле». Но наличие ВОЗМОЖНОГО противоречия выводов из математической теории с реальностью только указывает, что мы используем теорию за границами нами же установленных ПРЕДПОЛОЖЕНИЙ.

Любое высказывание, утверждение или ПОЛОЖЕНИЕ, высказанное на естественном языке, не является той ЛОГИЧЕСКОЙ ФОРМОЙ, в которой выражается ИСТИНА. Всякая исходная логическая форма, содержащая ПРОТИВОРЕЧИЕ, является той формой, в которой фиксируется «исходная правильная формула». Мы это демонстрировали в виде трех формул в начале этого раздела:

1 + 1 = 2; 1 + 1 = 1; 1 + 1 = 0.

Математический СМЫСЛ этих трех утверждений весьма прост. Первая формула принадлежит арифметике. Вторая — это формула алгебры Буля, утверждающая, что «универсальное множество (обозначенное как “1”) будучи сложено с самим собой — есть то же самое универсальное множество». Третья формула определяет сложение по модулю 2.

Наличие работ с высказыванием, или положением, которое имеет вид математической аксиомы, сопровождает процесс ОСМЫСЛИВАНИЯ: «А есть В» и «В есть А» — отождествление. Оно означает РАВЕНСТВО А и В в некотором «отношении». Но одновременно с этим существует еще и НЕРАВЕНСТВО А и В: «А не-есть В» и «В не-есть А» — противопоставление.

«Визуализацию» этого положения очень хорошо демонстрировал П. С. Новиков. Он показывает точку, поставленную карандашом на бумаге. Затем предлагает представить себе координатную сетку, нарисованную на кальке. Накладывая эту координатную сетку на бумагу с изображением точки, мы получаем запись А(,), где , — координаты нашей точки в первой координатной системе. Затем берем вторую координатную сетку на кальке и кладем ее сверху первой сетки. Во второй координатной системе та же самая точка получает координаты B(,), где , — координаты нашей точки во второй системе координат. Теперь мы можем получить выражение, которое соответствует булевой переменной:

«Являются ли координаты A(,) координатами ТОЙ ЖЕ САМОЙ ТОЧКИ, которая имеет координаты B(,) во второй системе координат?»

Здесь возможен ОДИН И ТОЛЬКО ОДИН ОТВЕТ: либо «ДА», либо «НЕТ».

Никакой другой способ не дает «математически чистого» определения булевой переменной. Теперь мы можем получить и ПОНЯТИЕ «АЛГОРИТМ».

Это ПРАВИЛО-F, которое позволяет по координатам ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ТОЧКИ, данным в первой системе координат, найти координаты той же самой точки во второй системе координат.

B(,) = F & A(,).

Устройство математики, благодаря ее аксиоматической конструкции, позволяет передавать ВСЕ, ЧТО ПОНЯТО, в вычислительную машину. Это открывает возможность создания «банка теорий», охватывающих все предметные области, т.е. все профессиональные знания.

Подведем итог: аксиомы, которые правильно называть ПРЕДПОЛОЖЕНИЯМИ, не могут рассматриваться без своего «отрицания», т. е. ПРОТИВОПОЛОЖЕНИЯ. Всякое ПОЛОЖЕНИЕ во всех случаях имеет ГРАНИЦУ, за пределами которой оно «превращается» в свою ПРОТИВОПОЛОЖНОСТЬ. Этот переход за ненаблюдаемую в математике ГРАНИЦУ, есть изменение КАЧЕСТВА. Этот переход через ГРАНИЦУ, т. е. переход к другому КАЧЕСТВУ, порождает известные математические «трудности»: нелинейность, бифуркацию, катастрофу и т. п. — математические термины, выражающие РАЗРЫВ непрерывности, СКАЧЕК или изменение ПРАВИЛА.

Интерпретация математической теории ВСЕГДА имеет границы применимости, ибо однозначное соответствие получаемых СЛЕДСТВИЙ принятым АКСИОМАМ (другое название ПРЕД-посылок) соответствует ЛИНЕЙНОМУ МИРУ, а физическая реальность поражает нас своей существенной НЕЛИНЕЙНОСТЬЮ. Этот факт и вносит кардинальное различие между миром математики и реальностью. Мы нуждаемся в таком МАТЕМАТИЧЕСКОМ определении НЕЛИНЕЙНОСТИ, которое, будучи перенесенным в прикладную область, позволяло ИЗМЕНЯТЬ АКСИОМЫ (ПРЕД-посылки), сохраняя старую теорию в тех границах, где она соответствует наблюдаемым фактам. Простейшим примером такого рода является создание не-евклидовой геометрии Н. И. Лобачевским и Я. Бойяи. Такое изменение АКСИОМ сохраняет старую теорию и в то же время позволяет существовать НОВОЙ теории.

Мы предполагаем, что изменение ТИПА научной теории соответствует в основаниях математики СМЕНЕ АКСИОМ. Данное явление проявляет себя так, что при простом изменении некоторого параметра поведение системы РЕЗКО ИЗМЕНЯЕТСЯ. Предсказания старой теории в этой области перестают соответствовать экспериментальным данным, наблюдаемым в этой области. Такое изменение поведения системы при изменении некоторого параметра можно называть «бифуркацией», можно описывать подобные изменения особой теорией («теория катастроф»), но существо дела этим не объясняется.

Итак, если бы математика не была устроена аксиоматически, то наука не имела бы понятия доказательство. Доказательство в математике — это то, что следует из аксиом.

 

 

 

Почему ЗНАНИЕ математики не гарантирует УМЕНИЯ пользоваться ей в конкретном проектировании систем?

Тот, кто когда-нибудь пережил «ОЗАРЕНИЕ» легко поймет, что всякое математическое описание той или иной предметной области, это — ВСПЫШКА, которая так правильно названа «ОЗАРЕНИЕМ». Озарение «не-логично», вернее, оно «не-логично» в смысле математической логики. Если всякий акт творчества, как «не-логичный», можно считать ЧУДОМ, то все творческие люди, хотя они и не волшебники, но они... «учатся» волшебству.

Если принять во внимание, что каждое такое ЧУДО являет себя в математической форме, то НЕОБХОДИМОСТЬ владения математикой не подлежит сомнению. Тем не менее, как и принято в математике, необходимое условие еще не является условием ДОСТАТОЧНЫМ. Именно эта «недостаточность» чисто математического образования и не позволяет РЕГУЛЯРНО творить ЧУДЕСА, что легко обнаруживается при переходе от «высказываний» на естественном языке к логическим формам математики.

Известно, что в грамматическом предложении мы выделяем подлежащее и сказуемое. Подлежащим обычно является имя существительное, а роль сказуемого выполняет глагол.

Хотя процесс превращения «подлежащего» грамматической формы в «субъект» логической формы и «сказуемого» грамматической формы в «предикат» логической формы потребовал тысячелетий развития культуры научного мышления, мы должны зафиксировать терминологическое различие грамматической формы от логической формы. Это означает, что термин «подлежащее» как и термин «сказуемое» мы будем использовать для описания грамматической формы предложения, а термины «субъект» и «предикат» только для описания логической формы суждения.

Уже грамматическая форма предложения намечает расчленение явлений наблюдаемого мира на два больших класса:

— класс предметов (пространственно-протяженных тел);

— класс движений (характеризуемых длительностью).

Различие между ОПЕРАТОРОМ и ФУНКЦИЕЙ передачи управления — это лишь одно различие. Хотелось провести еще одно расчленение: расчленение ОБЪЕКТА, над которым осуществляется ОПЕРАЦИЯ, и самого ОПЕРАТОРА, который осуществляет эту операцию.

Учитывая специфические особенности вычислительных машин и специфику самой математики, мы можем дать следующий классификатор ВСЕХ возможных задач (систем УРАВНЕНИЙ), которые решали, решают и будут решать вычислительные машины.

СУЩЕСТВУЕТ список ВСЕХ ВОЗМОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ, с которыми мы можем встретиться в задачах программирования. Они различаются друг от друга «РАЗМЕРНОСТЬЮ». Размерность является «ИМЕНЕМ КАЧЕСТВА» математического объекта. Hабор «ИМЕH» мы берем из языка ГЕОМЕТРИИ. Фактически это «размерность симплекса» комбинаторной топологии. Итак:

Hульмерный симплекс — «точка».

Одномерный симплекс — «отрезок» или 1-длина.

Двумерный симплекс — «площадка» или 2-длина.

Трехмерный симплекс — «объем» или 3-длина.

Четырехмерный симплекс — ... или 4-длина.

. . .

K. K-мерный симплекс — ... или K-длина.

Учитывая изложенное, полезно добавить «собственное имя точки» как 0-длина (рис. 1).

Что такое мера Лебега?

Обобщение понятия длина

0-длина — точка [L⁰ T⁰] или 0-матрица

1-длина — отрезок [L¹ T⁰] или 1-матрица

2-длина — площадь [L² T⁰] или 2-матрица

3-длина — объем [L³ T⁰] или 3-матрица

4-длина — тор [L⁴ T⁰] или 4-матрица

5-длина — гипертор [L⁵ T⁰] или 5-матрица

……………………………………………..

n-длина n-матрица

Рис. 1

Геометрические объекты могут быть представлены в форме n-матриц (рис. 2).

Геометрические объекты как n-матрицы Г.Крона:

L⁰ — точка, 0-длина или 0-матрица: L⁰ =

 

L¹ — отрезок, 1-длина или 1-матрица: L_х¹ =

a

b

c

d

L² — площадь, 2-длина или 2-матрица:

L_X

L_Y

a

b

c

d

e

1

g

h

i

j

k

l

m

n

g

p

r

c

t

f

L³ — объем, 3-длина или 3-матрица:

L⁴, 4-длина или 4-матрица:

L⁴ = L * L³

Рис. 2

Превращение геометрического объекта соответствующей размерности в математический ТЕКСТ предполагает введение той или иной системы координат. Очевидно, что «размерность» координатной системы (для размещения геометрического объекта) должна быть как минимум НА ЕДИНИЦУ РАЗМЕРНОСТИ БОЛЬШЕ.

Так, например, для помещения «точки» нам необходима координатная система типа «отрезок» или 1-длина. В вычислительной машине может располагаться лишь конечное число точек, т. е. точки на отрезке «занумерованы» в виде булевых переменных. Для определения положения точки на отрезке нам НЕОБХОДИМЫ ДВЕ СИСТЕМЫ КООРДИHАТ!

Что это означает? Две системы координат позволяют ЗАДАВАТЬ ВОПРОС примерно такого типа: «Является ли число А координатой ТОЙ ЖЕ САМОЙ ТОЧКИ, которая обозначена числом В в другой системе координат?» Если ответ положителен, то мы говорим «ДА». Если ответ отрицателен, то мы говорим «НЕТ». Приведенная иллюстрация показывает нам математически ТОЧНОЕ понятие «булевой переменной».

Даваемое понятие «АЛГОРИТМ» является точным описанием ПРАВИЛА, которое обеспечивает нахождение «второго имени» объекта данной размерности, данного в первой системе координат (это задание называется «исходными данными»), а «второе имя» (это называется «решением» поставленной задачи) — имя того же самого объекта в «конечной» (второй) системе координат.

Точно так же, как мы дали «имена» самим геометрическим объектам, можно дать «имена» всем возможным системам координат.

Такой перенумерованный список всех возможных систем координат и дает нам правило для записи алгоритмов.

Алгоритм определяется ТРЕМЯ «ИМЕНАМИ»:

Именем геометрического объекта.

Именем исходной системы координат.

Именем «желательной» или «конечной» системы координат.

После изложенной точки зрения на все виды задач кажется, что задачи теории чисел не могут быть выражены на «языке геометрии». Это неверно. Первый пример использования геометрических образов в решении задач теории чисел продемонстрировал еще Гаусс.

Даны ДВА ВИДА ПРЕОБРАЗОВАНИЙ:

Преобразование КООРДИНАТ.

«ТОЧЕЧНОЕ» преобразование.

Эти два вида преобразований в МАТЕМАТИКЕ считаются «эквивалентными», то есть ТОЖДЕСТВЕННЫМИ.

В преобразовании КООРДИНАТ мы имеем дело с ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ «ТОЧКОЙ», а в «ТОЧЕЧНОМ» преобразовании мы имеем дело с ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ «СИСТЕМОЙ КООРДИНАТ». В первом случае НЕИЗМЕННЫМ объектом преобразования (то есть ТЕМ, что ОСТАЕТСЯ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ или ИНВАРИАНТНО) является «ТОЧКА», а во втором случае НЕИЗМЕHHЫМ объектом в преобразовании является «СИСТЕМА КООРДИHАТ». В первом случае ИЗМЕНЯЕТСЯ — «СИСТЕМА КООРДИНАТ», а во втором случае ИЗМЕНЯЕТСЯ — «ТОЧКА».

Мы вполне согласны, что эти ДВЕ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ на преобразование МАТЕМАТИЧЕСКИ ЭКВИВАЛЕНТНЫ, но мы не можем сказать, что эта эквивалентность математическая сохраняется, когда мы переходим к ПРИЛОЖЕНИЯМ МАТЕМАТИКИ, т. е. К ФИЗИЧЕСКОЙ РЕАЛЬНОСТИ.

 

 

 

измерение — наука

Здесь нам предстоит вернуться назад на половину тысячелетия. Только к середине пятнадцатого века само понятие «НАУКА» было связано с понятием «ИЗМЕРЕНИЕ», что и было совершено Николаем Кузанским. Проблема СООТНЕСЕНИЯ символов математических теорий с показаниями физических приборов — и есть проблема УМЕНИЯ использовать математику в решении прикладных проблем проектирования систем.

Уже двести лет тому назад, не без участия Канта, были сформулированы основные ЭСТЕТИЧЕСКИЕ понятия: «чувственное восприятие ДЛИТЕЛЬНОСТИ» и «чувственное восприятие ПРОТЯЖЕННОСТИ». Мы встречаемся с этими понятиями под названием либо ПРОСТРАНСТВА, либо ВРЕМЕНИ. И здесь мы встречаемся со «злым гением» Минковского. Это с его легкой руки начали считать ПРОТЯЖЕННОСТЬ и ДЛИТЕЛЬНОСТЬ одним и тем же. Если просто помнить, что комплексное сопряжение означает поворот на угол в 90°, то можно понять, что ВРЕМЯ может считаться «ортогональным» к пространственной ПРОТЯЖЕННОСТИ.

Мы уже имели исторический опыт Гамильтона, который (следуя Канту) хотел рассматривать алгебру, как НАУКУ О ЧИСТОМ ВРЕМЕНИ, считая ее дополнением к учению о ПРОСТРАНСТВЕ, изучаемому ГЕОМЕТРИЕЙ.

Геометрия и хронометрия

Именно здесь мы можем ПРОТИВОПОСТАВИТЬ как противоположенные два понятия: «ГЕОМЕТРИЯ» и «ХРОНОМЕТРИЯ». Для сохранения исторической преемственности с классической математикой мы будем отождествлять ХРОНОМЕТРИЮ с ГОНИОМЕТРИЕЙ, следуя в этом пункте предложениям Ф. Клейна.

Обратим внимание на РАЗЛИЧИЕ их ЕДИНИЦ. Классическое различие единиц длины, площади и объема мы выражаем СТЕПЕНЯМИ (лучше говорить о СТУПЕНЯХ). Совсем иначе обстоит дело с единицами ВРЕМЕНИ. Основная единица ВРЕМЕНИ дается выражением (через углы) по Эйлеру.

Соотношение между пространственными единицами и единицами времени есть соотношение между АДДИТИВНОЙ и МУЛЬТИПЛИКАТИВНОЙ группами: сложению ДЛИН соответствует мультипликативное «сложение» УГЛОВ.

Не является предметом данного раздела обобщение сказанного до многомерных, пространств ГЕОМЕТРИИ и ХРОНОМЕТРИИ. Предложение О. Веблена по обобщению Эрлангенской программы Клейна позволяет совершить переход к многомерному времени.

 

 

 

Какова «ключевая идея», которая приблизила нас к современному уровню понимания математики?

Мы формулируем эту ИДЕЮ, как идею введения КООРДИНАТНЫХ СИСТЕМ с инвариантом.

H. И. Лобачевский хорошо понимал, что не может СУЩЕСТВОВАТЬ одной единственной математической теории, которая охватывает бесконечное разнообразие всех явлений окружающего нас мира. Где же выход?

Множественность геометрий и множественность классов явлений природы

Если нельзя сделать по канонам Евклида ОДНОЙ, УНИВЕРСАЛЬНОЙ геометрии, то, может быть, можно сделать МНОГО РАЗЛИЧНЫХ ГЕОМЕТРИЙ, каждая из которых и будет описывать тот или иной класс явлений природы.

Если следовать совету H. И. Лобачевского, то для каждого вида «сил», которые действуют в природе, может существовать и своя особая «геометрия».

В 1928 г. в Болонье состоялся очередной математический конгресс, и О. Веблен предложил ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ПРИНЦИП — преобразования с инвариантом. То, что О. Веблен называет ИНВАРИАНТОМ, Схоутен (в противовес О. Веблену) называет «геометрическим объектом», а в теоретической физике это же самое, с легкой руки А. Эйнштейна, называют «тензор».

Таким образом, каждый ЗАКОН ФИЗИКИ представляется в «мире математики», как СОХРАНЕНИЕ или ИНВАРИАНТНОСТЬ некоторого геометрического образа. После того, как этот геометрический образ получает свою «интерпретацию» той или иной «ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ», мы покидаем «мир математики» и переходим в другой мир, который называется «мир математической физики».

«Имеется ИНВАРИАНТНЫЙ ОБЪЕКТ, т. е. ТЕНЗОР, или математическое выражение ЗАКОHА; дана “проекция этого инвариантного объекта” в первую или “исходную систему координат”, которая математически называется “исходные данные задачи”. “Решенная задача” или полученное на вычислительной машине “решение” — есть не что иное, как “вторая проекция” ТОГО ЖЕ САМОГО ИНВАРИАНТНОГО ОБЪЕКТА во “вторую систему координат”. Алгоритм решения или программа вычислительной машины есть не что иное, как ПРАВИЛО перехода от “исходной системы координат” в “конечную систему координат”, которая и выражает РЕШЕННУЮ ЗАДАЧУ»(рис. 3).

 

Рис. 3

Между идеальным миром математики и материальным миром физической реальности существует непримиримое противоречие: объекты математической теории тождественны сами себе, а реальность представляет пестрый мир изменений и действительного развития. Для получения математического описания реальности необходимо ОТКРЫВАТЬ ТО, что за видимостью ИЗМЕНЕНИЙ само остается БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ. Это и есть ИНВАРИАНТЫ, которые наука начала открывать со времен Кузанского, Коперника, Кеплера.

Итак, неумение соотнести символы математических теорий с инвариантами науки и является ответом на вопрос: «почему знание математики не гарантирует умения пользоваться ей при проектировании систем?»

Заключение

Мы рассмотрели ключевые вопросы, раскрывающие суть проблемы синтеза научных знаний с математическими знаниями.

Были рассмотрены и обсуждены четыре вопроса, имеющие непосредственное отношение к формированию научного мировоззрения:

Почему человечество создало математику?

Почему математика устроена аксиоматически?

Почему знание математики не гарантирует умения пользоваться ей в конкретном проектировании систем?

Какова ключевая идея, которая приблизила нас к современному уровню понимания математики?

Выводы

По каждому из названных вопросов получены следующие выводы:

Если бы человечество не создало математики, то оно никогда не смогло бы обладать наукой. Только мир математики и позволил человечеству получить понятие «ЗАКОН», как то, над чем не властно даже ВРЕМЯ.

Если бы математика не была устроена аксиоматически, то наука не обладала бы понятием ДОКАЗАТЕЛЬСТВО. Доказательство – это то, что следует из аксиом или предположений.

Неумение соотнести символы математических теорий с инвариантами (законами) науки и является ответом на вопрос: «Почему знание математики не гарантирует умение пользоваться ей при проектировании систем?».

Ключевая идея, которая приблизила нас к современному уровню понимания математики, есть идея ВВЕДЕНИЯ КООРДИНАТНЫХ СИСТЕМ С ИНВАРИАНТОМ (ЗАКОНОМ).

Добавим к этим выводам еще один: проектирование устойчивого развития в системе «природа – общество – человек» будет «содержать науку в той мере, в какой может быть правильно применена в нем математика».

Проблема оснований математики

 

Проблема оснований математики заключается в подведении математической теории под строгие основания. Недостаточная обоснованность теории приводит к кризисам основаниях математики.

За всю историю выделяют 3 кризиса оснований математики:

Древний, связанный с осознанием несоизмеримости.

Связанный с некритическим использованием приёмов математического анализа (начало 19 в)

Новейший, связанный с появлением логико-математических парадоксов.

Из первых 2-х кризисов были найдены пути выхода. Парадоксы, связанные с 3-м кризисом не преодолены и по сей день. По этой причине выделилось 3 основные направления в решении проблемы основания: логицизм, формализм, и интуиционизм.

1-й кризис:

Первые выдающиеся достижения в античной математике принадлежали ордену пифагорейцев.Главная философская доктрина пифагорейцев сводилась к утверждению “единица – начало всего”, то есть, все вещи в мире могут быть выражены через натуральные числа и их отношения.

Ранняя пифагорейская математика была основана на так называемом "принципе соизмеримости". В соответствии с этим принципом любые две геометрические величины Q и V имеют общую меру, которая укладывается целое число раз в каждой из величин. Рассматривая отношение диагонали и стороны квадрата, пифагорейцы пришли к противоречивому выводу, что это отношение является иррациональным числом. Открытие несоизмеримости шокировало пифагорейцев и вызвало первый кризис в основаниях математики, потому что это открытие опровергало главную философскую доктрину пифагорейцев

Открытие иррациональных чисел порождало сложное математическое понятие, не имеющее связи с человеческой практикой. Оно разрушило раннюю систему и стало "поворотным пунктом" в развитии математики.

Предложенный Евдоксом «метод исчерпывания» и созданная на его основе теория измерения величин позволили преодолеть кризис.

Теория Евдокса рассматривается как одно из величайших достижений математики за всю историю ее развития и в основном совпадает с современной теорией иррациональных чисел, предложенной Дедекиндом в 1872 году.

2-й кризис

Математика XVII-XVIII веков, в основном, разрабатывала методы решения различных задач естествознания. Главным из достижений в области прикладной математики было изобретение математического анализа. Математический анализ ввел два новых сложных понятия – производная и определенный интеграл. К 80-м годам XVIII века анализ, который теперь называют классическим, уже стал зрелой наукой. Однако "Увлеченные необыкновенной силой новых приемов, легкостью, закономерностью, простотой, с которой достигалось решение все новых и новых задач, математики XVIII в. не заботились о том, насколько логически обоснованны те приемы, которые они применяли". Аппарат дифференциального и интегрального исчислений не отличался достаточной строгостью ни в определении терминов, ни в доказательстве теорем. Наиболее уязвимой частью анализа были его расплывчатые и разноречивые логические основания. Выяснилось, что свойства алгебраических функций нельзя перенести на все другие функции.

Почти с самого зарождения математического анализа неоднократно предпринимались попытки подвести под него строгие основания.

В 1821, О.Коши (1789–1857) подвел строгую базу под весь математический анализ. Взяв за исходное понятие переменной величины, Коши определил другие основные понятия анализа через соотношение между постоянными и переменными величинами. Посредством понятия о "предельном переходе" в свою очередь определялось понятие бесконечно малой величины, и далее вводились другие понятия анализа.

Однако позднее математики обнаружили у Коши логические пробелы. Желаемая строгость была наконец достигнута в 1859 К.Вейерштрассом (1815–1897).

3-й кризис

Построение теории множеств, основным творцом которой стал Г.Кантор, явилось важнейшим итогом развития математики XIX столетия.

Возрастание абстрактности мышления и повышенные требования к строгости способствовало сближению математической теории множеств с логикой. Этому немало способствовали успехи самой логики.

Уже при жизни Кантора, в период, когда ожидался небывалый триумф теории множеств, в ней обнаружили парадоксы или антиномии. Первый парадокс в 1895 г. установил сам Кантор. Этот исторически первый парадокс теории множеств носит довольно специфический характер и относится к проблеме трансфинитных чисел. В 1899 г. Кантор открывает еще один парадокс. За открытием этих двух парадоксов абстрактной теории множеств последовала целая серия других.

Парадоксы фиксировали внутренние логические трудности теории множеств, лежащие в самих ее основах - фундаментальных понятиях и способах рассуждения. Возникшую ситуацию называют 3 кризисом оснований математики.

Дело в том, что определение множества, предложенное Кантором, позволяло рассматривать в качестве элементов множество объектов любой природы. Таковыми - помимо индивидуальных предметов - могли выступать и всевозможные множества, в том числе допускалось, что множество может включать в качестве своего элемента и самое себя.

Кризис оснований математики поставил на повестку дня ряд важных философских, методологических и логических проблем математики. Наиболее острым из них был вопрос о причинах и способах устранения парадоксов. Возникают различные направления обоснования математики. Таким образом, определились три ведущие программы: логицизм, связанный с именами Фреге, Рассела; формализм, персонифицированный Гильбертом, и интуиционизм, теоретиком которого выступил Брауэр.

Импульс программе логицизма дал Фреге. Он впервые указал на связь такого рода противоречий с характером употребления языка. Постепенно эта связь осознавалась все отчетливее. Такие парадоксы, по мнению логиков, возникают из-за двусмысленных и неопределенных выражений естественного языка и поэтому требуют особого логического анализа языка.

Разработку логицизма взял на себя Б. Рассел. Он пришел к построению оригинального варианта аксиоматической теории множеств и к последующей попытке сведения математики к логике. Изучение причин парадоксов и поиск выхода из них Рассел тесно связал с разработанными им идеями логического языка. Поиску выхода из тупиков для математики Б.Рассел отдал двадцать лет работы, увенчавшейся созданием - в соавторстве А.Уайтхедом - трехтомного исследования Principia mathematica. Авторы стремились осуществить замысел Фреге о сведении чистой математики к логике, наведя более строгий порядок в самой логике.

Выход из логических парадоксов, казалось бы, был найден в четком разделении логических типов (категорий) и установлении запретов на такие подстановки аргументов, которые ведут к бессмысленности логических функций.

Другой школой обоснования математики, школой отчасти вышедшей из логицизма стал формализм. Его принципы были разработаны талантливым математиком и логиком Давидом Гильбертом (1862-1943гг.) в 1922-39 годах.

Формализм в логике и математике отталкивался от представления, что чистая математика есть "логический синтаксис" - наука о формальных (не наделенных конкретным смыслом) структурах символов. Одной из своих целей школа ставила доказательство того, что манипуляция символами по строгим правилам не дают противоречий, что весьма сближало ее с логицизмом.

Позднее Гильберт предложил более продуманный и обширный план обоснования математики путем ее полной формализации. Решение задач обоснования логики и математики он связал теперь с метаматематикой (специальной теорией доказательства), позволяющей придать обеим дисциплинам вид исчислений. Непротиворечивость должна достигаться ценой отказа от каких бы то ни было намеков на понимание актуальной бесконечности, которая как выяснилось, была "повинна" в возникновении антиномий.

Однако формализм столкнулся с теми же серьезными трудностями, что и логицизм. Поскольку программы эти во многом близки: в обеих возлагались большие надежды на строго аксиоматическое построение основ математики (идеал логической строгости, уходящий корнями еще в античность) и полную формализацию знания (его выражение в искусственной символике и подчинение всех преобразований знаковых выражений четко выявленным правилам).

Но вскоре обнаружился серьезный кризис обеих программ, разразившийся после публикации статьи К.Гёделя "О формально неразрешимых предложениях Principia Mathematica и родственных ей систем"(1931).Результаты Гёделя опровергали центральную предпосылку и логицизма и формализма, допускавшую, что для каждой отрасли математики может быть указана совокупность аксиом, достаточных для выведения всех остальных положений.

Из работ Гёделя следовало, по крайней мере, два вывода: 1) что для большей части математики невозможна окончательная аксиоматизация; 2) что для многих важных отраслей математики не существует бесспорного доказательства их внутренней непротиворечивости.

Работа Гёделя давала надежду, что математические теоремы, недоступные строгой аксиоматизации, могут быть, тем не менее, установлены менее формальным математическим (содержательным) рассуждением. Этот вывод имел серьезный философский смысл и предполагал далеко идущие следствия - отказ от многих иллюзий в понимании природы математики, формирование более реалистической концепции математического знания.

Основателем интуиционизма был голландский математик Лейтцен Эгберт Ян Брауэр (1881-1966гг). Интуиционизм отрицает базисный характер логики по отношению к математике, а последним основанием математики и логики признаёт интуитивную убедительность. Постулатом здесь стала мысль о том, что возможность "построения" бесконечного числового ряда есть "базисная интуиция" человеческого сознания. В основу своего подхода к математике интуиционизм кладет понятие потенциальной бесконечности и связанное с ним понимание существования математических объектов как принципиальной возможности их построения. При этом была решительно отвергнута идея актуальной бесконечности, одна из основных в классической математике и логике.

В программе интуиционизма акцентировалась не столько идеальная ("божественная"), сколько человечески земная, социальная природа всякого, в том числе и математического познания.

С 1904 года Брауэр последовательно проводил критику так называемых чистых математических доказательств существования, опирающихся на логический принцип исключенного третьего. Это в конечном итоге и положило начало математическому интуиционизму как целому направлению в обосновании математики. С точки зрения крайнего интуиционизма основополагающие теоремы анализа и следствия из них, в которых использовался принцип непротиворечия, примененный к бесконечным множествам, и аксиома выбора, отвергались как неприемлемые.

Чтобы понять природу биологического познания необходимо обозначить предмет исследования и то, на чем основано познание (методы исследования).

Комплекс биологических наук изучает мир живого, закономерности живых систем (современное представление). Причем в ходе развития биологии и других наук о живом происходило изменение их предмета исследования:

Так, на первых этапах развития биологии целью исследования был организм, соответственно предмет биологической науки описывался на организменном уровне.

Возникновение представлений о виде расширило понимание предмета биологии. Вид и популяция предстали как целостные биологические объекты, имеющие свои собственные закономерности построения, функционирования и развития. Формирование понятий о биоценозах, экосистемах, биосфере еще больше расширяют предмет биологической науки до надорганизменного уровня. Биология перешла к биосферному и популяционному мышлению.

Сходный процесс расширения предмета идет и в глубь организма в настоящее время. Это происходит при активном использовании физики, химии, и других точных наук. Следовательно, образуются новые интегративные, но по своему статусу биологические науки – биофизика, биохимия.

Таким образом, в предмет биологии включились все уровни организации жизни – организменный, надорганизменный (популяционно-видовой, экосистемный) и суборганизменный (молекулярный, клеточный). Далее добавилось обращение биологии к проблеме человека (выяснение роли природных факторов на жизнедеятельность человека и др.). Биология стала включенной в решение реальных проблем развития общества. У современной биологии появились новые стратегические направления развития исследовательской деятельности, а именно проектирование, конструирование биообъектов, управление живыми системами, прогнозирование. Это отразилось в таких направлениях как генная инженерия, клеточная инженерия, биотехнология.

Методология представляет собой основание любого научного познания. Методология биологии представляет собой систему принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности в сфере жизни.

Исторически познание живой природы началось с наблюдений. Начинаясь с наблюдения, оно продолжается на уровне мыслительных процедур, таких как:

описание (как с помощью терминов языка (естественного), так и наглядным образом — с помощью рисунков, схем и др.)

систематизация на основе определенных выделенных признаков объектов (одной из форм систематизация на основе систематизации является классификация, когда выбор признаков связан с выделением существенных сторон объекта);

сравнение, позволяющее выявлять законы объекта путем сопоставления существенных характеристик объекта (высокая эффективность метода сравнения вызвала к жизни такие науки, как сравнительная анатомия, сравнительная морфология, сравнительная физиология, сравнительная систематика и др.).

То есть содержательной основой знания признавался чувственный опыт в виде наблюдения. Только со временем появляются методы экспериментального изучения, начинают использоваться статистические методы, применятся приборы.

важнейшим достижением биологии явилось представление о том, что природа живого может быть понята и объяснена только через знание его истории. Теория Ч. Дарвина ввела в биологию эволюционный исторический метод как доминирующий метод научного познания.

(Эволюция – направленное изменение любого процесса, системы, предмета, имеющее необратимый характер. Как правило, происходит постепенно путем накопления большого количества микроизменений.)

В результате представление о системности в живой природе, формируется принцип системности. Системное воспроизведение объекта предполагает выявление единства в предметном многообразии живого, определении связей.

на идеи организации живой природыбылоснован организационный подход, который предлагал изучать мир путем вычленения организационных законов.

Еще один подход коэволюционный основан на идеи коэволюции. Процесс коэволюции как совместного сопряженного развития систем с взаимными селективными требованиями был обнаружен и изучен в биологии уже весьма давно. Изначально коэволюцию рассматривали как процесс, призванный объяснить лишь различные виды симбиотических отношений: хищник-жертва, паразитизм, комменсализм и др. Однако идея коэволюции приобретает универсальный характер. С концепцией коэволюции человека и биосферы в отечественной литературе первым выступил Н. В. Тимофеев-Ресовский в 1968 году. Имеет место коэволюция идей, что наглядно демонстрирует развитие молекулярной биологии.

Некоторые философско-методологические проблемы биологии:

природа, структура, особенности биологического познания и знания;

сущность биологического закона;

как устроена научная теория, можно ли в биологии отыскать сходные единицы, которые были обнаружены в структуре физического знания;

о взаимодействии методов исследования биологии и других точных наук;

о соотношении теоретического и эмпирического в биологии.

Специфика этих проблем такова, что они не надстраиваются как философские над биологией, а непосредственно выводятся как проблемы биологического познания, требующие философского осмысления.

Современное философское познание не существует над биологическим. Оно непосредственно выводится из него. Философия рассматривает свой предмет не изолированно от конкретных форм познания, но как результат его, итог взаимодействия субъекта и объекта.

То есть, наука биология сама создает биологическую реальность в процессе исследования живых систем. И эту реальность исследует уже философия биологии с позиций общего характера, разрешения философских проблем.

Биологическая реальность включает в себя:

не просто объективное существование мира живого,

но и активность познающего субъекта.

При этом критерии познавательной деятельности определяются как непосредственными характеристиками объекта, так и социокультурным влиянием, нормами и идеалами. Данное обстоятельство предопределяет историчность понимания предмета биологи

 

 

 

Основные этапы трансформации представлений о месте и роли биологии в системе научного познания

В современном представлении биология – совокупность наук о жизни во всем разнообразии проявления ее форм, свойств, связей и отношений на земле. В ходе развития биологии происходило расширения ее предмета исследования и увеличение роли в системе научного познания, распространение исходно биологических подходов исследования на другие области.

1. Интерес к живой природе появился уже в античности. Но долгое время знания о живой природе складывались в рамках медицины, животноводства и растениеводства, которые нередко принимали общий характер в виде натурфилософских умозрительных рассуждений о принципах ее организации и развития.

2. Переломным моментом стала середина 18 века. Одно из главных достижений 18 века – создание первой искусственной классификации всех известных тогда растений и животных К. Линнеем (1735). Линней поместил в общую систематику и человека, назвав его “Homo sapiens nosce te p sum” (хомо сапиенс носце тэ пи сум), что в переводе с латинского означает – человек разумный познай самого себя. Получили распространение методы наблюдения, описания, сравнения и систематизации на основе выделенных признаков объектов. Левенгук впервые увидел под микроскопом микроорганизмы.

3. О биологии как о комплексной науке можно говорить, начиная с 1802 г., с момента одновременного и независимого введения термина биология Ж.Б. Ламарком и Л.Х. Тревиранусом. Биология встала на путь теоретизации. Построена теория клеточного строения живых организмов Т. Шванном и М. Шлейденом. Ж.Б. Ламарком была сформулирована первая целостная концепция эволюции. Ч.Дарвин показал механизм эволюционного процесса (борьба за существование, половой отбор и подбор)

Дарвинизм ввел в биологию эволюционный исторический метод как доминирующий метод научного познания, как ведущую познавательную ориентацию. Возникнув в биологии, эволюционный взгляд на все мироздание в целом.

Грегор Мендель (1822—1884), применив статистические методы для анализа результатов гибридизации сортов гороха, выявил и сформулировал закономерности наследственности. Впервые в истории науки использовав количественные подходы для изучения наследования признаков, Мендель установил новые биологические законы, тем самым заложив основания теоретической биологии.

4. Так, если на первых этапах развития биологии целью исследования был организм, соответственно предмет биологической науки описывался на организменном уровне, то 20 век ознаменовался интенсивным процессом расширения предмета биологии в глубь организма. Это происходит при активном использовании физики, химии, и других точных наук. Следовательно, образуются новые интегративные, но по своему статусу биологические науки – биофизика, биохимии, также интенсивно развивается генетика и молекулярная биология.

Одновременно во второй половине 20 века началось усиленное исследование надорганизменных образований. Вид и популяция предстали как целостные биологические объекты, имеющие свои собственные закономерности построения, функционирования и развития. Сформировались понятия о биоценозах (В.Н. Сукачев, 1942), экосистемах (А. Тенсли, 1935), биосфере (В.И. Вернадский, 1926).

Таким образом, было достигнуто понимание жизни как многуровневого, но единого целого. Биология стала пониматься как наука о живых системах на всех уровнях сложности – на организменном, надорганизменном (популяционно-видовой, экосистемный) и суборганизменном (молекулярный, клеточный).

На каждом уровне происходило образование различных дисциплин. Формирование дисциплин определялось как внутринаучными факторами развития биологичкесского знания, но и включенностью биологии в целостную систему функционирования науки внутри общества. Многие области отражали социальных потребностей, примеры таких областей: селекция, почвоведение, растениеводство, паразитологи, бактериология, биологическая экология.

Важным моментом в расширении предмета исследования биологии стало обращение к проблеме человека. Исследовались биологические причины болезней, проводился поиск новых методов лечения и лекарств, происходило осознание роли природных факторов на жизнедеятельность человека.

Таким образом, изменения в понимании предмета биологии отражают взаимосвязь как научных, так и социокультурных факторов развития биологии, отражают ее включенность в решение реальных проблем развития общества.

5. Такое расширение понимания предмета биологии, новые возможности биологического эксперимента, новые социальные заказы привели к изменениям стратегических направлений развития исследовательской деятельности в биологии. На современном этапе развития биология характеризуется прямыми связями с практикой. Биология становится не только средством изучения, но и влияния на мир живого. Нарастают тенденции проектирования, конструирования биообъектов, задачи управления живыми системами. Появляются новые направления предвидения и прогнозирования. Эти направления характерны не только для суборганизменного уровня изучения живого, но и для организменного и надорганизменного. Эти тенденции получили отражение в развитии таких исследовательских направлений как генная инженерия, клеточная инженерия, инженерия ценозов.

Т.е. биология в целом вступила в новый этап своего развития – биоинженерный. Биолог стал конструктором новых организмов и новых отношений. Однако при развитии биотехнологии необходимо учитывать, что практик имеет дело с миром живого. И это накладывает на практическую деятельность определенные запреты и ограничения, которые должны быть осознаны до начала деятельности. Изменения биообъектов должны быть продуманы в плане прогнозирования последствия вмешательства в мир живого. Последствий производственно-экономических, экологических и социальных. Поэтому дальнейшее безопасное развитие этой тенденции – биоинженерии требует совершенствования методов сознательного управления всем комплексом исследований.

Особо подчеркнем, что новые методологические подходы, возникнув первоначально в биологических исследованиях, постепенно получают распространение в самых разных отраслях познания, далеко выходящих за область интересов биологии. Во многом именно из биологии шли в науки и культуру представления о целостности, организованности, развитии и системности.

Роль биологии еще более возрастает в ходе формирования
новых познавательных моделей на рубеже XXI века. Одной из таких моделей выступает диатропическая познавательная модель. Ее основные идеи изложены в трудах С. В. Мейена и Ю. В. Чайковского. В диатропике взамен учениям о приспособлении, господствовавшим у Ламарка и Дарвина, появляется не менее важный феномен — разнообразие. Пока биология имела дело только с единичными фактами, а не с их рядами заметить это было невозможно. С. В. Мейен отметил, что законы многообразия носят универсальный характер, не зависящий прямо от материальной природы объектов, составляющих то или иное множество.

В настоящее время происходит осознание универсальности коэволюционной стратегии, приложимой ко всей реальности. Процесс коэволюции как совместного сопряженного развития систем с взаимными селективными требованиями был обнаружен и изучен в биологии уже весьма давно. Однако он рассматривался как периферийный,
маргинальный процесс, призванный объяснить лишь различные виды симиотических отношений: хищник-жертва, паразитизм, комменсализм и др. С концепцией коэволюции человека и биосферы в отечественной литературе первым выступил Н. В. Тимофеев‑Ресовский в 1968 году.

 

 

 

Роль философской рефлексии в развитии наук о жизни

В наше время для дальнейшего развития биологических наук особенного необходимо философское осмысления мира живого. Новые области биологических исследований и накопленные в них факты требуют переоценки и переосмысления действовавших в биологии концепций, создания новых, осознания их с методологических, мировоззренческих и ценностных позиций.

философским анализом проблем биологии занимается философия биологии:

Фил. биол. – область философии, занимающаяся анализом и объяснением закономерностей формирования и развития основных направлений комплекса наук о живом.

Фил. биол. исследует структуру биологического знания; природу, особенности и специфику научного познания живых объектов и систем; средства и методы подобного познания, способы обоснования и развития научного знания о мире живого.

Фил. биол. — это система обобщающих суждений философского характера о месте биологии в системе науки и культуры, о воздействии различных наук и культуры в целом на характер биологических исследований и об обратном процессе влияния биологии на изменение норм, установок и ориентаций в науке и культуре.

(Такое понимание предмета философии биологии характерно для нашего времени.)

С современных позиций филос. осмысление мира живого представлено в четырех направлениях – онтологическом, методологическом, аксиологическом (ценностном) и праксиологическом (практическом):

1. Естествознание 20 в. имеет дело с множеством картин природы, онтологических схем и моделей, зачастую альтернативных друг другу и не связанных между собой. В биологии это ярко отражалось в разрыве эволюционного, системного и организационного подходов к исследованию живого, в несовпадении картин мира, предлагаемых эволюционной биологией и экологией и т.д.

Эволюционный подход, сформировавшийся на основе идеи развития живой природы, предлагает историческое эволюционное рассмотрение всего мироздание в целом. Эволюционизм стал парадигмой естествознания в 19 в после работ выдающихся ученых Ж.Б. Ламарка, Ч.Дарвина и др. Из фундаментальной идеи биологии он превратился в метод научного познания, эволюционистский способ мысли.

Эволюция – направленное изменение любого процесса, системы, предмета, имеющее необратимый характер. Как правило, происходит постепенно путем накопления большого количества микроизменений.

Эволюция – в широком смысле - синоним развития.

Биологическая эволюция – историческое развитие живых организмов, определяемое изменчивостью, наследственностью и естественным отбором.

Организационный подход основан на идеи организации живой природы, и предлагал изучать мир путем вычленения организационных законов. Начался с исследований А.А. Богданова, Р. Селларса и Г. Брауна. Организационные представления лежат в основе современной экологии.

Системный подход основан на представлении о целостности и системности живой природы и предлагает использовать целостный подход к миру в условиях сложнейшей многообразной дифференцированности знания.

Задача онтологического направления в философии биологии:

выявление онтологических моделей, лежащих в основаниях различных подразделений современной науки о жизни,

критическая работа по осмыслению их сути, взаимоотношений друг с другом и с онтологическими моделями, представленными в др. науках,

их рационализация и упорядочение.

2. Методологический анализ современного биологического познания не просто преследует задачу описания применяемых в биологии методов исследования, изучения тенденций их становления, развития и смены, но и ориентирует познание на выход за пределы существующих стандартов. осмысление и переосмысление канонов познавательной деятельности ведет к поиску новых стандартов этой деятельности. Это ярко проявилось в процессе утверждения в биологии новых познавательных установок системности, организации, эволюции, коэволюции.

Процесс коэволюции как совместного сопряженного развития систем с взаимными селективными требованиями был обнаружен и изучен в биологии уже весьма давно. Однако он рассматривался как периферийный,маргинальный процесс, призванный объяснить лишь различные виды симбиотических отношений: хищник-жертва, паразитизм, комменсализм и др. С концепцией коэволюции человека и биосферы в отечественной литературе первым выступил Н. В. Тимофеев-Ресовский в 1968 году. Осознание универсальности коэволюционной стратегии, приложимой ко всей реальности, происходит в настоящее время.

3 и 4. Существенно возросло в последние годы значение аксиологического и праксиологического направлений. Это объясняется тем, что биология нашего времени стала средством не только изучения, но и прямого воздействия на мир живого. В ней все более нарастают тенденции проектирования и конструирования биообъектов, проявляются задачи управления живыми объектами и системами. В стратегии исследовательской деятельности в биологии появляются такие новые направления, как предвидение, прогнозирование. Становление и стремительное развитие генной и клеточной инженерии, инженерии биогеоценозов, решение проблем взаимодействия биосферы и человечества требуют совершенствования методов анализа и сознательного управления всем новым комплексом названных исследований и практических разработок. Этим задачам служит интенсивное развитие таких новых наук, порожденных современным этапом развития философии биологии как биоэтика, экоэтика, биополитика, биоэстетика, социобиология и др.

Таким образом, на современном этапе своего развития биология требует

филос. переосмысления традиционных форм организации знания,

создания нового образа науки,

формирования новых норм, идеалов и принципов научного исследования, нового стиля мышления.

Дополнение:

Рефлексия (от лат. reflexio — обращение назад) — способность человеческого мышления к критическому самоанализу. Рефлексия – форма познавательной активности субъекта, связанная с обращением мышления на самого себя.

Праксиология (греч. деятельный) - область социологических исследований, к-рая изучает методику рассмотрения различных действий или совокупности действий с т. зр. установления их эффективности. Существо праксиологического метода заключается в практическом (и историческом) исследовании и характеристике различных трудовых навыков и приемов, выявлении их элементов и составлении на этой основе различных рекомендаций практического характера.

Биоэтика изучает этико-правовые проблемы биомедицинской науки и практического здравоохранения. В их числе определение начала и конца человеческой жизни, приемлемость различных критериев смерти человека, право собственности на генетическую информацию о человеке. В основе леэит принцип уважения личности пациента.

Социобиология – исследование биологических основ всякого социального поведения.

Биофилософия считает, что при решении мировоззренческих, нравственных и эпистемологических проблем должно быть понятие жизни в его научно-биологической интерпретации.

Редукционизм исходил из того, что органическая целостность может быть сведена к простой аддитивной сумме свойств составляющих ее (механических, физических и химических) частей. Редукционизм предлагает изучать явления и объекты живой природы путем расчленения его на простые составные и их описание

Целостный подход (в разных своих вариантах — холизм, организменный и др.), подчеркивая качественное своеобразие целого по сравнению с его частями, предлагает рассматривать весь мир как единый организм.

Экология – наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и окружающей средой, изучает надоргаизменный уровень.

Популяция – совокупность особей одного типа.

Биоценоз – совокупность организмов разных трофических уровней (уровней питания).

Экосистема – система, объединяющая организмы и среду обитания, имеет признаки: автономна, устойчива во времени и пространстве, не может объединятся с соседними экосистемами без нарушения качественной однородности.

Биосфера – оболочка земли, состав, структура и энергетика которой определяется совокупной деятельностью живых организмов (внутри границ реальной жизни и границ

Принцип развития биологии

Очень разнообразными были представления о происхождении жизни у античных философов. Особо стоит отметить одного из первых философов физиса - Анаксимандра с его гениальной догадкой о зарождении жизни в воде и последующем переселении живых существ на сушу. Великим систематизатором античных биологических знаний был и Аристотель.

В средние века господствовала теория креационизма, согласно которой все сущее было творением высшего существа. С того момента, когда на Западе победило христианство, принятый без оговорок авторитет библии в течение долгих веков тормозил всякие независимые и самостоятельные исследования и искания в области эволюционизма. Дословное изложение генезиса исключало возможность перехода одной формы жизни в другие. Каждый вид был обязан своим существованием акту творения, а в настоящее время существуют только те формы жизни, которые уцелели из вод потопа благодаря Ноеву ковчегу.

Все изменилось с приходом так называемого Нового времени: благодаря технической революции и Просвещению начинается бурное развитие биологии. В XVIII веке, к господствующей теории происхождения жизни, добавили теорию неизменности видов великого Карла Линнея, согласно которой растения и животные, сотворенные Богом, скорее всего до сотворения человека, пребывают неизменно такими же, размножаясь путем самопроизводства.

К концу XVII в. многообразие вновь описанных форм было настолько велико, что ботаники и зоологи того времени стали буквально тонуть в море накопленного и постоянно прибывающего материала. Понадобился терпели­вый гений Карла Линнея (1707-1778), для того чтобы внести порядок в эти груды материалов. Создание Линнеем систематики как науки было первым и, пожалуй, самым важным камнем, заложенным в будущий фундамент дарви­низма..

Карл Линней (он же Линнеус иКарл фон Линнэ) — шведский натуралист, фармаколог, врач, этнограф, прославившийся как основоположник принципов и методов систематики органического мира, был ученым энциклопедического склада. Его научная и организационная деятельность сыграла в Швеции такую же роль, как деятельность Ломоносова в России. Член многих академий мира (в том числе академии наук «Леопольдина» с 1736 г., Лондонского Королевского общества с 1753 г., почетный член Санкт-Петербургской Академии с 1754 г., иностранный член Французской академии с 1762 г.), Линней был основателем и президентом (1738-1740) Стокгольмского научного общества, реорганизованного в 1740 г. в Шведскую Королевскую академию, и первым президентом этой академии.

Сам Линней считал, что ему удалось понять план Творца, создававшего мир, и что его система отражает этот план. Над «Системой природы» Линней продолжал работать всю жизнь: в I издании (1735) было лишь 14 страниц, в Х издании (1758 г. — отправная дата для всей современной зоологической номенклатуры)— 1384 страницы, а XIII посмертное издание (1788-1793), подготовленное И. Ф. Гмелином и изданное в трех томах, содержит уже 6257 страниц! Вклад Линнея не только в разработку принципов и методов классификации и систематики, но и в саму практику систематики органического мира; огромен.

Не будучи эволюционистом, Линней, установив принцип иерархичности систематических категорий, в сильнейшей степени способствовал утверждению мысли о том, что соседние таксоны связаны не только сходством, но и родством, что чем дальше расположены в системе таксоны, тем меньше степень их родства. К. Линней понимал ограниченность своей «искусственной системы» и пытался создать «естественную систему», отражавшую степень родства организмов. С первой попыткой создания естественной системы растений он столкнулся при посещении Франции, где ботаник Бернар Жюссье (1699-1777) расположил растения ботанического сада в Трианоне в Версале в соответствии с естественной системой. Отдавая должное системе Жюссье, Линней не смог, однако, применить естественную систему для практических целей диагностики и классификации органического мира. Тем не менее в течение всей жизни Линней, совершенствуя искусственную систему, продолжал работать и над естественной системой, так и не созданной им в полном виде.

Заложив принципы классификации, положив начало научной систематике, Линней оказал огромное влияние на умы современников и ученых нескольких последующих поколений. Именно труды и идеи Линнея об иерархичности систематических категорий и накопление огромного фактического материала систематиками — последователями Линнея в значительно большей степени, чем наивные труды натурфилософов-трансформистов (Шарль Бонне, Сент-Илер и др) и ранних эволюционистов (Ламарк) способствовали быстрому принятию эволюционных идей Дарвина. Для относительно хорошо изученных групп, например, для млекопитающих, система Линнея была естественной, для некоторых отрядов его система претерпела не слишком принципиальные изменения вплоть до наших дней. Сблизив человека и человекообразных обезьян, поместив человека и антропоидов вместе с другими обезьянами в состав отряда приматов, Линней нанес существеннейший удар по антропоцентризму.

Линнею были свойственны определенные элементы эволюционного подхода: он допускал возможность гибридогенного происхождения новых видов от старых. Но главная заслуга Карла Линнея как предшественника эволюционизма состояла в создании системы органического мира, основанной на принципе иерархичности таксонов. В течение столетия от Линнея до Дарвина магистральным руслом развития биологии была систематика. Этот период по праву можно назвать линнеевским периодом развития биологии. Тем не менее мы можем указать и на другие источники, приведшие к формированию дарвинизма, хотя их роль была несравненно меньшей, чем Линнея и линнеевской биологии.

А затем и теория - Бюффона, который одним из первых в развернутой форме изложил концепцию трансформизма, то есть ограниченной изменчивости видов и происхождения видов в пределах относительно узких подразделений (от одного единого предка) под влиянием среды.

Идеи трансформизма получили особое развитие в кругах французских просветителей XVIII века. Эпоха Просвещения, знаменующая собой переход от феодализма к капитализму, во многом была идейно связана с эпохой Возрождения. Для просветителей характерна вера в бесконечные возможности человеческого разума в познании окружающего мира. Сам термин «Просвещение» употреблялся Вольтером, а вошел в науку со статьей Им. Канта «Что такое Просвещение?» (1784). Просветители опирались на обширный материал, добытый наукой XVII века, подобно тому, как Линней опирался на достижения предшествующих поколений натуралистов, описывавших живую и неживую природу после эпохи Великих географических открытий. Среди идейных отцов просветителей и провозвестников идеи трансформизма упомянем I Р.Декарта и Г. Лейбница. Это начало изучения в естествознании движения, изменения и подвижности. Для просветителей характерно представление о реальности материи, о реальности и изначальности самой природы и ее законов, об ощущениях как источнике человеческих знаний.

Среди просветителей-трансформистов следует назвать Пьера-Луи Мопертюи (1698-1759) — математика, путешественники, астронома и биолога. Мопертюи за 15 лет до русско-немецкого эмбриолога К.-Ф. Вольфа впервые высказал идею о том, что индивидуальное развитие есть эпигенетический процесс; он пытался использовать математические методы для изучения комбинации признаков при скрещивании. Мопертюи в своем сочинении «Красота природы» (1746) развивал далеко опередившие свой век идеи эволюционизма, говорил о существовании скачкообразных наследственных изменений, о роли отбора, о роли изоляции в трансформации таксонов.

XIX век характеризовался бурным развитием биологической мысли: возникли теории катастрофизма Кювье, униформизма Лаейеля, великий предшественник Дарвина Ламарк выдвинул теорию о влиянии внешней среды,

Первая целостная концепция эволюции была сформулирована французским естествоиспытателем и философом Жаном Батистом Пьером Антуаном де монье шевалье де Ламарком (1744-1829) в вводных лекциях по курсу зоологии в 1802-1806 гг., а в 1809 г. — в год рождения Ч. Дарвина- Ламарк в полной форме изложил свою теорию эволюции в наиболее известном из своих трудов — «Философии зоологии». Последователь французских энциклопедистов и просветителей, Ламарк обратил внимание на поступательный и прогрессивный характер эволюции (он перевернул «лестницу существ» Бонне с головы на ноги), на роль изменчивости в эволюции. Но отнюдь не только «Философией зоологии» исчерпываются заслуги Ламарка перед естествознанием. Обратимся к биографии этого виднейшего натуралиста.

Ламарк" родился 1 сентября 1744 г. в местечке Безантене в провинции Пикардия, скончался 18 декабря 1829 г. в Париже. С 1783 г. был членом Парижской Академии наук. Ламарк происходил из обедневшего старинного дворянского рода. После кончины отца в 1760 г. поступил на военную службу, которую в 1767-1768 гг. оставил по болезни. В 1772-1776 гг. изучал медицину и естественные науки в Высшей медицинской школе в Париже. В XVIII в. Ламарк выступал с лекциями по физике и химии, находился в оппозиции к своему сверстнику А. Л. Лавуазье (1743-1794). В отличие от Лавуазье, Ламарк был горячим сторонником Французской революции. С 1776 г. Ламарк в течение многих лет занимался метеорологией. В «Гидрогеологииии» — труде менее известном, чем «Философия зоологии», но не менее важном — Ламарк предвосхитил принцип актуализма –подверг критике представления о создании Земли в библейские сроки, обратил внимание на древность планеты и существования жизни на Земле. Наибольшей известностью ныне пользуются философские и общебиологические концепции Ламарка. Ученик и последователь французских материалистов и просветителей XVIII века, Ламарк в условиях наполеоновской реакции и реставрации Бурбонов пытался развивать идеи эпохи Просвещения. В итоговом методологическом труде Ламарка «Аналитическая система положительных знаний человека» (1820) изложена система его философских взглядов. Ламарк как деист считал, что Верховный Творец создал лишь материю и природу; все остальные неживые и живые объекты возникли из материи под воздействием природы. Ламарк подчеркивал, что «все живые тела происходят одни от других, при этом не путем последовательного развития из предсуществующих зародышей». (Таким образом, здесь Ламарк выступил против концепции преформизма как автогенетической.) Ламарк предложил 10 признаков, позволяющих отделить живые тела от неживых; среди этих признаков на второе место Ламарк поставил клеточное строение живых тел. Тем самым за 20 лет до формирования клеточной теории Ламарк обратил внимание на всеобщность клеточного строения известных тогда живых существ. Как биолог допастеровской эпохи, Ламарк допускал возможность самозарождения жизни не только в геологически далеком прошлом, но и в современный период (простейших).

Развивая идеи швейцарского натурфилософа Ш. Бонне о «лестнице существ» как отражении прогрессивного усложнения организации живого, Ламарк рассматривал усложнение организации как результат эволюции. Он предполагал, что все разнообразие животных развивалось на основе усложнения двух исходных гpyпп — инфузорий и червей. Ламарк сделал следующий вслед за К. Линнеем, поместившим человека среди приматов, шаг — он допускал происхождение человека от обезьян. В отличие от Бонне, Ламарк считал, что ступени эволюции, ее «градации» не лежат на прямой линии, как то следовало из «лестницы существ», а имеют множество ветвей и отклонений на уровне видов и родов. Таким образом, эволюционный прогресс в виде градаций прослеживается, по Ламарку, лишь при сравнении таксонов высшего ранга. Это представление о разветвлении лестницы существ, о непрямолинейном характере эволюции подготовило почву для представлений о «родословных древах», развитых в 60-х гг. XIX в. последователем Ч. Дарвина Э. Геккелем и другими дарвинистами. Ламарк считал вид объективной систематической категорией. Ламарк считал главным фактором эволюции адекватное прямое влияние среды. Ламарк допускал в качестве основного механизма эволюции «наследование приобретенных признаков». Как ботаник и, в особенности, зоолог, Ламарк оказал большое влияние на современников. Историческая заслуга Ламарка состоит в том, что в «Философии зоологии» им была предложена первая целостная теория эволюции. Однако движущие факторы эволюции раскрыты им не были. Слабость естественнонаучной аргументации эволюционной концепции Ламарка привела к тому, что его теория оказала очень малое влияние на умы современников. В течение 50 лет (с 1809 до 1859 г.- года публикации «Происхождения видов путем естественного отбора» Чарлза Дарвина) эволюционизм, несмотря на появление теории Ламарка, находился в зачаточном состоянии. Сам Дарвин отдавал должное Ламарку как создателю первой эволюционной теории.

И самого Дарвина, которому удалось объединить все лучшее из существовавших в то время теорий.

Широко распространено мнение о том, что дарвинизм возник из трансформизма. В этой главе автор пытался показать, что такое представление по крайней мере однобоко. Сводить предысторию дарвинизма к линии Бюффон — Бонне — Ламарк — Жоффруа Сент-Илер было бы неоправданным упрощением. Критики трансформизма не могут быть исключены из числа ученых, способствовавших прогрессу биологии и, тем самым, возникновению дарвинизма. Нельзя не напомнить, что Дарвин с большим уважением и пиететом цитировал таких исследователей, как Ж. Кювье, К. Бэр, Р. Оуэн.

Можно выделить по крайней мере воеемь источников, ставших затем основой для того синтеза эволюционной мысли, который был осуществлен Дарвином:

линнеевская систематическая биология с ее принципом иерархичности систематических категорий;

вторая историческая заслуга Линнея — отказ от принципа антропоцентризма, помещение человека в мир животных на правах особого семейства в отряде приматов;

трансформизм;

катастрофизм Кювье, приведший к созданию биостратиграфии, палеонтологии и исторической геологии;

идеалистическая морфология и эмбриология;

космогоническая гипотеза И. Канта;

возникновение первобытной археологии и первые свидетельства древности человеческого рода;

учение Лайеля об эволюции лика Земли и принцип актуализма.

Все эти восемь источников и направлений были синтезированы в новую и целостную теорию за небывало короткий срок — менее чем за два десятилетия — гением Чарлза Дарвина, талантами и энтузиазмом его последователей.

Историческая заслуга Дарвина состоит не в том, что он выдвинул принцип органической эволюции (об этом писали в течение тысячелетий — от древнеиндийских и античных философов-материалистов до французских трансформистов второй половины XVIII -начала XIX в.), а в том, что он вместе с Альфредом Уоллесом (и оба независимо друг от друга) увидел движущий фактор эволюции — естественный отбор. Именно это открытие сделало необычайно доказательными как краткую статью Уоллеса «О стремлении разновидностей к неограниченному отклонению от первоначального тина», так и знаменитое дарвиновское «Происхождение видов путем естественного отбора или выживание благоприятствуемых рас (= разновидностей) в борьбе за жизнь». Для того, чтобы «дарвинизм» (термин, сначала употреблявшийся как бранный — вспомним историю термина «импрессионизм», а затем введенный в научный обиход благородным Уоллесом) совершил свое победоносное шествие по университетским городам мира, чтобы он в корне изменил не только естественнонаучное, но и общественное мировоззрение представителей европейской и мировой культуры, самим своим зарождением тесно связанной с креационистскими догмами христианства, нужно было как дальнейшее развитие эволюционной теории, так и активная пропаганда новых идей.

Кое в чем почва для восприятия новых идей уже была подготовлена всем ходом развития естествознания в додарвиновскую эпоху. Здесь мы упомянем некоторых непосредственных предшественников Дарвина (Преддарвиписты: Уэллс, Мэттыо, Блит, Чемберс.

Дарвин не слишком интересовался историей науки. В первом издании «Происхождения видов» он не упоминал о своих предшественниках, однако в позднейших изданиях писал о том, что идея отбора высказывалась и раньше. Однако подобные высказывания прошли мимо Дарвина. Как мы уже говорили, элементы идеи отбора можно встретить уже у Лукреция Кара.)

Дарвин обратил внимание на «борьбу за существование» (ныне этот термин имеет скорее историческое и эмоциональное, а не содержательное значение) и выделил две формы конкуренции — внутривидовую и межвидовую. Именно внутривидовая конкуренция наиболее близких по своим потребностям особей в сочетании с территориальной изоляцией ведет к вымиранию промежуточных форм и обеспечивает процесс дивергенции. Вымирание неприспособленных при выживании приспособленных лежит в основе сформулированного Дарвином принципа естественного отбора.

Монографии Дарвина принесли ему мировую известность, за них он был избран (задолго до выхода «Происхождения видов») членом Королевского и Линнеевского обществ. Авторитет Дарвина как крупнейшего естествоиспытателя способствовал позднее принятию его эволюционной концепции. Дарвин и его современники не знали, что в 1865 г. австро-чешский естествоиспытатель аббат Грегор Мендель (1822-1884) открыл законы наследственности. Гипотеза пангенезиса уже не нуждалась в создании. Дарвин был совсем недалеко от работы Менделя. В 1876 г. Дарвин цитировал работу Хоффмана (1869), а последний был в числе немногих авторов, знакомых до 1900 г. с работой Менделя. Если бы Дарвин сделал следующий шаг, он мог бы познакомиться с работой Менделя в оригинале. В «Британской энциклопедии» издания 1881-1885 гг. также цитировалась работа Менделя...

В 1871 г., когда дарвинизм был уже принят в качестве естественнонаучной концепции ведущими учеными мира, выходит книга Дарвина «Происхождение человека и половой отбор».

Еще в конце XVIII в. английский садовод Томас Эндрью Найт(1759-1839) показал существование дискретности наследования признаков формы и окраски семян. Вспомним обескуражившую Менделя неудачу, когда после опытов с горохом он решил проверить существование открытого им дискретного наследования признаков на других растениях. Трагические последствия этого неудачного выбора известны - Мендель ушел из науки, а открытые им на горохе законы наследственности (1865)оставались |забытыми в течение 35 лет.

После смерти Дарвина в его учении выделились относительно самостоятельные направления, каждое из которых по-своему понимало, дополняло и совершенствовало его воззрения.

С последарвиновским периодом хронологически связано бурное развитие цитологии. Создание клеточной теории в 1838-1839 гг. было последним этапом дохромосомного периода развития учения о клетке. Все это время техника исследования оставалась практически той же, с помощью которой Роберт Гук (1635-1712) увидел клетку, точнее, клеточную оболочку в пробке, а Антони ван Левенгук (1632-1723)—мир простейших. Открытие клеточного деления — митоза — и хромосом стало возможным лишь благодаря коренному усовершенствованию микроскопа и разработке новых гистологических и цитологических методов. В 1850 г. Джованни Амичи (1786-1863) — итальянский оптик, астроном и натуралист — впервые предложил водно-иммерсионные объективы. В 1860-1880 гг. появились жидкости, консервирующие клетку, и клеточные красители. На этой методической основе в 1867 г. немецкий ботаник Вильгельм Гофмейстер (1824-1877), а вслед за ним в 1871 г. Александр Ковалевский и в 1872 г. отечественный ботаник Эдмунд Фридрихович-Руссов (1841 -1897) смогли наблюдать под микроскопом и описать отдельные стадии митоза.

В 1873 г. йенский физик Эрнст Лббе( 1840-1905) — ведущий конструктор и идеолог фирмы Карл Цейс — создал осветитель для микроскопа. В том же году немецкий зоолог и эмбриолог Антон Шнейдер (1831-1890) при исследовании дробления яйцеклеток низших червей обнаружил стадии митоза.

Переоткрытие законов Менделя.

В 1900 г., как известно, законы Менделя были переоткрыты в трех разных странах: Гугоде Фриз (1848-1935) в Голландии, Карл Эрих Корренс (1864-1933) в Германии и Эрих фон Чермак (1871-1962) в Австрии независимо друг от друга получили данные о дискретности наследственных факторов и обнаружили забытую работу Менделя

Цитологическое обоснование менделизма было дано в 1902 г. Уолтером Саттоном (Сетоном, 1876-1916) — прекрасным американским зоологом, работавшим на морской биостанции в Вудсхолле с водными беспозвоночными, а на суше с насекомыми, — на основе изучения хромосом кузнечиков — идеального объекта для исследования митоза и мейоза. Саттон пришел к заключению, что в клетках тела (сомы) представлен диплоидный хромосомный набор, причем одинаковые наборы происходят один от отца, другой от матери; что хромосомы сохраняют морфологическую индивидуальность и генетическую непрерывность на всех этапах онтогенеза; что в мейозе конъюгируют гомологичные отцовские и материнские хромосомы, которые после конъюгации расходятся в разные зародышевые клетки; что менделевская алгебра может быть применена к описанию поведения и распределения хромосом; он предсказал сцепление генов, расположенных в одной хромосоме, и указал на то, что одна и та же хромосома может содержать как доминантные, так и рецессивные аллели. Все это демонстрировалось на цитологических препаратах, менделевская алгебра покоилась на точных расчетах.

XX век ознаменовался созданием синтетической теории и переходом к популяционной концепции эволюции. Новейшей теорией является системная теория нобелевского лауреата Пригожина, согласно которой развитие любой биологической системы связано с эволюцией систем более высокого ранга, в которые она входит в качестве элемента, при этом предполагается рассмотрение взаимодействий "сверху - вниз" от биосферы к экосистеме,

 

 

 

Современные представления об эволюции.

Современное эволюционное учение часто называют синтетическим, потому что оно включает в себя не только дарвинизм (т.е.учение Ч. Дарвина об отборе и борьбе за существование), но и данные генетики, систематики, морфологии, биохимии, физиологии, экологии и других наук. Особенно ценными для понимания сущности эволюции оказались открытия, сделанные в генетике и молекулярной биологии. Хромосомная теория и теория гена раскрыли природу мутаций и законы передачи наследственности, а молекулярная биология и молекулярная генетика установили способы хранения, реализации и передачи генетической информации с помощью ДНК. Было определено, что элементарной эволюционной единицей, способной реагировать на изменения среды перестройкой своего генофонда, является популяция. Поэтому не вид, а его популяции насыщены мутациями и служат основным материалом эволюционного процесса,идущего под действием естественного отбора.

Современное учение об эволюции основано на популяционной идее.

Дело в том, что популяции, обитающие в различных участках ареала вида, подвергаются действию разных направлений естественного отбора, а территориальная изоляция препятствует частому обмену генетической информацией между обособленными популяциями.

Постепенно между такими популяциями происходит расхождение (дивергенция) по ряду генетических признаков, которые накапливаются путем комбинаций и мутаций. Постепенно особи популяций приобретают заметные отличия от исходного родительского вида. Если появившиеся отличия обеспечивают нескрещиваемость особей одной популяции с особями других популяций исходного вида, то обособившаяся популяция становится самостоятельным новым видом, вычленившимся путем дивергенции из исходного вида.

В современном эволюционном учении различают элементарные единицы эволюции, элементарный материал и элементарные факторы эволюции.

Элементарной единицей эволюции служит популяция. Для каждой популяции характерны такие свойства, как ареал, численность и плотность, генетическая гетерогенность особей, возрастная и половая структура, особое функционирование в природе (внутрипопуляционные и межпопуляционные контакты, отношения с другими видами и с внешней средой). Половые контакты между особями внутри одной популяции осуществляются значительно проще и чаще, чем с особями разных популяций того же вида. Поэтому изменения, накапливающиеся в одной популяции с помощью рекомбинаций, мутаций и естественного отбора, обусловливают ее качественное и репродуктивное обособление (дивергенцию) от других популяций. Изменения отдельных особей не приводят к эволюционным изменениям, так как нужно значительное накопление сходных наследуемых признаков, а это доступно только целостной группе особей, какой является популяция.

Элементарным материалом эволюции служит наследственная изменчивость - комбинативная и мутационная. Хорошо известно, что оба типа генотипической изменчивости наблюдаются у всех изученных прокариот и эукариот и могут затрагивать все способные варьировать признаки и свойства организмов (морфологические, физиологические, химические и поведенческие). Эти два типа наследственной изменчивости приводят к возникновению как качественных, так и количественных фенотипических отличий организмов. При определенных условиях и в течение некоторого времени возникшие новые наследуемые признаки могут достигнуть достаточно высоких концентраций у одной или нескольких смежных популяций вида. Возникшие таким образом группы с особыми признаками можно обнаружить на некоторой территории внутри ареала вида.

Элементарные факторы эволюции - это естественный отбор, мутационный процесс, популяционные волны и изоляция.

Естественный отбор устраняет из популяции особи с неудачными комбинациями генов и сохраняет особи с генотипами, которые не нарушают процесса приспособительного формообразования. Естественный отбор направляет эволюцию.

Мутационный процесс поддерживает генетическую неоднородность природных популяций.

Популяционные волны поставляют массовость элементарного эволюционного материала для естественного отбора. Каждой популяции свойственно определенное колебание численности особей в сторону то увеличения, то уменьшения. Эти колебания в 1905 г. российский ученый-генетик Сергей Сергеевич Четвериков назвал волнами жизни.

Изоляция обеспечивает барьеры, исключающие свободное скрещивание организмов. Она может быть вызвана территориально-механической (пространственной, географической) или биологической (поведенческой, физиологической, экологической, химической и генетической) несовместимостью.

Изоляция мутационный процесс и популяционные волны, являясь факторами эволюции, влияют на ее ход, но не направляют эволюцию. Направленность эволюции обеспечивает естественный отбор.

 

 

 

 

Второй синтез. Источники синтетической теории эволюции.

 

Не подлежит сомнению, что решающим событием для становления вгорого синтеза в истории эволюционизма стал синтез генетики и классического дарвинизма, приведший к возникновению популяционной генетики и популяционного мышления вообще у биологов — важнейшего достижения биологии середины нашего века. Однако синтетическая теория эволюции (СТЭ) возникла в результате синтеза нескольких биологических дисциплин, причем этот синтез произошел не одномоментно. Можно выявить несколько научных направлений, смена ведущих научных концепций в которых стала предпосылкой для второго синтеза в истории эволюционизма. К их числу относятся| классический дарвинизм, генетика, систематика, палеонтология, экология.

А. Н. Северцов разработал в высшей степени продуктивные понятия о биологическом и морфофизиологическом прогрессе. Биологический прогресс — эго победа вида в борьбе за существование, достигнутая любой ценой. Критерии биологического прогресса — рост численности, расширение ареала, распадение на подчиненные таксоны. Биологический прогресс может быть достигнут за счет частных приспособлений, или идиоадаптаций, за счет морфо-физиологического прогресса, или ароморфоза, и за счет морфофизиологического регресса, или дегенерации. Одним словом, биологический прогресс — это победа в борьбе за существование, достигнутая любой ценой. Морфофизиологический прогресс есть лишь один из способов достижения биологического прогресса. Морфофизиологический прогресс связан с приобретением в процессе эволюции принципиально новых совершенных признаков, позволяющих увеличить «энергию жизнедеятельности организма», обеспечивающих подъем организации, или ароморфоз. На основе ароморфоза может затем произойти серия идиоадаптаций, дивергенций или, пользуясь терминологией Г.Ф. Осборна, на основе ароморфоза и при наличии свободных экологических ниш может происходить адаптивная радиация группы.

Свое название синтетическая теория эволюции получила от книги Дж. Хаксли “Эволюция:современный синтез”, опубликованной в 1942г.

 

 

 

 

Синтетическая теория эволюции

 

Постулаты СТЭ.

Несмотря на значительное число сводок по синтетической теории эволюции (СТЭ), до последнего времени не было сделано попыток в четкой форме сформулировать ее основные положения. Как это ни странно, чуть ли не первая попытка формулировать в тезисной форме основные положения СТЭ принадлежит ее критику А.А. Любищеву (1890-1972). Любищев впервые предложил применительно к основным положениям эволюционизма использовать понятие «постулат». Согласно определению, «постулат (от лат. postulatum) — требование, предложение (условие, допущение, правило), в силу каких-либо соображений принимаемое без доказательств, но, как правило, с обоснованием, причем именно это обоснование и служит обычно доводом в пользу принятия постулата. Основные положения СТЭ обоснованы эмпирическими наблюдениями и поэтому являются не аксиомами, а именно постулатами. Постулаты «по Любищеву»:

Основная проблема СТЭ — «проблема приспособления, целесообразности».

«В природе нет целеполагающих начал».

Все признаки имеют приспособительное значение:

потребность в приспособлении и само приспособление возникают синхронно;

приспособления носят утилитарный характер.

Средством эволюции является «отбор наилучших среди множества худших».

Изменчивость непрерывна и неограниченна.

Эволюция дивергентна.

Изменчивость носит случайный (тихогенетический) характер.

Моничность факторов на всех уровнях эволюции.

Основные постулаты СТЭ по Воронцову:

Материалом для эволюции служат, как правило, очень мелкие, но дис-ретные изменения наследственности — мутации. Мутационная изменчивость — поставщик материала для естественного отбора — носит случайный характер.

Основным или даже единственным движущим фактором эволюции является естественный отбор, основанный на отборе (селекции) случайных и мелких мутаций.

Наименьшая эвапюирующая единица эволюции — популяция, а не особь, как это допускалось, исходя из представлений о возможности «наследования благоприобретенных признаков».

Эволюция носит дивергентный характер.

Эволюция носит постепенный (градуалистическии) и длительный харктер.

Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц— подвидов, популяций.

Обмен аллелями, «поток генов» возможен лишь внутри вида.

Поскольку критерием так называемого биологического вида является его репродуктивная обособленность, то эти критерии вида не применимы к формам без полового процесса.

За рамками концепции биологического вида СТЭ оказалось огромное множество видов прокариот, низших эукариот без полового процесса, а также некоторые специализированные формы высших эукариот — как среди животных, так и среди растений, вторично утерявших половой процесс.

Исходя из всех упомянутых постулатов ясно, что эволюция непредсказуема, имеет не направленный к некоей конечной цели, т. е. нефиналистический, характер.

 

 

 

На пути к третьему синтезу

 

Новые успехи биологии в 60, 70 и 80-х годах, связавшие проблему вида с учением о специфике генетических систем в видах эукариот и прокариот, показавшие всеобщность явлений мутагенеза и рекомбиногенеза, раскрывшие основы молекулярной организации геномов, значение макромутаций, роль не только дивергенции, но и различных форм слияния плазм разных видов, постепенно изменили содержание ряда классических постулатов синтетической теории эволюции. Новый синтез генетики и учения о факторах исторического развития живого привел к углублению синтетической теории эволюции, к обоснованию ее всеобщего значения, поднял новые нерешенные вопросы. Итак, сопоставим вышесказанное с основными постулатами синтетической теории эволюции.

Постулат о популяции как наименьшей эволюирующей единице остается в силе. Современная эволюционная биология, как и синтетическая теория эволюции, не оставляет места для ламаркизма с его представлением о возможности эволюции особи. Однако огромное количество организмов без полового процесса остается за рамками этого определения популяции, и в этом мы видим значительную неполноту синтетической теории эволюции.

Естественный отбор бесспорно остается движущим фактором эволюции, но не единственным

Этот постулат нуждается в существенном пересмотре. Симгенез, синтезогенез, симбиогенез, парафилия, трансдукция генетического материала — все это говорит о том, что эволюция далеко не всегда носит дивергентный характер.

Эволюция, как мы показали, не обязательно идет постепенно. Видообразование путем полиплоидии, за счет хромосомных перестроек по сути дела происходит внезапно. Не исключено, что в отдельных случаях внезапный характер могут иметь и отдельные макроэволюционные события.

Постулат о том, что вид является генетически замкнутой и целостной системой, в основном остается в силе. Однако мы знаем случаи просачивания потока генов через неабсолютные барьеры изолирующих механизмов эволюции; подлежит изучению эволюционная роль трансдукции.

Макроэволюция может идти как через микроэволюции, так и своими путями.

Сознавая недостаточность репродуктивного критерия вида, мы все еще не можем предложить универсального определения вида как для форм с половым процессом, так и для агамных форм.

Случайный характер мутационной изменчивости не противоречит возможности существования определенной канализованности путей эволюции, возникающей как результат прошлой истории вида.

Несмотря на колоссальное количество факторов, влияющих на эволюционный процесс, эволюция может быть в какой-то степени прогнозируема и предсказуема. Хотя эволюция и не носит финалистического характера, но благодаря существованию запретов, оценивая прошлую историю, генотипическое окружение и возможное влияние среды, мы можем предсказывать общие направления эволюции.

Как видно из этого сопоставления, современная эволюционная биология далеко ушла от той синтетической теории эволюции, которая сформировалась к началу 1940-х годов. Синтез эволюционизма с молекулярной биологией привел в 1970-х годах к возникновению такого направления, как молекулярная эволюция. Выйдя за пределы изучения наследственности только лишь гибридизационными методами, эволюционизм подошел к возникновению эволюционной и сравнительной генетики. Сегодняшняя эволюционная биология накопила огромный арсенал фактов и идей, не вошедших в синтетическую теорию эволюции. Однако новейший синтез, создание целостной концепции эволюции, которая сможет заменить синтетическую теорию эволюции, пока что дело будущего.

 

 

От эволюции к глобальному эволюционизму.

Известно, что эволюционный взгляд на природу - заслуга естествознания конца XVIII века. С этого момента в господствовавшей механистической научной картине мира начались преобразования, которые можно обозначить как историаризация науки - формирование исторического видения природных процессов, эти преобразования затронули астрономию (небулярная космогония Канта), геологию (униформизм Чарльза Лайеля), но лидером эволюционного естествознания, начиная с XIX века, являлась и является биология. Начиная со второй половины XX века, "стрела времени", по выражению И. Пригожина, проникает в физику.

XIX век породил различные эволюционные схемы. В каждой науке сформировался свой эволюционизм: возникли представления о рождении и развитии Вселенной, химических элементов, Земли, биосферы. Только внутри одной науки - биологии родилось несколько эволюционных концепций, наряду с дарвинизмом существовали ламаркизм и номогенез. Именно благодаря дарвинизму биология становится бесспорным лидером эволюционного естествознания. После Дарвина оспаривать идею эволюции вообще стало уже почти невозможно, "лед был уже сломан", как отмечал биолог Филипченко, дальше на первый план выдвинулись вопросы о причинах, факторах и механизмах эволюции. Теперь предстояли споры в борьбе за истинное, так сказать, понимание эволюции. В частности, в работе К. М. Завадского "Развитие эволюционной теории после Дарвина" проанализирован калейдоскоп мнений и трактовок биологической эволюции.

А. А. Любищев выделил и сгруппировал четырнадцать пар антитез, чтобы продемонстрировать эту самую многоаспектность эволюции. Эволюция как развертывание задатков (преформизм) и эволюция как развитие с новообразованием (эпигенез). Эволюция как постепенное, непрерывное развитие и эволюция как революционное развитие, скачкообразное, прерывное. Эволюция прогрессивная и эволюция регрессивная. Эволюция на основе случайных мутаций (тихогенез) и эволюция на основе твердых законов формообразования (номогенез). Эволюция на основе внутренних факторов (эндогенез) и эволюция на основе внешних факторов (эктогенез) и другие антитезы. Подход А. А. Любищева весьма ценен методологически, поскольку обращает внимание на многомерность и внутреннюю противоречивость самого явления - эволюция, что рассмотрим чуть дальше.

Чем же объяснялось такое многообразие научных мнений при наличии теории эволюции, каковой претендовал называться дарвинизм? Чем был дарвинизм в действительности? По мнению ряда методологов науки, дарвинизм был формой эволюционного мировоззрения, феноменом социальной психологии, но никак не теорией, основанной на фактах. Дарвиноведы показывают, что ко времени появления на научном небосклоне исследований Ч. Дарвина уже сформировалось новое видение мира. Признание дарвинизма произошло не с прояснением смысла процессов новообразования, а с приобретением эволюционного видения, новой традиции. Отбор же стал не теорией, а постулатом биологии. Отбор не объяснял эволюцию, оказывался беспомощным перед фактами эволюции. Так, даже от признаков, полностью препятствующих размножению, популяция избавиться посредством эволюции не может. Они вновь и вновь возникают, таков гомосексуализм. Возражение против отбора как решающего фактора эволюции изначально возникали даже у сторонников дарвиновского эволюционизма.

Приводились данные в подтверждение того, что отбор только ограничивает, направляет, сохраняет или уничтожает то, что раньше возникло. Надо отметить, что и современные эволюционисты сравнивают функции естественного отбора с ситом, через которое проходят возникающие формы, и не считают его подлинным и тем более единственным "творцом" этих форм. Вопрос о причинах происхождения более приспособленного, поставленный еще в 1871 году палеонтологом Э. Копом, остается актуальным и сегодня. Противники адаптивной трактовки эволюции эти причины всегда искали среди внутренних закономерностей процесса: в особенности зародышевого развития (Э. Коп), в химическом строении белков (Л. С. Берг) и т.д.

Оспаривалось также понимание эволюции как случайного по преимуществу процесса. Приведем возражение Л.С. Берга против тихогенеза (эволюции как случайного процесса): "Для осуществления приспособления нужна обычно не одна счастливая вариация, а целая комбинация таковых. Например, если животному, быстро бегающему, например антилопе, необходимо иметь длинные ноги, то, во-первых, одинаковые вариации должны сразу получиться на всех четырех ногах, во-вторых, одновременно с костями в том же направлении должны удлиниться мышцы, сосуды, нервы, перестроиться все ткани. И при том все эти вариации должны быть наследственными. Верить, что такое совпадение случайностей может осуществиться, это значит, верить в чудеса. Такое чудо во всей истории Земли может случиться один раз, а между тем, если прав дарвинизм, вся эволюция должна быть таким перманентным чудом", - писал Л. С. Берг. Он пришел к выводу, что новообразования в органических формах происходят вовсе не случайно, а закономерно.

Еще одним аспектом критики теории Дарвина стала отмеченная исследователями разница в механизмах эволюции организмов низших таксонов - микроэволюции и эволюции видов - макроэволюции. В частности, крупнейший немецкий зоолог, палеонтолог, систематик Г. Бронн (1800 - 1862) в переводе на немецкий "Происхождения видов", дополненном своими исследованиями понимания эволюции, указал на следующие вопросы, оставшиеся не решенными в дарвинизме: во-первых, не очевидно, что с точки зрения неопределенной изменчивости (тихогенетическая трактовка развития) и, ограничиваясь адаптацией (пассивным движением организмов под действием внешних условий), можно объяснить не только происхождение видов, но и переход от одного вида к другому; во-вторых, если даже такой переход возможен, то почему мы не видим ничего подобного в палеонтологической летописи.

Сам Г. Бронн был эволюционистом, принадлежал к морфологической школе Кювье. В объяснении изменчивости природы Бронн не прибегал к креационистским приемам. В то же время, в отличие от дарвинистов, появление новых форм он связывал не с конкуренцией, не с отбором, а с действием особой силы природы, трактовал эволюцию как непрерывную цепь новообразований, скачков, склонялся к признанию эволюции как закономерного процесса, движимого не столько приспособлением к среде, сколько внутренней активностью живого.

Таким образом, решив положительно проблему изменчивости органического мира, эволюционная теория биологии поставила множество новых проблем, как специальных, так и методологических, обострила ряд старых. Для геологов наиболее дискуссионным традиционно был вопрос о характере процесса. Дилемма непрерывности или скачкообразности геологических преобразований со времен Ляйеля и Кювье лежит в основе геологических споров. В биологии же идея скачкообразности начинает обсуждаться особенно интенсивно с появлением работ Г. де Фриза и С. И. Коржинского, хотя и ранее высказывалась Ж. Сент-Илером, Келликером. В доказательство такого хода эволюции Г. де Фриз провел множество опытов, подтверждающих существование мутационной, внезапной изменчивости.

 

 

 

Парадигмальный поворот с локального эволюционизма на глобальный

Именно экспериментальные исследования зоологов (К. Бэр), ботаников (Г. де Фриз), палеонтологов (Э. Коп), геологов (А. Вегенер), эволюционистов, включая самого Ч. Дарвина, были основным способом и аргументом в познании эволюции природы. Сущность эволюционного процесса пытались понять, задавая вопросы только природе. Встав на новый эволюционный уровень представлений об изменчивости, естествознание осталось по методу отражения развития на тех же эмпирических позициях. Селекционизм - это идеология эмпириков, это исследовательская платформа тех, кто любит детали и подробности. Эволюция в этой парадигме трактуется статистически. Статистика понимает всякую эволюцию как медленный сдвиг значений, прежде всего, средних значений. Она обычно индифферентна к конкретным механизмам изменений, которые в рамках статистических схем трактуются как случайные.

Сущностная переориентация эволюционных воззрений или, как говорят, парадигмальный поворот с локального эволюционизма на глобальный - это завоевание науки второй половины XX столетия. Готовился этот поворот в культуре с участием и науки и философии не менее столетия. Свой вклад внесли в формирование глобального эволюционизма Г. Спенсер, А. Бергсон, А. Уайтхед, П. Тейяр де Шарден, В. И. Вернадский, Лима де Фариа, Э. Янч и др.

В книге "Глобальный эволюционизм" автором рассмотрена история становления глобально-эволюционных воззрений. Первые попытки умозрительного осмысления эволюции как целостности принадлежат Г. Спенсеру. А. Бергсон с присущей ему выразительностью писал о Г. Спесере следующее: "Он обещал дать космогоническую систему и создал совсем иное. Его доктрина определенно называется эволюционизмом: она имела притязания подняться и спуститься по пути всемирного становления. На деле там не было вопроса ни о становлении, ни об эволюции... Обычный прием методов Спенсера состоит в том, чтобы воссоздать эволюцию из фрагментов того, что уже эволюционировало". Спенсер стремился создать универсальную модель процесса, на деле все свел к механистической целостности.

А. Бергсон, напротив, разуверившись в возможностях науки (механистическое научное мировоззрение как господствующая форма научности в XIX в.), обратился к интуитивному постижению эволюции, которую он понимал, прежде всего, как универсальный способ взаимодействия. Сущность эволюции А. Бергсон усматривал в явлении, обозначенном термином "начальный порыв": "Одно и тоже обращение одного и того же движения создало разом интеллектуальность духа и материальность вещей". Всеобщая эволюция по Бергсону, это не столько множественность "вихрей", сколько поток, увлекаемый "великим дуновением жизни". "Реальность, будет ли это дух, или материя, является перед нами, как вечное становление. Она создается или разрушается, но никогда не является чем-нибудь законченным". Глобальный эволюционизм А. Бергсона - это умозрительное постижение эволюции как универсальной характеристики реальности, формирующейся с участием сознания. "Длительность предполагает сознание. И уже в силу того, что мы приписываем вещам длящееся время, мы вкладываем в глубину их некоторую долю сознания".

В философии ХХ в. идея универсальной эволюции проявилась в несколько ином контексте. В творчестве П. Тейяра де Шардена и А. Уайтхеда она высказана не столько как методологическая установка, сколько как основа мировоззрения. Идея А. Бергсона о творческой силе эволюции воплотилась в оригинальной метафизике А. Н. Уайтхеда (начало ХХ в.), получившей название теории организма, и в основе которой лежала идея глобального эволюционизма. А. Уайтхед попытался сомкнуть представления о целостности мира с представлениями о динамичности природы, понимая мир как единый эволюционирующий организм, как поток и целостность одновременно. Это и дает нам основание рассматривать философию А. Уайтхеда как метафизику, основанную на идее глобального эволюционизма.

Философию Уайтхеда следует оценить как развитие диалектической традиции в истории мысли. Но диалектика, как известно, может быть весьма разнообразной по форме. Она может быть версией развития духа, или выражаться через межличностные и общественные отношения. У А. Уайтхеда диалектика это сама сущность природы, это ее способ существования, это объективная диалектика, в которую погружен субъект. В этом смысле философия процесса сродни метафизике А. Бергсона. Онтология в системе А. Уайтхеда монистична, автор стремиться избежать двойственности дуализма в описании бытия. Материя не противостоит сознанию, а субъективное - объективному. Природные реальности - суть "охватывания", происходящие в природе, т.е. события в природе, которые формируются в процессе взаимодействия субъекта и объекта, мир "проговаривает" себя через человека, складывается вместе с человеком. "Итак, - заключает А. Н. Уайтхед, - природа есть структура развертывающихся процессов. Реальность есть процесс".

Весьма характерными для онтологии философии организма являются такие понятия как событие, процесс, трактовка которых указывает на тесную связь с современной физикой, с постнеклассической наукой. С представлениями классической науки о пространстве-времени Уайтхед связывает понятие простого местонахождения - пребывание частицы материи в определенной области пространства в определенный момент времени. Уайтхед утверждал, что среди первичных природных элементов, схватываемых в нашем непосредственном опыте, нет ни одного, который обладал бы этим свойством простого местонахождения.

Явление реальности не существует как предуготованное и предзаданное, оно суть "охватывание", проявление конкретного, становления, вещь существует не сама по себе, а с точки зрения "охватывающей унификации", в единстве с пространством-временем не только самой вещи, но и того, кому является. Отвергая понятие простого местонахождения, мы должны допустить, заключает А. Уайтхед, " что в любой области пространства-времени существует как бы наложение бесчисленного множества вещей". Традиционным мышлением трудно воспринять картину реальности Уайтхеда. Лишь в последние годы наука, которая раньше отмахивалась от трудно объяснимых явлений нашего психического опыта, сейчас стала включать их в свое поле зрения, обозначая как аномальные явления.

 

 

 

Философская значимость теории организма

Философская значимость теории организма - в ее участии в процессе формирования новой метафизики и нового типа мышления. И. Пригожин, отмечая этот вклад Уайтхеда, его попытку понять человеческий опыт как процесс, принадлежащий природе, как физическое существование, подчеркнул, что программа унификации Уайтхеда явилась весьма дерзким замыслом, который привел к отказу от философской традиции, определявшей субъективный опыт в терминах сознания, мышления и чувственного восприятия, а с другой стороны, к интерпретации всего физического существования в терминах радости, чувства, потребности, аппетита и тоски. Это начинание реализуется в современной физике. Благодаря исследованиям в области синергетики стало возможным говорить о поведении неживых систем, о их памяти, приспосабливаемости. Словом, наука пришла к заключению, что можно рассматривать проблемы физики, экологии, общества под одним общим углом зрения. Основанием унификации, как верно указал в свое время А. Уайтхед, является одинаковая динамика изменений.

Процесс познания у Уайтхеда - это не чисто субъективное творчество, он пытается уйти от привычного дуализма мышления, противопоставляющего субъекта и объект, внешний мир и субъективность. Субъективность по Уайтхеду есть результат процесса, стало быть, продукт реальности, но вместе с тем и его предпосылка, потому что сама по себе объективность не продуктивна. Чтобы процесс имел начало, чтобы событие состоялось, объективность должна стать "данностью", но "данностью" можно стать только для какого-либо субъекта. Так Уайтхед разрешает антиномию субъективного и объективного.

Единство человека и природы А. Уайтхед понимает не в смысле физического редукционизма - человек есть порождение природы и потому его функционирование должно соответствовать законам физического мира, а еще и с другого конца - все, что есть в человеке, включая его высшие духовные функции, есть и в природе, хотя и не в такой явной форме. Кроме того, картина бытия "очеловечивается" Уайтхедом, когда он пытается найти в жизни Вселенной соединение Мира Ценности и Мира Активности.

В творчестве А. Уайтхеда явно прослеживается то, что можно назвать традицией различных воплощений идеи глобального эволюционизма. Это соединение целостности и процессуальности, стремление к снятию дуализма и антиномичности в сфере и онтологии, и гносеологии, включение человека в картину бытия и природный процесс. Подобные черты присущи доктринам глобального эволюционизма П. Тейяра де Шардена и Э. Янча.

Идея глобального эволюционизма служит для П. Тейяра де Шардена, как и для А. Уайтхеда, основой мировоззрения. Тейяр де Шарден создал теорию космогенеза, в которой, следуя самому ходу развития материи, объединил в универсальную историю процессы физической, химической, биологической, психической эволюции материи. В развитии нашей планеты космогенез охватывает геологическую, биологическую стадии и фазу разума - ноосферу. Геогения явилась закономерным этапом космической эволюции. И далее, зарождение жизни и, наконец, человечества - звенья единой цепи событий. В таком контексте человека нельзя понять вне человечества, человечество - вне жизни, а жизнь - вне Вселенной.

Если сравнить вариант глобального подхода в философии Спенсера, Тейяра, Уайтхеда, Бергсона, то общим окажется принцип целостности, универсальности их моделей процесса. Эволюция распространяется на все без исключения сферы бытия и связывает их генетически и единым законом функционирования. У Спенсера формула эволюции выражается законом интеграции материи, у Тейяра - подчиняется великому биологическому закону усложнения.

Но универсальность не единственный признак тейяровской концепции глобальной эволюции. Важное значение имеет рассмотрение человека, как элемента природного процесса. Такая деталь характерна уже для спенсеровской философии, у Тейяра де Шардена человек не просто звено эволюции, а ни что иное, как "эволюция, осознавшая саму себя". Спенсер в стремлении обойтись без метафизики обращается к человеку лишь постольку, поскольку это необходимо для осуществления намеченного синтеза. Спенсер неоднократно подчеркивает, что человек у него предстает как продукт цивилизации. В "Основаниях этики" сказано: "...Нам предстоит рассмотреть Человека - как продукт эволюции, Общество как продукт эволюции и Нравственность - как продукт эволюции". В концепции Тейяра Человек, раз он способен познать эволюцию, ответствен за космогенез.

Гуманистичность тейяровской концепции эволюции не только во включенности человека в природный процесс, но также в том, что действие такого фактора, каким является человек, становится целенаправленным и осмысленным. В этом видит Тейяр осознание эволюцией самой себя. Он подчеркивает, что эффективность нового фактора эволюции, способного оказывать как прогрессивное, созидательное, так и разрушительное воздействие на эволюцию, возрастает в ходе цефализации (все большего усложнения нервной системы и головного мозга). Однако остается неясным, какими силами осуществляется процесс цефализации, какую роль играет в этом то, что человек "осознал" эволюцию, что он "ответствен" за нее. Космогенез у Тейяра де Шардена завершается христогенезом: "Мы чувствуем, что через нас проходит волна, которая образовалась не в нас самих. Она пришла к нам издалека, одновременно со светом первых звезд. Она добралась до нас, сотворив все на своем пути"

В итоге глобальный эволюционизм Тейяра де Шардена - это прежде всего мировоззрение, причем не столько обосновываемое, сколько провозглашаемое. Поэтому оценка концепции Тейяра как ликующей, но в целом довольно невнятной рапсодией человеку, данная биологом П. Медаваром, кажется нам справедливой. Таким образом, идея глобального эволюционизма, хотя и получила самостоятельное звучание в философии Г. Спенсера и П. Тейяра де Шардена, А. Бергсона, А. Уайтхеда, однако не была и не могла быть обоснована на современном им фоне развития естествознания.

 

 

 

Подход В. И. Вернадского

 

В этой связи особо следует выделить значимость концепции ноосферы В. И. Вернадского и концепции самоорганизующейся вселенной Э. Янча как естественнонаучного осмысления глобального эволюционизма. В. И. Вернадский, рассматривая эволюцию минералов, растягивал "спектр" факторов эволюции очень широко: живое вещество, жизнь как фактор космической эволюции, биосфера, ноосфера - все это участники единого эволюционного процесса. В. И. Вернадский первым среди естествоиспытателей осознал плодотворность идеи универсальной эволюции, развиваемой до него только философами. От умозрительных построений моделей универсальной эволюции философов, например П. Тейяра де Шардена, подход В. И. Вернадского отличается тем, что основывается на эмпирическом материале. Его обобщения, как правило, результат интеграции эмпирических данных биологии, геологии, геохимии, планетной космогонии и ряда других наук.

Характерной особенностью творчества В. И. Вернадского, которая, собственно, и позволяет говорить о том, что ученый понимает развитие как естественноисторический, глобальный и закономерный процесс, является осуществляемый им интегральный подход к анализу ряда проблем. Например, явление жизни исследуется В. И. Вернадским на уровне не только биологических характеристик, но и за их пределами. В работе "Живое вещество", которая представляет собой композицию рукописей, написанных в 20-х годах, жизнь рассматривается не как отдельное, самостоятельное явление, не в ее внутренней сложности, а функционально и в связи с внешними процессами неживой природы. В частности, жизнь рассматривается как фактор геологической эволюции.

В. И. Вернадский показал, что живое вещество является необходимым звеном в цепи минеральных процессов в земной коре, в истории всех химических элементов. Ученый выдвинул несколько тезисов, которые не только для того времени, но и сегодня не укладываются в привычные представления. Так, основываясь на предыдущем тезисе, живое как необходимое звено геологической эволюции, а так же на данных спектрометрии небесных тел, метеорного состава, говорящих о сходстве химического состава планет, метеоритов, астероидов, В. И. Вернадский приходит к выводу, что живое вещество не уникальное явление нашей планеты, а, скорее, планетное явление. "Жизнь, - писал В. И. Вернадский, - не является случайным явлением в мировой эволюции, но тесно с ней связанным следствием".

В. И. Вернадский предложил совершенно новый подход к явлению жизни, понимая живое в системном единстве с небиологическим, проводя идею универсальной взаимосвязи, целостности эволюции природы. Важно подчеркнуть, что целостность эволюции рассматривалась В. И. Вернадским именно как системное единство, что подтверждается учением о биосфере, ноосфере как уровнях, иерархиях целостности. Благодаря такому подходу, В. И. Вернадскому удалось рассмотреть феномен жизни не только в связи с "нижними" звеньями процесса, но и проследить течение жизни "вверх". Эволюция биосферы, утверждает ученый, переходит в эволюцию ноосферы - сферы разума.

В отношении понятия "ноосфера" у В. И. Вернадского были предшественники. Это автор концепции космогенеза П. Тейяр де Шарден и Э. Ле Руа (1927). Однако в отличие от них, В. И. Вернадский подошел к учению о ноосфере, насыщая его естественноисторическим содержанием. В. И. Вернадский представление о ноосфере развивал не столько на основе умозрительных разработок П. Тейяра де Шардена и Э. Ле Руа, сколько на основе проведенных им самим биогеохимических исследований. В создаваемую В. И. Вернадским картину универсальной эволюции природы через учение о ноосфере включается человек. Это вторая особенность естественнонаучного подхода В. И. Вернадского. Как видим, он основан на идее универсальной взаимосвязи, всеобщности развития, кроме того, включает человека как необходимое звено и фактор единого природного процесса.

Сравним глобальный подход В. И. Вернадского к эволюции, в частности, к эволюции живого, и биологическую теорию эволюции. В дарвинизме жизнь рассматривается как уже возникшая и развивающаяся от низших к высшим организмам. Механизмы, факторы, способы эволюции изучаются на основе внутреннего прогресса живого.

О возможностях биологической теории эволюции, ее объяснительной силе К. А. Тимирязев писал, что она "не в состоянии разрешить вопроса: как возникли, как сложились органические существа во всей его целостности, но ограничивается только частью его - именно, разрешением вопроса: представляют ли органические существа одно целое, связанное узами единства происхождения, или представляют они отдельные отрывочные явления, не имеющие между собой никакой связи". Действительно, ответить на вопрос о начале жизни, о ее зарождении можно лишь в более широком контексте исследований, нежели исследования живого самого по себе.

Подход В. И. Вернадского, основанный на понимании эволюции как всеобщего процесса, позволяет поставить вопрос о связи живого с неживым, о закономерностях реализации жизни в мировом процессе. Только "схватывая" процесс в целом, а не отдельные его звенья, можно пытаться реконструировать достаточно достоверно генезис феномена жизни. В. И. Вернадский рассматривает жизнь как случайное явление для Земли, но необходимое в космическом масштабе. Он писал, что "мыслимо и возможно допустить, что жизнь может в своем зарождении зависеть не только от высокой активности прежних космических периодов земной коры, но и от свойств космических лучей, с ней связанных в прежнее или настоящее время. Может быть, необходима для ее зарождения определенная комбинация геологических условий и космических излучений определенного характера...".

Глобальный подход В. И. Вернадского к развитию позволил не только поставить перед наукой проблему зарождения жизни, но и по-новому взглянуть на сущность этого явления, понять жизнь не с точки зрения ее носителя, субстрата, будь то организм как целое, клетка или просто биоплазма, а в связи с определенным состоянием, функционально. Уточняя свое понимание сущности жизни, В. И. Вернадский указывает, что жизнь прекращается не с уничтожением какого-нибудь вещества, а с разрушением определенной структуры, организации, эта идея нашла отражение в современной науке, где жизнь определяется как экологическое равновесие. Эволюционная термодинамика описывает живое как диссипативную структуру - неравновесную систему, поддерживающую устойчивое состояние за счет обмена энергией со средой. Это еще один пример подтверждения и развития идей, высказанных великим естествоиспытателем.

Отвечая на вопрос о возможности всеобщего, универсального процесса развития, В. И. Вернадский обращается к вопросу о сходстве между явлениями жизни и целым рядом разнообразных физических явлений. "Это сходство, - подчеркивает В. И. Вернадский, - не самих явлений, а тех общих законов их изменений, которые отражают лишь законы изменения формы". В настоящее время законы формообразования изучаются общей теорией систем, общность законов самоорганизации - предмет эволюционной термодинамики.

Несколько десятилетий назад Б. Картер выдвинул так называемый антропный принцип (АП), декларирующий наличие взаимосвязи между параметрами Вселенной и существованием в ней разума. Формальный толчок началу дискуссии о месте человека во Вселенной дало обсуждение проблемы совпадения больших чисел – странной численной взаимосвязи параметров микромира (постоянной Планка, заряда электрона, размера нуклона) и глобальных характеристик Метагалактики (ее массы, размера, времени существования). Эта проблема поставила вопрос: а на сколько случайны параметры нашего мира, насколько они взаимосвязаны между собой, и что произойдет при их незначительном изменении? Анализ возможного варьирования основных физических параметров показал, что даже незначительное их изменение приводит к невозможности существования нашей Метагалактики в наблюдаемой форме и не совместимо с появлением в ней жизни и, соответственно разума (библиография по данной проблеме обширна, и я не буду детально останавливаться на рассмотрении нюансов проблемы совпадения больших чисел, могу только предложить вашему вниманию мою работу на эту тему [3]).

Взаимосвязь между параметрами Вселенной и появлением в ней разума была выражена Картером в двух формулировках – сильной и слабой. Слабый АП лишь констатирует, что имеющееся во Вселенной условия не противоречат существованию человека: «Наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть совместимо с нашим существованием как наблюдателей» [1]. Сильный АП выдвигает более жесткую взаимосвязь параметров Вселенной с возможностью и необходимостью появления в ней разума: «Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит), должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей» [1].

Можно сформулировать два крайних предположения обосновывающих АП: 1) разум в нашей Метагалактике явление абсолютно случайное, которое стало возможным лишь благодаря маловероятному, но реализованному совпадению многих независимых физических параметров; 2) наличие биологической и социальной форм движения закономерное следствие развития Вселенной, а все ее физические характеристики взаимосвязаны и взаимообусловлены таким образом, что с необходимостью вызывают появление разума.

В данной работе я буду рассматривать лишь второй, не вероятностный вариант обоснования АП, который непосредственно стыкуется с широко обсуждаемой в настоящее время проблемой глобального эволюционизма. В общих чертах эволюционный подход к проблеме АП можно сформулировать так: Вселенная находится в непрерывном процессе эволюции, и появление жизни и разума закономерный результат этого процесса. При достаточно убедительном построении теории глобального эволюционизма АП должен свестись к ее частному моменту – констатации факта, что разум есть необходимый этап эволюции Вселенной.

 

 

 

Эволюция

Терминология и проблемы

На данный момент термин «эволюция» используется либо в узком смысле – для описания процессов формирования и развития биологических систем, либо в самом широком смысле, когда речь идет вообще о появление новых свойств, определений, структурных образований. Естественно, что при использовании далее термина «эволюция» в обсуждении проблемы глобального эволюционизма, я не буду иметь в виду лишь его частное биологическое значение. И конечно, чтобы избежать терминологических проблем, следует серьезно обратить внимание на расширенную трактовку термина «эволюция», например, при описании астрономических или геологических процессов. Часто мы сталкиваемся с терминологической проблемой использования категории «эволюция», вместо категорий «развитие» и «изменение», хотя различение этих трех категорий вполне вписывается в естественное понимание значения этих слов.

Так, говоря об эволюции, мы имеем в виду появление принципиально новых, уникальных определений (параметров, категорий, систем, и т.д.), не имеющихся ранее. Причем, для того чтобы однозначно различить категорию «эволюция» от категории «развитие», новизна определений должна быть принципиальной не только для рассматриваемой частной системы, но для Мира в целом.

Развитие констатирует появление новых, ранее не присущих некой системе признаков, но не являющихся уникальными для Мира в целом. Так появление разума является эволюционным явлением, но изменения происходящие при рождении и росте отдельного человека, конечно, должно описываться термином «развитие».

Категория изменение описывает процессы, происходящие без появления новых определений. Так процессы, происходящие в современных астрономических объектах корректнее описывать в терминах «изменение» и «развитие», но ни как не «эволюция». Эволюционное формирование наблюдаемых сегодня космологических образований произошло на ранних этапах истории Вселенной, и сейчас мы наблюдаем лишь изменение их параметров. То же можно сказать и о геологических системах – их эволюционное становление происходило на ранних стадиях формирования нашей планеты, а сейчас мы наблюдаем лишь изменения геологических объектов, но ни как не их эволюцию.

Помимо терминологических есть еще ряд вполне существенных проблем, с которыми связаны сложности развития эволюционного подхода. Здесь я выражу их в виде тезисов, которые будут конкретизированы в ходе дальнейших рассуждений. Итак, проблемы:

Структурная – применение термина эволюция к элементам эволюционных систем, хотя изменение свойств этих элементов является вторичным по отношению к действительным эволюционным процессам во всей системе целиком.

Экстраполяционная – попытка перенести принципы эволюционных изменений с одной системы на другие (например, принципы изменчивости и отбора в биологических системах, на эволюцию других видов движения).

Интеграционная – поиск единых закономерностей функционирования эволюционных систем, попытка формального объединения теорий в одну.

 

 

 

Глобальный эволюционизм

Общие положения

Возникновение концепции глобального эволюционизма (ГЭ), во многом связано не только с проблемой обоснования антропного принципа, но и, конечно, с расширением границ эволюционного подхода, принятого в биологической и социальных науках. Сам факт исторического появления и эволюции этих видов движения заставляет усомниться в абсолютной статичности и вечности других видов движения. Загадочность качественных скачков к биологическому и от биологического к социальному миру, наверняка можно постичь только исходя из допущения необходимости подобных переходов между другими видами движения. То есть, исходя из факта наличия эволюции Мира на последних этапах его истории, можно сделать предположение, что Мир в целом является эволюционной системой, то есть и все другие виды движения (помимо биологического и социального) сформировались в результате эволюции. Это высказывание и есть самая общая формулировка парадигмы Глобального эволюционизма.

Эволюционный подход к существующим видам движения не подразумевает, что все они находятся в постоянном процессе эволюции, а наоборот констатирует необходимость их последовательного формирования на определенных этапах истории Мира. Вообще эволюция, как процесс, относящийся ко всей Вселенной в каждый момент времени реализуется локально только в одном виде движения. То есть всегда существует только одна локальная система (то есть не тождественная всему Миру), которую можно назвать эволюционной, в которой происходит появление принципиально новых, уникальных определений Мира. Чтобы отличить эту систему от других, уже прошедших эволюцию, можно ввести термин «авангард эволюции». Естественно, что авангардом эволюции всегда является последнее по времени появившееся в Мире форма движения (сейчас социальная система). Все предыдущие виды движений, пройдя эволюционный этап и достигнув равновесного состояния (не статичного, а, скорее всего состояния медленного изменения параметров, либо повторяющегося процесса развития отдельных элементов) служат основой для формирования и эволюции нового движения. Возможны появления и новых характеристик у «предыдущих» движений, но они необходимо связаны с эволюцией последнего по времени появления типа движения (системы) – авангарда эволюции.

Итак, в каждый момент истории Вселенной можно выделить только две эволюционные системы – весь Мир и вид движения, являющийся на данный момент авангардом эволюции. Сам эволюционный процесс в них абсолютно совпадает, то есть появление новых характеристик в частной системе есть конкретная реализация эволюции Мира. Глобальный эволюционизм Мира отличается от эволюции отдельных систем лишь своей временной непрерывностью, переносом процесса эволюции с одного вида движения на другой. В то время как эволюционный процесс в отдельной системе необходимо заканчивается при достижении некоего равновесного состояния, а эволюция продолжается в последующем виде движения.

В каждой эволюционной системе (в каждом виде движения в момент, когда он являлся авангардом эволюции) можно выделить эволюционный параметр – параметр, который безусловно, непрерывно изменяется и связан с появлением принципиально новых определений данного типа движения. Так в социальном движении это процесс научно-технического развития – он непрерывен, необратим и определяет изменения других параметров социального движения. Также, говоря об эволюционных процессах в отдельной системе, следует обратить внимание на то, что они относятся ко всей системе целиком и недопустимо механистически переносить их на элементы системы. Так, исследуя социальную эволюцию следует иметь в виду социальную систему в целом, а не развитие и упадок отдельных государств и т.д. (хотя, конечно, все процессы в социальной системе функционально значимы, их совокупность и составляет само социальное движение, но следует четко отделять эволюционную составляющую движения, от частных изменений и развития отдельных элементов).

Один из моментов критики ГЭ связан с абсолютной несхожестью процессов эволюции в биологической и социальной системах и проистечением космологических и геологических процессов. Отмечается их разное направление и результат – одни движутся в сторону усложнения структурной организации, что не скажешь о последних. (Я уже обращал внимание на эту проблему, при обсуждении терминологических вопросов, но думаю, что необходимо еще раз взглянуть на нее, уже с позиции ГЭ.) Наиболее обще на эту критику можно ответить исходя из понимания временности эволюционного развития той или иной системы. Геологическая система была авангардом эволюции на вполне определенном этапе эволюции Мира. Именно в этот период происходили эволюционные процессы образования новых для Мира геологических объектов и структур. А дальнейшие процессы распада геологических объектов не имеют ничего общего с процессом эволюции. Тоже можно сказать и о космологических объектах. Образование астрономических элементов структуры Мира происходило на ранних этапах эволюции Вселенной, а современные процессы видоизменения астрономических объектов не носят эволюционного характера. И только в исторически последнем типе движения (авангарде эволюции) ГЭ реализуется в конкретном эволюционном процессе. (Имея в виду выше приведенные аргументы, можно сделать предположение, что современные научные эксперименты по синтезу живых систем безусловно обречены на неудачу. Возникновение первичных признаков биологических систем было возможно лишь на конкретном этапе эволюции Вселенной, при конкретных физических параметрах, которые естественно не реализуемы в данный момент.)

Перед тем как приступить к тезисному изложению моего понимания, какой должна быть общая теория глобального эволюционизма, вернусь к проблеме АП, взглянув на нее уже с позиции ГЭ.

 

 

 

Антропный принцип с позиции глобального эволюционизма

Сильный АП с точки зрения ГЭ лишь констатирует, постулирует эволюцию Вселенной. То есть сильный АП, выдвинутый Картером в формулировке: «Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит), должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей» равносилен утверждению, высказанному с позиции ГЭ: «Вселенная находится в непрерывном процессе эволюции, необходимо приводящем на определенном этапе к возникновению социальной формы движения».

АП высказанный в терминах ГЭ лишен существенного проблемного момента – в нем ничего не говорится о параметрах Вселенной. Во-первых, распространение процесса эволюции Вселенной в прошлое до ее начала снимает вообще вопрос о начальных параметрах – в начальный момент отсутствуют какие-либо определения Мира, а все виды движения и, следовательно, их параметры появляются в процессе эволюции. Во-вторых, ГЭ, констатируя появление социального движения, как необходимого этапа развития Мира, совершенно не регламентирует форму воплощения разума, чем абсолютно снимает проблему соответствия физических параметров Вселенной некой конкретной форме реализации «наблюдателя». То есть при постулировании принципа ГЭ разум во Вселенной возникает необходимо и независимо от конкретных физических параметров «предыдущих» видов движения, при любых их отклонениях (если таковы возможны). И более того с точки зрения обусловленности реализации конкретной формы социальное движение ничем не отличается от других «предыдущих» видов движения (биологического, химического и т.д.).

Следовательно, АП должен быть сформулирован не как принцип соответствия физических и прочих условий возможности появления наблюдателя, а наоборот, как соответствие конкретной формы реализации разума имеющимся условиям. И в этом АП сводится лишь к самой общей форме высказывания принципа глобального эволюционизма.

Для лучшего понимания трактовки АП в рамках ГЭ рассмотрим, к примеру, соответствие окраски некоего вида животного цвету геологических пород в некоторой местности. Можно обсуждать проблему реализации конкретного цвета породы, без которого не возможно было бы существование данного животного – и с какой вероятностью мог бы появиться именно такой цвет, и выдвинуть гипотезу множественности местностей и, что только одна из них совершенно случайно такова, что соответствует окраске животного... Или просто констатировать, что это соответствие есть результат развития вида в условиях данной местности.

Развивая Слабый и Сильный АП, провозглашающие обусловленность существования разума физическими параметрами Вселенной Ф. Типлер дополнительно выдвинул Финалистический АП в следующей формулировке: «Во Вселенной должна возникнуть разумная обработка информации, и, раз возникнув, она никогда не прекратится» [2]. То есть финалистический АП утверждает не только взаимосвязь появления разума с историей Вселенной, но и безусловное влияние его на дальнейшую ее эволюцию.

Как и в случаях слабого и сильного АП, Финалистический АП, рассматриваемый с позиции ГЭ, является лишь констатацией последовательной эволюции отдельных видов движения. Он только обращает внимание не на обусловленность появления конкретной эволюционной системы (в частном случае социальной) предыдущими видами движения, а на необходимое влияние этой системы на последующий процесс эволюции Мира. И с этой позиции финалистический принцип естественно применим ко всем видам движения в равной степени.

Но можно выдвинуть и Сильный Финалистический АП: с появлением разума, с развитием социального движения Мир вступил в новый этап эволюции, характеризуемый активным влиянием одной из форм движения на всю систему (в рамках этих заметок я не буду давать определения этапов эволюции мира). Конец Мира с позиции ГЭ можно понимать как некий акт синкретического единства всех видов движения и он должен осуществиться именно в результате развития разума, как акт абсолютного самопознания Мира. (Это утверждение не несет ни теологического, ни катастрофического оттенка, более подробно оно будет раскрыто в последующих работах).

Итак, подводя итоги, различные АП с позиции ГЭ можно выразить следующим образом:

Слабый АП: Разум (социальная система) один из видов движения Мира;

Сильный АП: Разум (социальная система) обязательный этап эволюции Мира, обусловленный всем предыдущими видами движения;

Финалистический АП: Разумная форма движения Мира неотъемлемый этап развития Мира, определяющий его дальнейшую эволюцию;

Сильный Финалистический АП: Конец Мира необходимо связан с развитием разума и может трактоваться как момент абсолютного самопознания Миром самого себя.

 

 

 

Уровни организации живого

 

Уровни организации живого, уровни биологической организации, биологические системы, различающиеся по принципам организации и масштабам явлений. Основными У. о. ж,, которые характеризуются специфическими взаимодействиями компонентов и отчётливыми особенностями взаимоотношений с ниже и выше лежащими системами, можно считать следующие: молекулярный, организменный, популяционно-видовой и биогеоценотический (биосферный). Возможна и более детализдрованная классификация, включающая, в частности, клеточный, тканевый и другие У. о. ж. За пределами биологии существуют уровни более низкие, чем молекулы, – атомы, электроны, протоны и др. ядерные частицы, а также более высокие, чем биосфера, – Земля, небесные тела, космос. Понятие об уровнях имеет широкое значение и относится к системам, которые существуют благодаря связям, объединяющим составляющие их компоненты в целое. Связи в пределах каждого У. о. ж. носят конкретный характер. Так, в клетке протекают биохимические процессы, действуют силы физической природы; различные организмы, обитающие в одном водоёме, сохраняя присущие им особенности, образуют замкнутую и относительно стабильную экологическую систему, объединённую общим круговоротом веществ и пищевыми отношениями. Благодаря системной природе живых существ У. о. ж. становятся реальными и четко различимыми. Характеристика биологических систем показывает, что при усложнении организации система низшего У. о. ж. входит в систему, следующую за ней, последняя – в ещё более высокую. Поэтому говорят об иерархии У. о. ж. Иерархическая лестница уровней биологической организации соответствует истории развития органического мира и является его следствием. Согласно общепринятой концепции происхождения жизни; развитие последней началось с органических молекул, образовавшихся без участия организмов. Затем возникли примитивные предшественники клеток, появились клетки и многоклеточные организмы. Каждому У. о. ж. соответствуют свои уровни исследований, биологической дисциплины: молекулярному уровню – биохимия, молекулярная биология, молекулярная генетика, биоорганическая химия, биофизика; клеточному – цитология; организменному – физиология; популяционно-видовому (вид) – популяционная генетика, экология, систематика и т.п. Т. н. системный анализ имеет целью исследование сложных, иерархических систем в самых различных сферах действительности, не исключая и человеческое общество. Живые организмы с их большим числом переменных величин и множеством внутренних связей относятся к таким системам. Общая теория систем, развиваемая Л.Берталанфи, родилась в биологии. Идея об У. о. ж., тесно связанная с представлением о системах, в своей основе является диалектико-материалистической, т.к. даёт возможность объяснить целостность и качественное своеобразие биологических объектов материальными факторами; она имеет важное значение для понимания биологических закономерностей.

 

 

 

Происхождение жизни

Происхождение жизни, одна из центральных проблем естествознания. Теологи и философы-идеалисты (финалисты, холисты, органицисты и др.) утверждают, что возникновение жизни есть результат творческого акта духовного начала, «высшего интеллекта», бога. В противоположность этому материалисты считают, что жизнь по своему происхождению материальна и возникла естественным путём на основе общих законов природы. Однако господствовавший в естествознании в конце 19 — начале 20 вв. механистический материализм, пытавшийся познать жизнь на основе уподобления организма машине (см.Механицизм), оказался бессильным рационально разрешить проблему П. ж. Только диалектико-материалистический подход к этой проблеме открыл путь к её разрешению, на что указывал Ф. Энгельс в «Диалектике природы».

В течение первых двух десятилетий 20 в. господствовали два представления о П. ж. на Земле. Согласно одному из них, жизнь была занесена на Землю извне (см.Панспермия); согласно другому, П. ж. — результат случайного образования единичной «живой молекулы», в строении которой был заложен весь план дальнейшего развития жизни. Оба эти представления исключали возможность научного подхода к решению проблемы П. ж., будучи, по меткому выражению англ. учёного Дж.Бернала, лишь «лукавыми уловками ума», стремящегося уклониться от разрешения этой проблемы.

Начало систематической разработке проблемы П. ж. было положено в 1924 в связи с выходом в свет работы А. И. Опарина «Происхождение жизни», в которой впервые была сформулирована естественненаучная концепция П. ж. на Земле, согласно которой возникновение жизни — результат длительной эволюции материи. Обобщив накопленный естествознанием фактический материал, Опарин проследил в естественноисторическом аспекте образование и последующую эволюцию органических соединений, простейших структур, энергетических процессов и биохимических функций, которые могли иметь место на Земле в период возникновения и становления жизни. Как отмечает Дж. Бернал (1967), эта теория легла в основу почти всех современных представлений о П. ж.

На основе накопившегося за 50 лет фактического материала возникновение жизни на Земле следует рассматривать как закономерный процесс эволюции углеродистых соединений. Современные радиоастрономические данные о наличии углеродистых соединений в межзвёздной среде, изучение кометных спектров и химического состава метеоритов показывают, что органические вещества возникали не только до появления жизни (что категорически отрицалось прежде), но и до формирования нашей планеты. Следовательно, органические вещества абиогенного происхождения (см. Абиогенез) присутствовали на Земле уже при её образовании. Химические и палеонтологические исследования древнейших докембрийских отложений и особенно многочисленные модельные эксперименты, воспроизводящие условия, которые господствовали на поверхности первобытной Земли, позволили понять, как в этих условиях происходило образование все более и более сложных органических веществ, в том числе полипептидов и полинуклеотидов. Т. о., абиогенное образование простейших углеводородов — первая ступень в развитии органической материи — не вызывает сомнений. Крупнейшим вкладом в развитие теории П. ж. явились предположения А. И. Опарина и амер. учёного Г. Юри о том, что первичная атмосфера Земли имела восстановительные свойства и на определённом этапе своего развития должна была содержать наряду с газообразным водородом и парами воды соединения углерода (в виде метана — CH₄ и циана — CN) и азота (в виде аммиака — NH₃). С течением времени состав атмосферы постепенно изменялся: в ней всё более возрастало содержание кислорода (в результате возникновения начальных анаэробных форм жизни) и она начала приобретать окислительные свойства. Установлено, что Земля возникла свыше 4,5 млрд. лет назад, а первые признаки жизни появились на ней 2—3 млрд. лет назад. Следовательно, в течение значительного времени существования Земли на ней не было жизни. В этот период, называемый периодом химической эволюции, протекали разнообразные химические превращения, приводившие к образованию сложных органических веществ, ставших в дальнейшем компонентами сначала фазовообособленных систем органических веществ — т. н. пробионтов, а затем и простейших клеток — протоклеток, обладавших свойствами живого. Лишь возникновение последних положило начало биологической эволюции. Представления о химической эволюции вещества на пути к возникновению жизни подтверждены рядом экспериментальных работ, в процессе которых были осуществлены абиогенные синтезы важнейших органических соединений в системах, моделирующих химический состав первичной земной атмосферы. Эти работы — одно из основных доказательств правомерности теории П. ж., выдвинутой сов. учёными.

Начало серии работ по абиогенному синтезу было положено американским учёным С. Миллером (1953), синтезировавшим ряд аминокислот при пропускании электрического разряда через смесь газов, предположительно составлявших первичную земную атмосферу. Сов. учёные А. Г. Пасынский и Т. Е. Павловская (1956) показали возможность образования аминокислот при ультрафиолетовом облучении газовой смеси формальдегида и солей аммония. Исп. учёный Х. Оро (1960) осуществила биогенный синтез пуринов, пиримидинов, рибозы и дезоксирибозы — компонентов нуклеиновых кислот. Амер. учёные абиогенно синтезировали аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ) — основную форму накопления энергии в живых организмах (С. Поннамперума,1970), а также аминокислоты, полипептиды и белковоподобные вещества (С. Фокс, 1969). Этими экспериментами было доказано, что абиогенное образование органических соединений во Вселенной могло происходить в результате воздействия тепловой энергии, ионизирующего и ультрафиолетового излучений, электрических разрядов. Первичным источником этих форм энергии служат термоядерные процессы, протекающие в недрах звёзд. Обширные геологические исследования показывают, что на поверхности земного шара в ранний геосинклинальный период её орогенического цикла воды, пропитывающие земной грунт, непрерывно перемещали растворённые в них вещества из мест их образования в места накопления и концентрирования. При этом наряду с синтезом всё более сложных органических веществ на одних и тех же субвитальных территориях имел место и их распад, а затем и новый синтез. Такие процессы могли приводить к многократному возникновению пробионтов. Подобное представление полностью исключает гипотезу о случайном характере П. ж.

Особое значение имеет это представление для понимания перехода химической эволюции в биологическую. Такой переход обязательно должен был быть связан с возникновением многомолекулярных фазовообособленных открытых систем, способных взаимодействовать с внешней средой, т. е. расти и развиваться, используя её вещества, энергию и тем самым преодолевая нарастание энтропии. Модельные опыты с фазовообособленными системами, или пробионтами, проводимые, в частности, А. И. Опариным и сотрудниками с коацерватными каплями (см.Коацервация), выделяющимися из водного раствора разнообразных органических полимеров, показали, что эти системы обладают способностью поглощать из окружающего их раствора разнообразные богатые энергией вещества и за их счёт расти, увеличиваясь в размерах и массе. При этом скорость указанного процесса определяется свойственной каждой индивидуальной капле химической и пространственной организацией, так что две разновидности капель, находящиеся в одинаковом растворе, ведут себя различно. Одни растут быстро, тогда как рост других замедлен и может даже происходить их полный распад. Описанные модельные опыты показывают возможность примитивного «отбора» капель в зависимости от характера их взаимодействия с внешней средой. С. Фокс с сотрудниками (с 1964) исследует микросферы — шаровидные образования, возникающие при растворении и последующей конденсации полученных им абиогенно белковоподобных веществ. Показано, что в процессе синтеза этих веществ из аминокислот образуются Гуанин и жирные кислоты. Это даёт основание считать микросферы интересным объектом для изучения одного из путей появления клеток. Возможным путём возникновения фазовообособленных систем органических веществ могло быть и спонтанное образование поверхностных плёнок и элементарных мембран (англ. учёный Р. Голдэйкр, 1963).

Независимо от того, какой из путей образования индивидуальных многомолекулярных систем, исходных для дальнейшего отбора и эволюции, будет признан наиболее вероятным, незыблемым остаётся представление о химической эволюции материи на пути к возникновению жизни. В литературе ещё довольно часто высказывается положение, согласно которому для исходного образования живых систем было необходимо, чтобы в гидросфере Земли первоначально (ещё на молекулярном уровне) возникли внутренне организованные и целесообразно построенные белковые вещества и нуклеиновые кислоты. Самосборка их молекул будто бы и привела к формированию первичных организмов. В этом случае непонятно, как могли возникнуть сами по себе молекулы белков и нуклеиновых кислот, обладавшие не только строго определённым внутримолекулярным строением, но и хорошо приспособленные к осуществлению функций, которые они будут выполнять в образовавшихся из них целостных живых системах.

Возникновение и совершенствование приспособленности внутримолекулярного строения белков и нуклеиновых кислот к выполняемым ими в организмах функциям могло происходить только на основе естественного отбора, которому подвергались целостные эволюирующие системы — пробионты — и возникавшие из них живые существа. В результате длительной эволюции и естественного отбора пробионты превратились в системы более высокого порядка, какими являются живые организмы. Появление нуклеиновых кислот как носителей генетической информации и ферментов как биохимических катализаторов не могло привести к возникновению жизни без системы, обеспечивающей передачу информации первых и постоянный синтез вторых. Именно поэтому невозможно представить себе, что «началом жизни» была единичная молекула нуклеиновой кислоты, или нуклеопротеида (вирус). Возникшая в дальнейшем на основе формирования генетического кода способность к передаче наследственной информации от предков к потомкам стала одним из основных свойств организмов.

Конечно, то, что происходило на Земле, могло иметь место и в др. областях Вселенной. На этом основана уверенность в том, что жизнь существует не только на нашей планете. Однако достоверные признаки жизни ещё не обнаружены ни на ближайших к нам планетах Солнечной системы, ни в мировом пространстве.

 

 

 

Эволюция представлений об организованности и системности в биологии (по работам А.А.Богданова, В.И.Вернадского, Л.фон Берталанфи, В.Н.Беклемишева).

Одной из ведущих познавательных моделей XX века стала системная познавательная модель, уходящая своими основаниями в мир живых объектов. Формирование системных представлений явилось логическим продолжением и углублением традиционной для биологического познания проблемы целостности организма.

Принцип системности, сформировавшийся в сфере биологического познания, предстает ныне в своей универсальности как путь реализации целостного подхода к объекту в условиях учета сложнейшей и многообразной дифференцированности знания об этом объекте. Системный подход в современной науке отражает реальный процесс исторического движения познания от исследования единичных, частных явлений, от фиксации отдельных сторон и свойств объекта к постижению единства многообразия любого целого.

Идеи системности появлялись в трудах многих философов, но пожалуй первую разработанную теорию системности предложил Александр Александрович Богданов (Малиновский) (1873-1928). Сегодня А.Богданова называют русским предшественником кибернетики. Оригинальное предложение Богданова заключается в объединении всех человеческих, биологических и физических наук, рассматривая их как системы взаимоотношений, и поиска организационных принципов, лежащих в основе всех типов систем. Его основной труд "Тектология" имеет подзаголовок "Всеобщая организационная наука". А. А. Богданов понимал тектологию как науку, объединяющую в себе организационные методы всех наук. Задача же тектологии, по Богданову, как науки эмпирической, — систематизировать организационный опыт. Тектология должна выяснить, какие способы организации наблюдаются в природе и в человеческой деятельности; затем — обобщить и систематизировать эти способы; далее — объяснить их, т. е. выработать абстрактные схемы их тенденций и закономерностей, определить направления развития организационных методов и их роль в мировом процессе. По мнению А. А. Богданова, когда в процессе обобщения, абстрагирования выяснены общие законы, то создаётся твёрдая опора для планомерной организационной деятельности — практической и теоретической.

Основные идеи тектологии:

изоморфизм строения и развития самых различных систем («комплексов») независимо от того материала, из которого они состоят (атомные, молекулярные, биологические, социальные)

конкретная реализация любой организационной структуры сочетает в себе свойства многих организационных структур

строение процессов происходящих в сложных структурах часто типично для гораздо более простых организационных структур

Комплекс у Богданова не просто множество составляющих с определенными отношениями между ними. Его комплекс есть взаимодействие независимых процессов, связанных циклами развития и деградации. То есть любая система рассматривается как находящаяся в непрерывном изменении, в которой нет ничего постоянного. Исходя из взаимодействия изменяющихся элементов в системах, Богданов выделяет некоторые виды комплексов, различающихся по степени их организованности: организованные, неорганизованные и нейтральные. Организованный комплекс определяется в тектологии на основе принципа «целое больше суммы своих частей», при этом чем больше целое отличается от суммы самих частей, тем более оно организовано. «Но не потому, чтобы в нем создавались из ничего новые активности, а потому, что его наличные активности соединяются с меньшей потерею, чем противостоящие им сопротивления…». В неорганизованных же комплексах целое меньше суммы своих частей. И, наконец, в нейтральных комплексах целое равно сумме своих частей. Среди множества организационных форм А. А. Богданов выделяет два универсальных типа систем — централистический и скелетный. Для систем первого типа характерно наличие центрального, более высокоорганизованного комплекса, по отношению к которому все остальные комплексы играют роль периферии. Системы второго типа, напротив, образуются за счет равных по своей организованности низших комплексов.

Комплексы имеют организационные, формирующие механизмы:

конъюгация (соединение комплексов)

ингрессия (вхождение элемента одного комплекса в другой)

дезингрессия (распад комплекса).

Механизмы изменения систем:

консервативный подбор (система в определенный промежуток времени не меняет свою структуру)

прогрессивный подбор (изменение комплекса, развитие его структуры)

положительный подбор (в системе увеличивается неоднородность компонентов и количество внутренних связей и, таким образом, повышается ее сложность и степень автономии частей; обычно повышается не только эффективность организации, но и ее неустойчивость)

отрицательный подбор (повышает порядок и однородность, уровень централизации и координации отдельных действий; повышает структурную целостность и устойчивость системы, но одновременно снижает ее функциональную эффективность).

Направленность подбора, от которого зависит возникновение форм организации, относительно стабильна в неизменной среде; наоборот, в быстро изменяющейся среде подбор идет то в одном, то в другом направлении.

 

 

 

Динамическое равновесие и «закон наименьших»

А. А. Богданов различает системы уравновешенные и неуравновешенные, пишет о возможностях их перехода из одного состояния в другое. Он рассматривает равновесное состояние системы не как раз и навсегда данное, а как динамическое равновесие. Система, находящаяся в равновесии, в процессе развития постепенно утрачивает это качество и переживает это состояние как «кризис», а преодолевая его, приходит к новому равновесию на новом уровне своего развития. Структура любой системы рассматривается А. А. Богдановым как результат непрерывной борьбы противоположностей, сменяющей одно состояние равновесия системы другим. Также Богданов считает, что только активное использование внешней среды обеспечивает сохранность системы, поддержание ее равновесия. Внешняя среда видится как одна из главных факторов, определяющих строение организации. Система у Богданова не просто взаимодействует со средой, но, будучи структурно связанной с ней, адаптируется к изменениям и коэволюционирует со средой.

Одной из ключевых концепций тектологии Богданова является «закон наименьших»- идея о том, что стабильность системы определяется стабильностью ее самого слабого звена. Укрепление слабейших точек соответствует и другому тектологическому правилу — пропорциональности между элементами единой системы. Развитием такого подхода фактически являлись практические меры, которые были направлены на опережающее развитие некоторых отраслей и производств, представляющих собою узкие места, сдерживающие социально-экономический прогресс страны в целом.

Можно констатировать, что теория А.А.Богданова интересна тем, что представляет анализ многих чисто гуманитарных проблем, но в совершенно новой трактовке. типичное употребление понятия системы, характерное и для современной науки: "организованное целое оказалось на самом деле практически больше простой суммы своих частей, но не потому, что в нем создавались из ничего новые активности, а потому, что его наличные активности соединяются более успешно, чем противостоящие им сопротивления". Работу Богданова следует рассматривать как стремление к созданию общей организационной науки.

Обобщающая наука, о которой мы говорим, называется общая теория систем и создана она канадским ученым Карлом Людвигом фон Берталанфи (1901-1972) с пристальным вниманием к биологическим системам. Создавая свою организмическую теорию Л. фон Берталанфи положил в ее основу представление о том, что живой организм не является неким конгломератом отдельных элементов, а выступает как определенная система, обладающая свойствами целостности и организованности.

Основными задачами общей теории систем по Берталанфи являются:

формулирование общих принципов и законов систем независимо от их специального вида, природы составляющих элементов и отношений между ними;

установление путем анализа биологических, социальных и бихевиориальных объектов как систем особого типа точных и строгих законов в нефизических областях знания;

создание основы для синтеза современного научного знания в результате выявления изоморфизма законов, относящихся к различным сферам реальности.

развил представления о неравновесности живого организма, введя, кстати, термин, ныне широко используемый в синергетике, «открытые системы». Он рассматривал стационарные состояния в неравновесной живой системе, которые он определил как «текущее равновесие». На основе обобщения физических, в частности термодинамических, представлений он разработал свою теорию биологических организмов, рассматривая организм как целостную сложную иерархическую систему. По существу, в применении к биологии он предложил и использовал метод системного анализа, активно применяемый сейчас в науке и технике. В частности, им 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.

Организованность системы предполагает наличие иерархических уровней организации, при котором каждый предыдущий уровень входит в последующий, образуя единое целое живой системы. Тем самым представление уровней организации органично сочетается с целостностью организма. Критерием выделения основных уровней выступают специфичные дискретные структуры и фундаментальные биологические взаимодействия. Системно-структурные уровни организации живого определяются по выделенным специфическим взаимодействиям. 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 уровне - клетка. На организменном уровне - особь, на популяционном уровне - совокупность особей одного вида - популяция. Совокупность элементарных единиц и явлений на соответствующем уровне отражает содержание эволюционного процесса.

Представления о целом и части, используемые не только в системном анализе, но и в философии, полезны в применении их к изучению живого, поскольку живым организмам присущи гармоническая иерархичность и целевая функция. Действительно, рассматривая любые явления и свойства живой и неживой природы, мы обязательно сталкиваемся с проблемой целого и части - все наблюдаемые объекты являются частями более общего понятия целого и, в свою очередь, состоят из каких-то частей.

Относительно живого организма как целостной системы В.А. Энгельгардт выделял три признака характеризующих взаимоотношения между целым и частями. Первый - возникновение в системе взаимодействующих связей между целым и частями. Второй - утрата некоторых свойств частей при вхождении их в состав целого. И, наконец, появление у возникающего целого новых свойств, определяемых как свойствами основных частей, так и возникновением новых связей между частями.

Такой точки зрения придерживался глобалист естествоиспытатель В.И. Вернадский. Им же было введено и понятие живого вещества и сформулированы биогеохимические принципы. Под живым веществом он понимал совокупность всех живых организмов нашей планеты, рассматривая биосферу как некое системное образование на основе внешней геологической оболочки Земли, включающее в себя как живое вещество всей планеты, так и среду обитания, которая преобразуется этим живым веществом. Тем самым были показаны роль живого вещества в процессе эволюции Земли и неотделимость развития биосферы от геологической истории планеты. Живое вещество активно участвует в круговороте веществ и энергии в земной коре, причем его энергия значительно больше, чем энергия косного вещества. Биосфера, по В.И.Вернадскому, включает в себя следующие элементы: живое вещество, косное вещество (без наличия живых организмов), биогенное, создаваемое и перерабатываемое организмами (газы, каменный уголь, известь, битум и т.д.), биокосное, возникающее при совместной деятельности организмов и абиогенных процессов (вода, почва, кора выветривания; таким образом, почву и осадочные породы можно рассматривать как результат преобразования биокосного вещества), радиоактивное вещество и вещество космического происхождения.

Вернадский предположил, что живое вещество биосферы выполняет и биогеохимические функции жизни, формирующие среду для существования живого. В этом смысле единство состава и функционирования живой природы, независимо от уровня представляющих их структур, - это биогеохимическое единство. Можно считать, что геохимические процессы в биосфере задаются живым веществом и геохимические процессы - это биогеохимические процессы, и в этом состоит биогеохимическое проявление биосферы.

Заметим, что эволюцию Земли и затем образование и развитие биосферы Вернадский объединил через три фактора макроэволюции - космический, геологический и геохимический, которые самым тесным образом связаны с биологической эволюцией, и все они объединяются в энергетических процессах биосферы. Таким образом, можно дать еще одно определение жизни - как могучей геологической силы нашей планеты, формирующей облик Земли и создающей ее в образе живой планеты. Предполагается, что жизнь связана в целом с эволюцией Земли и влиянием на нее живого вещества. Заметим, что только широчайшее разнообразие животных, растений и других форм жизни, возникшее сначала в виде простейших организмов 3-3,5 млрд. лет тому назад, обусловило выполнение всех функций живого вещества.

Если Вернадский исследовал систему всех живых организмов и их взаимодействия, то другой выдающийся ученый, академик Владимир Николаевич Беклемишев (1890-1962) посвятил свои труды изучению системной организации отдельных живых организмов.Как сравнительный анатом, В.Н. Беклемишев был ярчайшим представителем идеалистической морфологии, придающей главное значение плану строения организмов. Конечной целью сравнительной морфологии В.Н. Беклемишев считал построение естественной системы организмов, представляющей собой закон, согласно которому реализуется многообразие органических форм. Морфологические взгляды В.Н. Беклемишева суммированы в фундаментальном руководстве "Основы сравнительной анатомии беспозвоночных". В предисловии к третьему изданию этой книги Беклемишев указывал, что беспозвоночные отличаются от позвоночных в том смысле, что единого плана строения у них не выявлено, не обнаружено сплошных рядов развития гомологичных органов. Поэтому он считал основной задачей сравнительной анатомии беспозвоночных – выявление основных планов строения и их развития, что позволяет рассматривать организм как целое с учетом эволюции.

Многообразие живых существ представляется безграничным и хаотичным, для его описания весьма полезен сравнительно-анатомический метод, который является одним из частных методов систематического описания многообразия органических форм. Сравнительная анатомия не является простым описанием, но в некотором смысле объяснением, т.к. способствует нахождению естественного места для любого объекта (органа или ткани) в линии исторического развития организмов.

 

 

 

Принцип системности в сфере современного биологического познания

 

Принцип системности, сформировавшийся в сфере биологического познания, предстает ныне в своей универсальности как путь реализации целостного подхода к объекту в условиях учета сложнейшей и многообразной дифференцированности знания об этом объекте. Системный подход в современной науке отражает реальный процесс исторического движения познания от исследования единичных, частных явлений, от фиксации отдельных сторон и свойств объекта к постижению единства многообразия любого целого.

В философском словаре сказано: «Целостность – высшая форма организованности, связности и упорядоченности предмета. Категория целостности выражает качественную автономию, самодостаточность предмета, меру способности предмета к самодвижению и саморазвитию, в этом же аспекте целостность можно понимать как меру противодействия энтропии. Имеются разные уровни проявления целостности: структурная, системная, функциональная, информационная, символическая».

Все эти определения можно применить к живым объектам. Более того, в современных определения живого, системность и целостность указываются как основные признаки живых объектов. Живые организмы обычно характеризуются сложным высокоупорядоченным строением и системной организацией. Уровень их организации и иерархичности значительно выше, чем в неживых объектах. Живые системы характеризуются также и гораздо более высоким уровнем асимметрии и процессами самоупорядочивания в пространстве и времени. Сейчас уже является общепринятым положение, что живые организмы являются открытыми неравновесными системами, и, естественно, поэтому хочется применить к ним те же физические законы, которые используются для объяснения и даже управления физико-химическими процессами в объектах неживой природы. Кое-что в этом направлении удалось сделать, хотя, конечно, построить окончательную физическую модель живого не удалось, но, такое желание у нас еще есть. Отметим, тем не менее, что такой подход очень хорошо вписывается в холистическое восприятие и объяснение мира и позволяет в какой-то мере с общих позиций описывать и живую, и неживую природу и говорить об их единстве.

В конце XX в., когда идеи системности стали общепринятыми, во всяком случае, на словах, стало очевидно, что на деле системное движение переживает глубокий кризис. Ярким примером может служить одна из наиболее быстро развивающихся биологических дисциплин последнего времени - молекулярная биология, которая следует по пути все большего редукционизма.

В качестве противоположной тенденции в биологии можно указать формирующуюся сейчас системную биологию. Эта дисциплина ставит своей целью изучение целостных биологических систем, от клеточного до популяционного уровня. Задачи, которые сейчас пытаются решать в рамках системной биологии - реконструкция генных сетей, метаболических, регуляторных систем клеток, тканей, органов; интеграция информации по структурно-функциональной организации и динамике генных сетей от уровня гена до уровня целостного организма и многие другие.

 

 

 

Экофилософия

 

Экофилософия — сравнительно новая область философского знания, вызванная к жизни рядом объективных обстоятельств. У истоков экофилософии находятся работы естествоиспытателей XX века — Леруа, В Вернадского, А. Чижевского и других, а сам термин экология был предложен еще в середине XIX века известным германским ученым-биологом Э. Геккелем. С его точки зрения, экология (с гр. — наука о доме, жилище) означает науку, которая изучает взаимоотношения организмов друг с другом и со средой их обитания. В. И. Вернадский (1863—1945) формулирует понимание жизни на Земле как геологическое явление, потому что по силе своего воздействия и по последствиям развитие жизни и создание биосферы оказало значительное влияние на эволюцию нашей планеты. Еще большее воздействие на все процессы, происходящие на планете оказало появление человека и его хозяйственная деятельность, которая, по словам В И. Вернадского, уже в сороковые годы XX века приобрела масштабное, геологическое влияние. Человечество, по Вернадскому, с одной стороны, — геологическая сила, а с другой, — новое состояние биосферы и на определенном этапе она перестает развиваться стихийно, преобразуясь в ноосферу — разумную оболочку планеты. Таким образом, первая группа причин возникновения экофилософии — развитие естественнонаучного знания о планете Земля.

Вторая группа причин, ускорившая становление экофилософии — обострение кризисных явлений в среде обитания — в природных процессах в связи с возмущающим воздействием хозяйственной деятельности людей на все природные процессы, идущие в атмосфере, гидросфере и на земле.

Третьей группой причин являются проблемы будущего земли, это — теоретические разработки, независимых экспертов, собравшихся под эгидой Римского клуба, равно и разработки других ученых, работающих по глобальному моделированию.

В 80-е гг. складывается понимание предмета экофилософии как комплексных социальнофилософских исследований взаимодействия общества и природы. Экология, в узком смысле слова, является наукой, задача которой — определение предельно допустимых границ воздействия промышленной деятельности людей на природу, а значит задачей экофилософии является отыскание таких способов взаимодействия с природными объектами, которые не приносят катострофических последствий для природы, среды обитания, и для человека.

Исследования социологов показывают, что большинство людей на планете, независимо от региона, в котором они живут, рассматривают экологию как науку, призванную создавать экологически чистые продукты питания, не испорченные химией или удобрениями, в крайнем случае, как охрану природы и практически никогда как науку, задачей которой является гармонизация человека и природы. Ученые с удивлением для себя обнаружили, что антинаучное отношение к природе и техноцистское потребительское отношение к ней характерно не только для малообразованных людей, но практически для всех категорий населения. Именно поэтому пропаганда экологических знаний и воспитание подлинной экологической культуры становится одной из самых насущных современных задач.

С 80-х гг. XX века становится все более заметной экологизация всей современной науки. Если в начале своего становления экология как особая область знания исследовала только экологию природы, отношения внутри биомов (животных и растительных организмов, объединенных условиями существования), и объектами ее анализа были — популяции и биологические виды, сообщества, то сейчас объектом ее анализа становятся экосистемы и биоценозы, а затем и вся биосфера Земли в целом Если центральными понятиями в концепции В И. Вернадского было живое вещество, как совокупность организмов, составляющих основу биосферы, которая рассматривалась как явление космическое, то человечество он неразрывно связывал с биосферой, а геологически — с материально-энергетической структурой планеты (питание, дыхание, труд), подчеркивая, что вне природных условий человечество не может существовать.

Продолжая идеи В. И. Вернадского английский геофизик Джеймс Лавлок выдвинул гипотезу существования Земли, которую назвали Гея — гипотеза. С этой точки зрения все сферы Земли, включая биосферу, представляют собой и действуют как единый, внутренне согласованный организм и наблюдаемые в нем динамические процессы обеспечивают планете стабильность и равновесие. Продолжая эту гипотезу ряд философов заявили о том, что ноосфера Земли представляет собой объемную кардиоду и отрицательные эмоции людей влияют на планету угнетающе Анализируя особенности аутоагрессии человека, направленной на самого себя, сторонники этой точки зрения считают, что подобная аутоагрессия характерна для мировой цивилизации XX века и это усугубляет глобальные проблемы, обостряя их характер, делая разрешение насущных задач, связанных с выживанием человечества, весьма проблематичным. Такова точка зрения пессимистов или экоалармистов (с фр. — тревога).

На базе современной экологии закладываются не только основы охраны биосферы, методы ее улучшения и рационального использования. В понятие экофилософское знание в настоящее время входит и обязательное исследование процессов, идущих в обществе, когда оно осуществляет взаимодействие с окружающей его географической, природно-климатической, социальной и культурной средой обитания Особым объектом такого анализа становится исследование влияний антропогенного фактора не только на биосферу, но и на само человечество. В это же время выделяется в самостоятельную область знания и экология человека, предметом анализа, которой является воздействие природной и социокультурной среды на здоровье человека, его генофонд, а также изучение специфики социо-культурной адаптации человека в современном мире. Еще одним направлением экофилософии является экология культуры. Это направление экологического знания определял академик Д. С. Лихачев, который подчеркнул, что необходимость сохранения культурной среды и культурного наследия не менее значима, чем охрана природы. Экология культуры подчеркивает, что социальная память человечества может быть сохранена только в определенной культурной среде и это является непременным условием для становления нравственности людей, их духовной и душевной организации, их стремления к сохранению духовных ценностей, культурных традиций.

Исследователи отмечают, что среди концепций современных социальных экологов можно выделить ряд отличающихся друг от друга направлений, таких как:

Теории биоцентризма, направленные на охранительные концепции дикой природы, на основе чего создаются определенные типы поведения, и предлагается определенный, весьма специфический способ бытия людей;

Концепции консервационализма, направленные на реорганизацию существующих общественных институтов с целью получения от них рациональной и продуктивной деятельности, не нарушающей ни техникой, ни технологией экологически осмысленного природопользования;

Теории экологистов, предлагающие осуществлять взаимодействие общества и природы на основе объективных требований естествознания. Центральным понятием их теорий является биосоциогенез (единство и развитие среды обитания и общества), причём главная задача социальной системы, с их точки зрения, заключается в том, чтобы предотвратить экокатастрофу;

Экологи-экономисты резко выступают против экспотенциального экономического роста и неограниченных возможностей экономического, социального и культурного развития; Выступая сторонниками гармонизации отношений человека и природы, они выдвигают ряд Глобальных моделей Будущего человечества, начиная от концепции нулевого роста и кончая концепциями ресурсо- и энергосберегающих технологий, безотходных производств.

Исследуя проблемы экологии человека, современные экофилософы обращают внимание на то, что проблемы глобалистики возникли не столько от последствий стихийного развивавшегося индустриального общества, сколько от развития христианства, ибо еще в самом начале распространения христианской религии, по мнению французского исследователя Жана Дорста, именно христианство воспитало презрение ко всему, чего не касалась рука человека. Оно создало миф о неисчерпаемости богатств Земли и формировало безграничную веру в человеческий гений и в технологию, которая разрешит все проблемы, стоящие перед человечеством. Аналогичные взгляды, поддерживающие мнение о принципиальной разрешимости всех глобальных проблем современности имеют многие философы, апологеты индустриального и информационного общества — Р. Арон, Дж. Гэлбрайт, Г.-М. Маклюэен, О. Тоффлер и многие другие, принадлежащие к оптимистическому крылу ученых.

Центральной категорией экофилософии является категория жизнь, которая понимается предельно широко, как космическое явление, куда входят биологические, психологические, духовные и душевные характеристики, интуиция и чувствование, благодаря чему снимается граница между миром человека и миром природы. Рационализм и, в особенности, голый рассудок, на протяжении многих столетий разделяли мир природы и человека. Современная экофилософия предполагает радикальную трансформацию в понимании социальных и гносеологических проблем и это обеспечит человечеству отказ от экспансии на природу, позволит создать альтернативную технику и принципиально новую технологию, сформировать альтернативную культуру, систему ценностей, противоположную ныне существующей, связанной с эгоизмом, погоней за прибылью, борьбой за власть, эгоцентризмом и агрессивностью. Практически все ныне существующие критические движения в той или иной мере примыкают к экофилософии и пропагандируют принципы биосферной концепции культуры.

Биосферная концепция культуры развивалась под непосредственным влиянием работ не только В. И. Вернадского, но и других русских ученых — А. Л. Чижевского. К. Э. Циолковского, говоривших о нерасторжимой связи между историей человечества, космическими процессами и геополитическими явлениями, происходящими на планете. Долгие годы работы по философии К. Э. Циолковского (1857—1935) замалчивались в связи с тем, что ученый был не только идеалистом, но и приверженцем элитарной концепции власти. Истина состоит в том, чтобы самая лучшая часть человечества управляла Землей — писал Циолковский. Будучи продолжателем идей русского космизма, он рассматривал жизнь как явление космическое, считая, что атом, как определенная субстанция, и как бессмертное элементарное существо свободно переносится в разные концы Вселенной, на основе чего возникает "космическая этика" или "круговая порука нравственных существ". Ученый считал, что жизнь на Земле имеет только первые, сравнительно неразвитые формы жизни и что ей предстоит еще большая эволюция и трансформация.

Большое значение для понимания нового отношения к человеку и жизни на планете оказали экспедиционные труды по антропологии и главная книга Пьера Тейяра де Шapдена (1881—1955) "Феномен человека", в которой он рассматривает человека и его культуру в соотнесении со Вселенной, подчеркивая, что все в мире подчиняется универсальной эволюции и космогенезу. Деятельность человека и его духовность добавляют к материальным оболочкам Земли еще и оболочку духовности, названную Ноосферой или сферой разума. С его точки зрения, культура человечества является не искусственным образованием, а необходимым этапом в развитии космоса. Он выдвигает любовь как средство создания новой культуры, свободной от абсолютного индивидуализма Запада Человек, по мнению Тейяра де Шардена, является определенным итогом эволюции космического целого и его духовность и весь его сложный мир сознания представляют один из этапов эволюции Вселенной, состоящей из преджизни, жизни, мысли и сверхжизни. Человек появляется на этапе Омега, являющейся регулятором Вселенной, ее концом и началом. П. Тейяр де Шарден считал, что современное человечество достаточно разумно для того, чтобы понять, что в единстве науки и религии возможно отыскать пути для решения проблем современного человечества. Творческая эволюция современного человека происходит на основе духовности и любви с помощью энергии, идущей от бога и это создает возможности совершенствования человека и его взаимоотношении с природой.

Альберт Швейцер (1875—1965) создает этическую концепцию благоговения перед жизнью. Он резко критикует европейскую философию за иссушающий рационализм и утрату творческих ценностей культуры. Материальное производство не может быть выше духовного, утверждает ученый, и доказывает, тго фабричный труд и конвейер не сделали людей ни богаче, ни счастливее Европейский человек становится все более одиноким и несчастным, хотя его уверяют в прогрессивном развитии общества. Современный мир испытывает острый упадок культуры, поскольку она теряет этическое. Содержание, ее губит национализм и неблагородный, доведенный до абсурда, патриотизм. Второй причиной упадка культуры Швейцер считает утрату мировоззрения, что ставит общество уже на грань патологических изменений.

Созданная им этическая концепция благоговения перед жизнью утверждает, что добро - это сохранение и развитие жизни, а зло — унижение и уничтожение ее. Для реализации этого этического требования не нужны какие-то особые нормы и правила. Личные качества человека, его - жизненные обстоятельства по-разному могут способствовать реализации требования защиты живого, но представление о зле напоминает, что уничтожение и принижение жизни всегда есть зло По мнению Швейцера, этика благоговения перед жизнью может быть реализована только в личностном, индивидуальном выборе, потому что. с его точки зрения, нравственный выбор и нравственные поступки связаны только с самим человеком и не могут диктоваться со стороны общества, иначе придется оплачивать так называемое общее благо. Ценой счастья людей и в истории человечества тому множество примеров. Этика жизни ввиду этого всегда должна быть наготове, чтобы не дать обществу выступить в качестве нравственного воспитателя человека Он считает, что "гибель культуры происходит вследствие того, что создание этики перепоручили государству". В современном мире пока нет путей для расширения этики личности до этики общества, однако трансформация этики общества в этику, как показывает европейская культура личности, крайне нежелательна — этот путь приводит к гибели и общество и человека. Для того, чтобы не погибла современная цивилизация, утверждал А. Швейцер, необходимо соединение ее основ с моралью вообще, и в первую очередь, с принципом благоговения перед жизнью, что является не только испытанием для каждого отдельного человека, испытанием для каждого общества, эта испытание для самой жизни на всей Земле.

Этические проблемы в рамках сохранения жизни на планете были подняты и в работах Римского клуба, во главе которого стоял итальянский бизнесмен и ученый Аурелио Печчеи (1908—1984). Разработка идей социального глобализма в работах этого клуба была неразрывно связана с новым гуманизмом, основой которого они называли признание феномена жизни как высшей ценности. Римский клуб признает высшей ценностью саму жизнь в ее единстве, богатстве и многообразии. Выдвигая императивы выживания человечества и его целостности, они называют приоритетными ценностями — сотрудничество и кооперативность людей, взаимную помощь, социально-экономическое развитие, искоренение нищеты и человеческих страданий, инновативность, творчество, ответственность и оптимизм. Вся мощь современного научно-технического прогресса должна сдерживаться таким явлением как мораль, которая способна внести существенные самоограничения в современную практику жизни. С точки зрения Римского клуба, целостность новой морали придают сам человек, культура общества и ценности культуры Центром этических представлений они называют Природу, Человека, Общество, Технику, а главной основой бытия — Природу.

Важнейшая задача современного человечества — культурная эволюция, которая предполагает развитие человеческих качеств, обеспечивающих процесс самоактуализации человечества.

 

 

 

Новый гуманизм

 

Новый гуманизм, предложенный А. Печчеи, предполагает развитое чувство глобальности, любовь к справедливости и нетерпимость к насилию, — обращенность к внутреннему миру человека, его духовно-душевной культуре.

Основой и началом нового бытия человечества экофилософы считают формирование экологической культуры у всех людей, что обеспечит оптимизацию взаимодействия природных и социальных, естественных и искусственных процессов. Это предполагает, что человечество уже понимает равноправность двух систем: природной и искусственной, без которых существование человечества невозможно.

Современное человечество призвано гармонизировать все традиционные виды взаимодействия человека с природой: использование ее природных богатств (природопользование), охрану природы как естественной среды обитания человека; разумное регулирование природных процессов, в первую очередь, их восстановление, сохранение я улучшение

В конце XX века стала очевидной утопичность взглядов тех философов, которые призывали к возвращению в природу, к уничтожению техники и техногенной культуры, к возвращению человека- в "естественное" состояние, с его простыми формами жизни. Социокультурные процессы современности и, в особенности, неконтролируемое техногенное вмешательство человека в биосферные процессы показали, что для сохранения планеты. Земля необходимо совместное природное и искусственное развитие на основе принципов коэволюции. Академик Н. Моисеев подчеркивает, что это означает "целенаправленное и согласованное развитие биосферы и общества, а ее разрушение эквивалентно гибели цивилизации". В работе "Восхождение к разуму" (1993 г) он подчеркивает, что человек — часть природы, но природа для него не соперник, не раб и не конкурент. Экологической культуре нет альтернативы, если человечество хочет выжить, поэтому уже в настоящее время оно должно отказаться от гордыни и мифов XX века. противопоставлявших природу и человека, а также народы и государства друг другу Необходимо восстановить нравственные ориентиры, ослабить тоталитаризм и абсолютизацию власти и сформировать глобальный интеллект, тот коллективный разум, который одухотворенный любовью к жизни, живому, к каждому человеку, поможет выйти человечеству из тупиков техногенной культуры.

Сторонники биосферной концепции культуры создали свою классификацию культур человечества. По их мнению, на ранних этапах существования человечество имело разные модификации биогенной культуры, подчиняясь всем ее законам. Затем возникает, вначале преимущественно в Европе, техногенная культура, которая создала огромную искусственную среду, опираясь на лозунг "господства над природой" Современное человечество переходит к ноогенной культуре, предполагающей бытие людей, определяемое экологическими законами К. Лоренц в работе "По ту сторону зеркала" пишет, что основанием биосферной концепции культуры является понимание того, что культуры — естественные структуры, развившиеся естественным путем, они созданы в ходе борьбы за выживание и в настоящее время на планете насчитывается до трех тысяч разных культур, конкурирующих за экониши в биосфере Развитие человечества ведет к интеграции разных культур и, видимо, недалеко то время, когда на месте множества культур сформируется единая глобальнотехнологическая культура (глобалтех). которую отличает высокая степень свободы во всех областях, превосходство перед другими культурами, с точки зрения знаний и их реализации, с точки зрения ценностей, культурных образцов и норм. А главное, именно культура глобалтеха обладает безусловным приоритетом при передаче ее эталонов, называемых мемы, темы, сцены и грезы. Если определять каждую культуру как особую форму приспособления сообщества к окружающей среде, то современный глобалтех является уникальной попыткой такого приспособления и приобретения энергетических преимуществ перед другими существующими сейчас культурами. С точки зрения К. Лоренца, техническая цивилизация гибельна в своей основе, она загоняет человечество в тупик, на ее место приходит новая культура, основанная на создании общепланетарного информационного пространства. Это означает: "экофильное", нравственное отношение к природе, связанное с обузданием научно-технического и технологического бума; развитие экономики, базирующееся не на погоне за прибылью, а удовлетворяющее новые потребности людей. Культуры Запада и Востока, Севера и Юга при этом не должны противостоять друг другу, а дополнять и утверждать новый тип цивилизации, связывающий через разные формы общения не только всех живущих на Земле людей с живой и неживой природой, но и со всем Космосом. Началом изменения человечества является сам человек, а развитие и самосовершенствование всех его качеств и способностей — гарант выживания человечества.

Попытки решать экологические проблемы на основе суженных подходов, разрабатывать экологические программы на локальном, а не на макроуровне, не всегда эффективны. В связи с этим нужна и другая иерархия, последовательность в решении экологических проблем. Целесообразна следующая приоритетность в экологизации экономики и решении экологических проблем:

альтернативные варианты решения экологических проблем (структурная перестройка экономики, изменение экспортной политики, конверсия);

развитие малоотходных и ресурсосберегающих технологий, технологические изменения;

прямые природоохранные мероприятия (строительство различного рода очистных сооружений, фильтров, создание охраняемых территорий, рекультивация и пр.).

Перечисленные направления являются основными в решении проблем экологизации экономического развития, формирования устойчивого типа экономического роста.

В первую очередь необходимо реализовать альтернативные варианты решения экологических проблем, т. е. варианты, непосредственно не связанные с природоэксплуатирующей и природоохранной деятельностью. Непосредственно прямые природоохранные мероприятия, меры по охране окружающей среды должны реализовываться лишь при невозможности решения экологических проблем при данном технологическом уровне на основе альтернативных вариантов или малоотходных и безотходных технологий.

Для осуществления позитивных структурных изменений в экономике необходима разработка эффективной структурной политики. Это система целенаправленно осуществляемых мер по формированию, поддержанию и изменению пропорций в экономике для более эффективного использования всех видов ресурсов и более полного удовлетворения общественных потребностей. К средствам реализации структурной политики относятся инвестиционная политика, система рыночных стимулов (налоги, кредиты, субсидии и пр.), правовое регулирование и т.д. Речь идет о глобальном перераспределении трудовых, материальных, финансовых ресурсов в народном хозяйстве в пользу ресурсосберегающих, технологически передовых отраслей и видов деятельности.

 

 

 

Экологические аспекты структурной перестройки народного хозяйства

 

Рассмотрим более подробно экологические аспекты структурной перестройки народного хозяйства. Всю экономику можно представить в виде своеобразной пирамиды, разделенной на слои в соответствии с технологическими стадиями продвижения первичного сырья и переработки его в конечные продукты, т.е. слои можно представить и как этапы, стадии в природно-продуктовой вертикали. По мере удаления от основания пирамида сужается, доля отраслей более высокого уровня в валовом национальном продукте уменьшается.

В основании пирамиды находятся природоэксплуатирующие отрасли. Это нижний структурный слой или так называемая первичная экономика. Здесь находятся четыре сектора народного хозяйства: горнодобывающее производство (в том числе добыча всех энергоресурсов), сельское хозяйство, лесная промышленность и рыбное хозяйство.

Во второй слой входят отрасли, обеспечивающие первоначальную переработку природного сырья – производство металла, электроэнергии, простейшая деревообработка и т.д. В агрегированном виде сюда можно отнести отрасли черной металлургии, производящие чугун и сталь. В агропромышленном комплексе – это отрасли, перерабатывающие сельскохозяйственное сырье, консервная, мясная, мукомольная промышленность, виноделие и пр.

В третьем слое этой пирамиды идет дальнейшее углубление обработки продукции, вторичная переработка природного сырья. В металлургии на этих этапах природно-продуктовой цепочки происходят прокат, литье. В агропромышленном комплексе – углубление переработки продукции, получение новых товаров, связанное с кондитерской, швейной, обувной промышленностью.

В четвертом и более высоких слоях, на дальнейших этапах природно-продуктовой вертикали, появляется машиностроение, производство сложных товаров и услуг.

На нижних слоях пирамиды важную роль играют природные ресурсы, первичное сырье и труд относительно низкой квалификации. По мере подъема по слоям, удлинения природно-продуктовых вертикалей эти факторы производства играют все меньшую роль, на первый план начинают выступать высококвалифицированный труд, научные и технические достижения, высокие технологии, информация. Информация становится решающим фактором для верхних структурных слоев. В современной экономике на самом верху пирамиды находится производство информации, патентов, лицензий, проектов, всевозможных научных услуг, программного продукта, вообще любых интеллектуальных продуктов, включая управление предприятиями.

Очевидно, что чем уже основание пирамиды – экономики и шире ее вершина, тем лучше. Это означает, что при меньших затратах всех видов ресурсов в нижних слоях, на начальных этапах природно-продуктовой вертикали, происходит увеличение производства товаров и услуг в верхних слоях экономики. Процесс сужения основания пирамиды при расширении ее вершины и есть процесс экологизации экономики, когда происходит уменьшение нагрузки на окружающую среду при увеличении обеспеченности высококачественными товарами и услугами. Структура народного хозяйства с большим удельным весом первичной экономики в виде классической пирамиды с мощным основанием называется индустриальной структурой. Экономика с высоким уровнем развития более высоких слоев и с относительно небольшим основанием (перевернутая пирамида) имеет постиндустриальную структуру.

Изменение экспортной политики. К альтернативным вариантам решения экологических проблем нужно отнести и изменение экспортной политики. В настоящее время неблагоприятное состояние окружающей среды существенно усугубляется природоемкой, природоразрушающей экспортной политикой.

Конверсия. Существенную роль в совершенствовании природопользования может сыграть перепрофилирование предприятий оборонного комплекса на экологические нужды.

Следующее направление экологизации экономического развития состоит в широком развитии малоотходных и ресурсосберегающих технологий. Цель развития малоотходных и ресурсосберегающих технологий – создание замкнутых технологических циклов с полным использованием поступающего сырья и отходов.

Традиционным способом охраны окружающей среды являются прямые природоохранные мероприятия. Они стали практически первым ответом на деградацию природы в результате техногенного развития экономики. В настоящее время этим мероприятиям уделяется основное внимание в различных программах и планах по охране окружающей среды практически во всем мире. Но, как уже отмечалось, все это попытки бороться со следствиями техногенного развития, а нужно ликвидировать причины.

При таком подходе во многом теряет смысл и вопрос о величине требуемых инвестиций на охрану природы. Инвестируя ресурсосберегающую структурную перестройку экономики, добиваясь ее экологизации, устойчивости и сокращения природоемкости, тем самым мы минимизируем затраты на ликвидацию негативных экологических последствий техногенного экономического развития.

Производится реконструкция социальной и духовной сущности понятия «экологический императив», подчеркивается его актуальность и важность в рамках развития современного социума

Вступив в XXI век, человечество столкнулось с целым рядом сложных проблем, обусловленных, с одной стороны, противоречиями между обществом и природой, с другой - политическими, экономическими, культурными противоречиями между экономически развитыми и отсталыми странами мира. Пришло время для понимания того, что природу, человеческое общество и научную мысль следует рассматривать в их нерасторжимой целостности и единстве. Это обусловлено, прежде всего, тем, что новые реалии нашей действительности начинают приходить во всё большее противоречие с принятыми ранее воззрениями. В результате уже сегодня вызревают радикальные смены одних образов другими, как в отдельных областях познавательной деятельности, так и на уровне научной картины мира. Одним из таких понятий, требующим современного осмысления, является категория «экологический императив».

Осознание сущностных основ экологического императива, безусловно, важный момент на пути развития социума в единую гармоничную систему, «пропитанную» софийным началом. Однако прежде чем ответить на вопросы: что собой представляет экологический императив, в чём его сущность и содержание, необходимо остановиться на общесистемных условиях и принципах «устойчивого развития» как глобально-управляемого развития всего мирового сообщества с целью сохранения биосферы и существования человечества. Устойчивым может быть только мировое сообщество в целом, ибо биосфера и ноосфера - единый организм планеты Земля. Всемирный Саммит в Йоханнесбурге (2002 г.) засвидетельствовал тот факт, что, несмотря на целый ряд программ, утверждённых в Рио-де-Жанейро в 1992 г., общество продолжает двигаться по сценарию неустойчивого развития. Данное обстоятельство косвенно подтверждает, что уровень понимания главных трудностей во взаимоотношении человека и Природы далёк от идеала. Представление об универсальности рекомендаций, решающих пусть важные, но частные экономические вопросы, демонстрирует интеллектуальную ущербность и нравственную несостоятельность современного общества, подтверждает факт отсутствия института, позволяющего формировать адекватное понимание ситуации и общую свободу действий (волю), направлять усилия человека на достижение общей цели. К сожалению, люди в массе своей ещё до сих пор не осознают происходящего и живут в оковах собственного локального эгоизма.

И всё же прогресс в развитии ситуации неоспорим: общая приверженность мирового сообщества идее устойчивого развития, ее подтверждение в «Повестке дня на XXI век» и других документах ООН обязывает все страны взять на себя «коллективную ответственность за усиление и упрочение взаимосвязанных и поддерживающих друг друга основ устойчивого развития - экономического развития, социального развития и охраны окружающей среды - на местном, национальном, региональном и глобальном уровнях». Каждой стране при этом предстоит соблюдать целый ряд принципов, реализовывать определенные императивы и учитывать индикаторы, установленные ООН по характеристикам социальной сферы, экономики, экологии в их взаимодействии.

Как показывает опыт, ключевое значение в выработке и осуществлении подобных стратегий имеют фундаментальные устои общества и государства, создающие принципиальные рамки мировоззренческого, идеологического, политического, социально-экономического характера для всех аспектов существования и устойчивого развития человека, семьи, общества и государства, или внутренние общесистемные условия. Среди них доминирующую роль в создании будущей социально-политической системы, нового экономического уклада, утверждении ценностей и принципов устойчивого развития играют нравственные императивы, в числе которых важное место занимает экологический императив.

Сегодня экологический императив представляет собой фундаментальную составляющую устойчивого развития в триаде «общество - человек - окружающая среда», концентрируя все системные характеристики экологического компонента в целом, согласовывая экологические цели с общей стратегией социально-экономического развития. И если первоначально данное понятие в своей категоричной форме выступало, как «система ограничений, нарушение которых может явиться необратимыми последствиями дтя дальнейшего существования как человека, так и всего окружающего мира», то в настоящее время, последовательно трансформируясь, «экологический императив» стал включать в себя более частные требования. Среди которых в рамках указанной стратегии «sustainable development» необходимо выделить следующие:

в центре внимания должен находиться человек, который имеет право на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой;

обеспечение равенства возможностей развития и сохранения окружающей среды как для нынешнего, так и для будущих поколений;

охрана окружающей среды должна стать неотъемлемой частью общего социально-экономического процесса и не может рассматриваться в отрыве от него;

в отличие от сложившейся практики охраны природы акцент следует перенести на осуществление мер по экологизации хозяйственной деятельности, в первую очередь, на устранение причин отрицательных техногенных воздействий, а не их последствий;

социально-экономическое развитие следует направить на улучшение качества жизни людей в допустимых пределах хозяйственной емкости экосистем;

экологизация сознания и мировоззрения человека, системы воспитания и образования.

Эти требования в основе своей выражают сущность экологического императива, неразрывную и органическую взаимосвязь социальных, экологических и экономических целей устойчивого развития, на том уровне понимания, который готово принять современное общество.

Важно при этом помнить, что содержание и наполнение экологического императива в зависимости от времени и достижения поставленных целей изменяются, причем в сторону трансформации экономико-экологических отношений (с предпочтением экономических целей) в эколого-экономические (с предпочтением экологических целей), а затем и социально-экологические отношения природопользования (с предпочтением социальных и экологических целей). Новое мировоззрение человечества может быть сформировано с учетом того обстоятельства, что один вид живого принимает на себя всю ответственность за соблюдение «правил безопасности на планете», за сохранение устойчивого равновесия энергетических и материальных потоков.

Однако реализация данных законов зависит прежде всего от воли человека! Вот почему использование термина, аналогичного кантовскому категорическому императиву, совершенно не случайно. Данное обстоятельство приобретает особый акцент на фоне «загрязнения» природы самого человека, его тела, души и духа, обусловленных совокупностью объективных и субъективных причин, наличием пороков, которые накапливались на протяжении многих десятилетий века предшествующего, в эпоху, которая, говоря словами С. Л. Франка, была эпохой «...глубочайшего безверия, скепсиса, духовной разочарованности и охлажденности». Ведь духовность - это не только определение высшего уровня освоения человеком своего мира, отношения к нему - природе, обществу, другим людям, к самому себе, а проблема выхода человека за рамки узко-эмпирического бытия, преодоления себя «вчерашнего» в процессе обновления и совершенствования, «восхождения» личности к своим идеалам, ценностям и реализации их в своём жизненном пути.

Поэтому устойчивое развитие общества немыслимо без совершенствования человека, то есть его внутреннего возрастания по меркам высшего идеала - это тоже составляющая экологического императива. Как справедливо писал А. И. Солженицын: «сейчас мы стоим на пороге, когда мир подошёл, если не к гибели, то к повороту истории, по значению равному повороту от средних веков к Возрождению, который потребует от нас духовной вспышки, подъема на новую высоту обзора, на новый уровень жизни, где не будет, как в средние века, предана проклятью наша физическая природа, но и тем более не будет, как в Новейшее время, растоптана наша духовная жизнь. Этот подъем подобен восхождению на следующую антропологическую ступень. И ни у кого на Земле не осталось другого выхода, как - вверх». Вот почему возникла потребность пересмотра основополагающих принципов современной науки, усвоение новой сущности категорий, которыми она оперирует. Наука о природе должна стать наукой о человеке и наоборот, наука о человеке должна стать наукой о природе, наполнив последнюю духовно-нравственным содержанием.

Экологический императив и личная ответственность за свою судьбу ставят безусловное требование перед современным человеком познать самого себя, познать социальную и природную среду, в которой он живет, чтобы уяснить возможности реализации своих природных данных, своего единственного и неповторимого сочетания врожденных качеств со средой жизни. Можно с уверенностью сказать, что только через подобное понимание и нравственное созидание себя как естественного природного звена в эволюции системы человек — природа - общество возможно возрождение человека и создание новой культуры.

В заключение следует указать на то обстоятельство, что именно в грядущем XXI веке должны начать действовать указанные запреты и законы, чтобы уже в ближайшей перспективе нашли своё воплощение идеи устойчивости, или стабильного социально-экономического развития, не разрушающего природной среды и ориентированного на нужды нынешнего и будущих поколений.