Материя с точки зрения биологии это

С позиций научной философии реальный мир – это последовательность бесконечного множества форм материи. Форма материи – это вид материи, или материя на опред.ступени развития. В наст.время известны 4 формы материи: физич, химич, биологич, социальная. Они выступают в качестве ступеней единого бесконечного мирового процесса развития, который был разработан Энгельсом и Лениным.

Живая (биологич.) материя возникает в результате закономерного развития хим.формы материи. Энгельс определял «жизнь как способ существования белковых тел, который включает постоянное самообновление хим.составных частей этих тел». В середине 20в. была раскрыта огромная роль нуклеиновых кислот – ДНК и РНК, выступающих в качестве важнейшей хим.основы наследственности. В связи с рядом открытий в биологии жизнь определяют как способ существования высокоорганизованного материального субстрата, основными хим.компонентами которого выступают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры, некоторые минеральные соединения.

Сущностью жизни (биологич.способа существования) является тенденция к самосохранению путем приспособления к окр.среде – адаптации. На самосохранение направлена вся совокупность физич, химич, биологич.процессов живого организма.

Самосохранение путем приспособления – 2 важнейших свойства БФМ, которые выражаются в совокупности др.свойств живой материи: ассимиляции и диссимиляции, росте и развитии организмов, раздражимости и сократимости живой ткани, способности к движению, способности к эволюции. Способность к эволюции включает ряд др.факторов (согласно теории Дарвина): изменчивость, наследственность и естеств.отбор.

Распад живого субстрата – диссимиляция – и его восстановление – ассимиляция – являются активным способом динамич.сохранения состава и структуры живого. Динамич.самосохранение жизни осуществляется посредством роста и развития организма. С помощью раздражимости живое получает сведения об изменяющейся внещней среде, посредством сократимости и движения – активно реагирует на ее изменения. Благодаря механизму наследственности живое накапливает, сохраняет и передает от поколения к поколению все важнейшие признаки и механизмы приспособления. Важнейшие признаки живого закрепляются посредством особых биологич.структур – генов, совокупность которых образует геном организма; совокупность геномов образует генофонд живой материи.

Все живые организмы образуют 4 царства природы – растения, животные, грибы и вирусы, которые делятся на типы, классы, отряды, семейства, роды, виды.

Живые организмы образуют популяции – самовоспроизводящиеся совокупности живых организмов данного вида, обладающие общим генофондом и территорией. Популяции разл.видов образуют биоценозы, связанные с опред.абиотической средой и составляющие с ней биогеоценозы. Совокупность всего живого на Земле образует биос, входящий наряду с атмосферой, литосферой и гидросферой в биосферу. На опред.этапе развития биосфера превращается в ноосферу – сферу разумной жизни, управляемую человеком. Целостное учение о ноосфере было разработано В.И.Вернадским.

Наиболее разработанной теорией биологич.эволюции является совр.дарвинизм, согласно которому важнейшими факторами эволюции являются наследственная изменчивость (мутации и рекомбинации генов) и естеств.отбор – выживание наиболее приспособленных организмов. Принято считать, что наследственная изменчивость имеет случайный характер и поэтому биологич.эволюция должна рассматриваться как случайностный, вероятностный процесс.

Далее биологич.эволюция приводит к появлению наиболее сложного живого существа – человека.

Сущность жизни. Живая материя, как уже отмечалось, возника­ет в результате закономерного развития химической формы материи, когда последняя “выходит за свои собственные рамки” и становится “сам себя осуществляющим перманентным химическим процессом” (Энгельс). Гегель отмечал, что “если бы продукты химического про­цесса сами начинали действовать сызнова, то они были бы жизнью. В этом смысле жизнь есть увековеченный химический процесс”[93].

Используя разумные соображения Гегеля, Энгельс дал первое в науке определение жизни как способа существования белковых тел. “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ су­ществования состоит по своему существу в постоянном самообновле­нии химических составных частей этих тел”[94]. Энгельсово определе­ние материи фиксирует субстратную и функциональную стороны жи­вой материи. В соответствии с данными науки XIX в. субстратом жиз­ни Энгельс считал белковые тела, включающие, наряду с белком как главным носителем жизни, жиры, углеводы и другие химические со­единения. С функциональной стороны (способ существования живогосубстрата) жизнь рассматривалась как процесс самосохранения живо­го посредством постоянного саморазрушения и обновления химичес­ких составных частей субстрата. Данное Энгельсом определение сущ­ности жизни выходит далеко за пределы “чистой” философии, имеет также непосредственный биологический смысл и является результа­том творческого “вторжения” философии в смежную область науки. Оно выступает примером компетентного философского обобщения данных биологической науки.

В середине XX в. определение жизни, сохраняя основное мате­риалистическое содержание — трактовку жизни как способа сущес­твования высокоорганизованной материи, претерпело существенные изменения в своей собственно биологической части. Молекулярной генетикой была открыта огромная роль в явлениях жизни нуклеино­вых кислот — ДНК и РНК, выступающих в качестве важнейшей хими­ческой основы наследственности. В связи с этими и рядом других от­крытий биологии жизнь необходимо определить как способ существо­вания высокоорганизованного материального субстрата, основными химическими компонентами которого выступают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры, некоторые минеральные соединения.

Сущностью жизни, или биологического способа существования, является тенденция к самосохранению путем приспособления к среде (адаптации). Замечательная особенность биологической формы мате­рии (БФМ) заключается в том, что если более простые материальные тела — физические и химические существуют в силу присущей им бо­льшей или меньшей устойчивости, то у живой материи самосохране­ние становится результатом активных процессов: на самосохранение направлена вся совокупность физических, химических и собственно биологических процессов живого организма. Это самосохранение воз­можно только благодаря активному приспособлению живых организ­мов к окружающей среде.

Самосохранение путем приспособления, как два важнейших свойства БФМ, выражаются в совокупности других существенных свойств живой материи: ассимиляции и диссимиляции, росте и разви­тии организмов, раздражимости и сократимости живой ткани, спо­собности к движению, способности к эволюции. Последняя, способ­ность к эволюции, включает ряд факторов, важнейшим из которых, с позиций теории Дарвина и ее современного варианта — синтетичес­кой теории эволюции (СТЭ), являются изменчивость, наследствен­ность и естественный отбор.

Все свойства живого представляют собой выражение различ­ных сторон способа существования живого — самосохранения через приспособление. Распад живого субстрата (диссимиляция) и его восстановление (ассимиляция) являются активным способом динамичес­кого, а не статического сохранения состава и структуры живого. Дина­мическое самосохранение жизни осуществляется посредством роста и онтогенетического развития организма. С помощью раздражимости живое получает сведения об изменяющейся внешней среде, посредс­твом сократимости и движения — активно реагирует на ее изменения. Если физические и химические тела в основном только проявляют имеющуюся у них способность сохранения, ограниченную жесткими пределами, то благодаря механизму наследственности живое накапли­вает, сохраняет и передает от поколения к поколению все важнейшие (наследуемые) признаки и механизмы приспособления. Наследствен­ность — концентрированное выражение способности живого к само­сохранению, своего рода биологическая “память”. Важнейшие инди­видуальные, видовые и другие признаки живого закрепляются по­средством особых биологических структур — генов, совокупность ко­торых образует геном организма. Совокупность всех геномов живых организмов составляет генофонд живой материи в целом.

Живые организмы образуют популяции — самовоспроизводя­щиеся (путем размножения при наличии минимальной численности и разнообразия особей) совокупности живых организмов данного вида, обладающие общим генофондом и территорией. Популяции различ­ных видов образуют биоценозы, связанные с определенной абиотичес­кой средой и составляющие вместе с нею биогеоценозы. Совокупность всего живого на Земле образует биос, входящий в состав биосферы, которая включает, наряду с биотической компонентой (биосом) части других “сфер” планеты — атмо-, лито- и гидросферы. Целостное уче­ние о биосфере было создано выдающимся советским ученым В.И. Вернадским. Общая масса живого вещества в биосфере оценивается в 1,8-2,5х10 18 г (в пересчете на сухое вещество), а биосферы в целом — 3×10 24 г. Однако, как показал Вернадский, живое вещество становится наиболее мощным фактором развития биосферы. На определенном этапе развития биосфера превращается в ноосферу, сферу разумной жизни, управляемую человеком.

В классификационном отношении живые организмы образуют четыре царства природы — растений, животных, грибов и вирусов, которые в свою очередь делятся на типы, классы, отряды, семейства, роды, виды, некоторые промежуточные единицы.

Одним из важнейших свойств живого является целесообраз­ность, понимаемая как направленность всех процессов живого на его сохранение. Целесообразно — значит служит сохранению жизни. Пер­воначально удивительная целесообразность живого религиозной и идеалистической философией была истолкована как выражение заложенной в живом цели. Лежащую в основе такого заключения логику нетрудно понять: все целесообразное напоминает действие разума, ра­зумного замысла. Именно таким образом возникла телеология (от греч. teleos — цель), с позиций которой в основе всех природных про­цессов лежит духовное начало — цель, которая направляет эти про­цессы к определенному результату. Телеология ведет свое происхо­ждение от взглядов Аристотеля, который считал, что природные про­цессы направляются нематериальной энтелехией.

В основе телеологии лежит наивный ход мыслей, связанный с предвзятым, не имеющим никаких научных оснований, взглядом на материю как на косное, инертное начало и духовное — как активное начало, двигатель материальных процессов. С этих позиций любая за­кономерность в мире должна быть объяснена действием разума. Пер­воначально таким наивным образом объяснялись и принципы физики, например, наименьшего действия, фиксирующий тот факт, что меха­нические изменения осуществляются всегда с наименьшими затратами энергии и по кратчайшему расстоянию. Однако для естествознания уже давно стало привычным, что закономерность, упорядоченность, целесообразность и т. п. целиком объяснимы материальными фактора­ми и не требуют для своего понимания привлечения понятия о каких-либо сверхприродных факторах. Дарвин убедительно доказал, что це­лесообразность живого является результатом естественного отбора.

Учитывая терминологический “остаток” телеологии в термине “целесообразность”, некоторые ученые предлагают использовать тер­мины “целосообразность”, “телеономию” (К. Питтенбрай), “квазите­леологию” (К.Х. Уоддингтон).

Одним из замечательных способов самосохранения живого яв­ляется непрерывное существование жизни через смену поколений. По мнению А. Вейсмана, живое и его генетическая основа являются в этом смысле бессмертными, смертны лишь отдельные индивиды и по­коления. Существование живого посредством смены поколений вно­сит в развитие материи новую форму связи конечного и бесконечного, которая своеобразно предвосхищает диалектику конечного и беско­нечного в высшей форме материи — человеческом обществе.

Весьма важную роль в развитии БФМ играет способность ото­бражения внешней среды, возникающая первоначально в форме раз­дражимости, на основе которой далее возникает чувствительность и психическая деятельность. Раздражимость — фундаментальная спо­собность живой ткани отвечать реакцией на внешние воздействия. Со­стояние раздражения заключает в себе оценку биологической значимо­сти внешних воздействий, в соответствии с которой организм отвеча­ет положительной или отрицательной реакцией. На уровне раздражимости организм получает способность дифференцировать внешние воздействия на положительные (биологически полезные) и отрицате­льные (биологически вредные). Способность к биологической оценке внешних воздействий—одно из важнейших приобретений живой материи.

Раздражимость и возникающая на ее основе психическая деяте­льность развиваются по мере усложнения условий существования жи­вого. Эта эволюция происходит на базе усложнения материального субстрата — появления материальных лабильных возбудимых струк­тур в клетках, нервных клеток, объединяющихся далее в нервную сис­тему, которая проходит ряд этапов усложнения, превращаясь в слож­нейшим образом организованную нервную систему высших живот­ных, включая человека. Ведущую роль в последней играет централь­ная нервная система (ЦНС), в особенности ее высшие отделы — боль­шие полушария головного мозга и ближайшая подкорка. Деятельность высших отделов ЦНС называется высшей нервной деятельностью (ВИД), которая представляет собой высшую форму материальной фи­зиологической деятельности.

На основе физиологической деятельности ЦНСосуществляется психическая деятельность. ВНД и связанная с нею психическая деятель­ность являются наиболее сложными формами приспособления органи­змов к внешней среде. Психическая деятельность возникает потому, что она обеспечивает более совершенный способ приспособления к среде, чем физиологическая ВНД. В чем заключаются преимущества психики перед ВНД—это нам еще предстоит выяснить позднее.

Физиологическая деятельность относительно простых организ­мов, начиная с одноклеточных, выражается во врожденных видовых и временных, прижизненно образующихся реакциях, у животных с ЦНС — в безусловных (видовых, наследуемых) и условных (прижизненных) рефлексах. На основе условных и безусловных рефлексов возникают более сложные, психологические реакции — ассоциации (временные связи) и инстинкты — сложнейшие врожденные психические формы поведения. Важнейшие инстинкты высших животных и человека: инс­тинкт жизни, или самосохранения (как самый важный инстинкт), двигательный (у человека — инстинкт деятельности), ориентировоч­ный (у человека — познавательный), половой и пищевой инстинкты, “социальный” (регулирующий поведение в живых сообществах), включающий так называемый инстинкт родства, родительский и т. п. инстинкты.

Биологическая эволюция. Наиболее разработанной теорией био­логической эволюции является современный дарвинизм (СТЭ). Со­гласно СТЭ важнейшими факторами эволюции являются наследственноя изменчивость (мутации и рекомбинации генов) и естественный
отбор, понимаемый как выживание наиболее приспособленных организмов.

Принято считать, что наследственная изменчивость имеет случайный характер и поэтому биологическая эволюция должна рассматриваться как случайностный, стохастический (вероятност­ный) процесс. С точки зрения стохастической интерпретации эволю­ции (Т Добжанский, Э. Майр и другие) случайные наследственные из­менения отбираются (естественный отбор) “под углом зрения” наибо­льшей приспособленности, в результате чего складывается реальный процесс биологической эволюции. Ключевую роль в эволюции игра­ют, таким образом, случайные по своей природе мутации, естествен­ный отбор превращает случайные изменения в необходимые — такова общетеоретическая и философская суть взглядов большинства сторон­ников СТЭ Естественный отбор, с этих позиций, есть активная, но “слепая” сила, подчиненная чисто стохастическим закономерностям. “Естественный отбор является лишь слепой статистической силой, действия которой никогда не предсказуемы и совершаются в име­ющемся в наличии физическом и биологическом контексте”[95].

Слабым местом дарвинизма, СТЭ, или, во всяком случае, их статистической интерпретации, является трудная объяснимость необ­ходимого характера биологической эволюции. С фактуалъной точки зрения не вызывает никакого сомнения, что биологическая эволюция имеет в конечном счете прогрессивный характер. Дарвин считал, что биологическая эволюция приводит к появлению наиболее сложного живого существа — человека.

Однако номологически (т. е. на основе законов) объяснить про­грессивную эволюцию с позиций СТЭ пока не удалось. С точки зрения Дарвина, “естественный отбор или переживание наиболее приспособ­ленного, не предполагает необходимого прогрессивного развития — он только подхватывает проявляющиеся изменения, благоприятные для обладающего ими существа в сложных условиях его жизни”[96].

Известный современный эволюционист Э.Майр утверждает, что “случайно. процесс приспособления иногда приводит к измене­ниям, которые можно рассматривать как прогресс, но внутреннего ме­ханизма, обеспечивающего неуклонное совершенствование, не существует”[97].

С философских и общенаучных позиций невозможно объяснить структуру развивающегося мира чистой случайностью. Согласно диа­лектике не случайность порождает необходимость, а, напротив, необ­ходимость определяет случайность и выражается в массе случайно­стей. Доминирующее положение законов и закономерностей неопро­вержимо доказано во всех частнонаучных областях человеческого знания.

Неудовлетворительный характер объяснения, даваемого про­грессивной эволюции дарвинизмом, отстаивался основателем другой концепции эволюции известным советским географом и биологом Л.С. Бергом. По Бергу, дарвинизм представляет собой концепцию тихогенеза, согласно которой эволюция живого происходит на основе случайностей. В противоположность этому Берг выдвинул концепцию номогенеза (1922), или эволюции на основе закономерностей[98]. Не от­рицая естественного отбора, Берг отводил ему второстепенную роль в биологической эволюции.

Основная идея Берга — эволюции на основе закономерностей, по своему общему теоретическому содержанию, как нам представля­ется, стоит выше идеи Дарвина о развитии на основе случайности. Од­нако по своему конкретно-научному содержанию дарвинизм несо­мненно превосходит теорию номогенеза, он более разработан и обо­снован, а ведущая роль естественного отбора вряд ли может теперь быть оспоренной. Многие видные биологи склоняются к выводу, что полная теория эволюции может быть получена на основе синтеза луч­ших достижений различных современных концепций эволюции.

Мы полагаем, что серьезные пробелы в теории эволюции не мо­гут быть устранены без философского осмысления природы развития вообще и ее выражения в законах биологической эволюции. Возмож­но, что дело заключается не в принципиальной недостаточности объ­яснения эволюции наследственной изменчивостью и естественным от­бором, а в понимании природы того и другого. Весьма вероятно, что здесь следует прибегнуть к той интерпретации закономерного характе­ра развития, которая была изложена в связи с законами физики и химии.

Закономерный характер эволюции. Раскрывая общий дух тео­рии Дарвина и отвлекаясь от не разрешенных ею проблем, Энгельс дал глубокую интерпретацию эволюционной теории. Главное в дарви­низме, по его мнению, заключается в идее естественного и закономер­ного характера биологической эволюции в целом. “Какие бы превра­щения не предстояли еще этой теории (дарвинизму. — В О ) в частно­стях, но в целом она уже и теперь решает проблему более чем удовлет­ворительным образом. В основных чертах установлен ряд развития организмов от немногих простых форм до все более многообразных и сложных, какие мы наблюдаем в наше время, кончая человеком. Бла­годаря этому не только стало возможным объяснение существующих представителей органической жизни, но и дана основа для предысто­рии человеческого духа, для прослеживания различных ступеней его развития, начиная от простой, бесструктурной, но ощущающей раз­дражения протоплазмы низших организмов и кончая мыслящим моз­гом человека. А без этой предыстории существование мыслящего че­ловеческого мозга остается чудом”[99].

Возможно, Энгельс несколько переоценивал степень закончен­ности теории Дарвина, однако он прав в том, что основное содержа­ние дарвинизма свидетельствует в пользу идеи закономерного харак­тера развития живого. “. Подобно тому как в спинной струне уже за­ключается в зародыше позвоночный столб, так и в впервые возни­кшем комочке белка заключается, как в зародыше, “в себе” [“an “с/г”], весь бесконечный ряд более высоко развитых организмов”[100].

Характерно, что раскрывая общий дух дарвинизма, Энгельс не оспаривал критического взгляда Маркса на случайность прогресса в теории Дарвина, что явственно выражено в переписке Маркса и Энге­льса 1866 года. Идея закономерного характера биологической эволю­ции, отображающая фактически общий дух дарвинизма, включала признание закономерного возникновения человека. В современной биологии идея закономерного развития живой материи, необходимо порождающего человека, получила дальнейшее обоснование и разра­ботку. Видный отечественный ученый А.Н. Северцов различал два ви­да эволюционных изменений — ароморфозы — крупные морфофизиологические изменения, имеющие общее значение для организма в це­лом, и идиоадаптации — изменения в пределах ароморфозов.

Рассматривая глубинные стороны биологической эволюции, мы можем обнаружить, что биологический способ разви­тия, в отличие от химического непосредственного субстратного син­теза, представляет собой самостоятельное превращение индивидуаль­ного биологического субстрата, т. е. морфологические (структурные)
и функциональные преобразования. На биологической ступени разви­тия материи тела получают большую автономность и активность, спо­собность к самостоятельной эволюции в процессе приспособления к среде.

Биологическая эволюция представляет собой единство процес­сов специализации и универсализации. Специализация обеспечивает приспособление живых организмов к специфическим условиям существования. Высокая специализация, являясь средством повышения при­способленности организмов, их выживаемости, неминуемо приводит к появлению эволюционных тупиков. В таких тупиках в настоящее вре­мя находятся простейшие, рыбы (развитие которых фактически пре­кратилось после мезозоя), остатки рептилий и другие, в основном ис­черпавшие свой фонд развития, заложенный в их морфофизиологической организации. “Специализация парализует, а ультраспециализация убивает”[101], писал П. Тейяр де Шарден.

Универсализация является ведущим процессом биологической эволюции. Она выражается в крупных ароморфных изменениях, обес­печивающих приспособление организмов ко все более сложным и многообразным условиям существования. Крупные ароморфозы (мегаароморфозы) образуют магистральную линию развития живого, ко­торая закономерно приводит к появлению наиболее сложного и уни­версального живого существа — человека. Известный советский био­лог и философ К.М. Завадский писал: “Могут быть гигантские цепи прогрессивных преобразований, тянущиеся от эобионтов до высших растений, высших животных и до человека, которые мы называем главными магистралями эволюции, или же мегаарогенезом (линию, ве­дущую за пределы биологического к социальному, можно назвать “не­ограниченным прогрессом”)”[102].

Важный шаг в объяснении закономерной эволюции живого со­ставила концепция “неограниченного прогресса”, выдвинутая в 40-х гг. нашего века Дж. Хаксли и поддержанная К.М. Завадским и А.В. Яблоновым. Неограниченный прогресс — это магистральный про­гресс, связанный с появлением малоспециализированных живых орга­низмов, универсальных ароморфозов, подводящий живую материю к ее верхней границе — социальной форме материи. Такая прогрессив­ная линия имеет место только в эволюционной ветви, ведущей к гоминидам и человеку. “Неограниченный прогресс — это основная маги­страль, по которой шло развитие живого”[103].

Крупный антрополог Тейяр де Шарден внес заметный вклад в исследование универсализации как важнейшей стороны биологичес­кой эволюции. Однако сторонник одного из направлений католичес­кой философии, Тейяр истолковал универсализацию как “путь к богу”. С его точки зрения внутренней основой универсализации является ду­ховная цель — движение к богу. Это движение приводит к появлению наиболее универсального живого существа — человека, который в конце своей истории приходит к “пункту Омега” — постижению бога. Нетрудно заметить, что эта интерпретация связана с переносом на природу человеческого качества — способности мышления, постанов­ки целей.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Особенности биологического уровня организации материи

1. Понятие материи.

2. Свойства материи.

3. Структурная организация материи.

4. Уровни организации естественных знаний.

Материя. Понятие «Материя» многозначно. Его используют для обозначения той или иной ткани. Иногда ему придают иронический смысл, говоря о «высоких материях». У всех предметов и явлений, окружающих человека, несмотря на их разнообразие, есть общая черта: все они существуют вне сознания человека и независимо от него, т.е. являются материальными. Люди постоянно открывают все новые и новые свойства природных тел, производят множество не существующих в природе вещей, следовательно, материя неисчерпаема.

Материя несотворима и неуничтожима, существует вечно и бесконечно разнообразна по форме своих проявлений. Материальный мир един. Все его части – от неодушевленных предметов до живых существ, от небесных тел до человека как члена общества – так или иначе связаны. Т.е. все явления в мире обусловлены естественными материальными связями и взаимодействиями, причинными отношениями и законами природы. В этом смысле в мире нет ничего сверхъестественного и противостоящего материи. Человеческая психика и сознание тоже определяются материальными процессами, происходящими в мозгу человека, и являются высшей формой отражения внешнего мира.

Свойства материи.

Системность – характерная черта материальной действительности. Системой является то, что определенным образом связано между собой и подчинено соответствующим законом. В переводе с греческого языка система – это целое, составленное из частей, соединение.

Системы бывают объективно существующими и теоретическими, или концептуальными, т.е. существующими лишь в сознании человека. Система – это внутреннее или внешнее упорядоченное множество взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. Она фиксирует преобладание в мире организованности над хаотичными изменениями. Все материальные объекты универсума обладают внутренне упорядоченной, системной организацией. Упорядоченность подразумевает наличие закономерных отношений между элементами системы, которое проявляется в виде законов структурной организации. Структурная организация, т.е. системность, является способом существования материи.

Структурность –это внутренняя расчлененность материального бытия. Внутренняя упорядоченность имеется у всех природных систем, возникающих в результате взаимодействия тел и естественного саморазвития материи, внешняя характерна для искусственных систем, созданных человеком: технических, производственных, концептуальных, информационных и т.п. Истоки идеи структурности универсума относятся к античной философии (атомистика Демокрита, Эпикура, Лукреция Кара).

Понятие структуры материи охватывает макроскопические тела, все космические системы. С этой точки зрения понятие «структура» проявляется в том, что она существует в виде бесконечного многообразия целостных систем, тесно взаимосвязанных между собой, в упорядоченности строения каждой системы. Такая структура бесконечна в количественном и качественном отношении. Проявлениями структурной бесконечности материи выступают:

1) неисчерпаемость объектов и процессов микромира.

2) бесконечность пространства и времени.

3) бесконечность изменений и развития процессов.

Эмпирически доступна для человека лишь конечная область материального мира: в масштабах от 10 -15 до 10 28 см, а во времени – до 2*10 9 лет.

Структурные уровни организации материи. В современном естествознании эта структурированность материи оформилась в научно обоснованную концепцию системной организации мира. Структурные уровни материи образованы из какого-либо вида и характеризуются особым типом взаимодействия между составляющими их элементами. Критериями для выделения различных структурных уровней служат следующие признаки:

1) пространственно-временные масштабы;

2) совокупность важнейших свойств и законов изменения

3) степень относительной сложности, возникшей в процессе исторического развития материи в данной области мира.

Деление материи на структурные уровни носит относительный характер. В доступных пространственно-временных масштабах структурность материи проявляется в ее системной организации, существовании в виде множества иерархически взаимодействующих систем от элементарных частиц до Метагалактики.

Каждая из сфер объективной действительности включает в себя ряд взаимосвязанных структурных уровней. Внутри этих уровней доминирующими являются координационные отношения, а между уровнями – субординационные.

Иерархия структурных элементов материи.Современная физика постепенно, шаг за шагом, открывала совершенно новый мир физических объектов – микромир или мир микроскопических частиц, для которых характерны преимущественно квантовые свойства. Поведение и свойства физических тел, состоящих из микрочастиц и составляющих макромир, описываются классической физикой. К двум совершенно разным объектам – микромиру и макромиру можно добавить и мегамир – мир звезд, галактик и Вселенной, расположенный за пределами Земли.

Материя распределена по Вселенной неоднородно. Структурные элементы материи объединяются в целостные системы, взаимодействия внутри которых сильнее и важнее взаимодействий элементов системы с ее окружением. В свою очередь, материальные системы взаимодействуют между собой, вступая в отношения соподчинения и образуя иерархию природных систем. Основными ступенями этой иерархии служат микромир, макромир и мегамир.

Объективная действительность состоит из трех основных сфер: неорганической природы, живой природы, общества. Например, при классификации неорганического типа выделяют элементарные частицы и поля, атомные ядра, атомы, молекулы, макроскопические тела, геологические образования.

Можно вычленить три структурных уровня:

1. мегамир – мир космоса (планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики и неограниченные масштабы до 10 28 см);

2. макромир – мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин (а также кристаллические комплексы молекул, орагнизмы, сообщества организмов, т.е. макроскопические тела 10 -6 – 10 7 см);

3. микромир – мир атомов и элементарных частиц, где неприменим принцип «состоит из» (область порядка 10 -15 см).

При оценке грандиозности масштабов Вселенной всегда возникает классический философский вопрос: конечна или бесконечна Вселенная? Понятием бесконечности оперируют в основном математики и философы. Физики-экспериментаторы, владеющие экспериментальными методами и техникой измерений, получают всегда конечные значения измеренных величин. Огромное значение науки и в особенности современной физики заключается в том, что к настоящему времени уже получены многие количественные характеристики объектов не только макро- и микромира, но и мегамира.

Пространственные масштабы нашей Вселенной и размеры основных материальных образований, в том числе и микрообъектов, можно представить из следующей таблицы, где размеры даны в метрах (для простоты приведены лишь порядки чисел, т. е. приближенные числа в пределах одного порядка):

Из этих данных видно, что отношение самого большого к самому малого размеру, доступному сегодняшнему эксперименту, составляет 44 порядка. С развитием науки данное отношение постоянно возрастало и будет возрастать по мере накопления новых знаний об окружающем нас материальном мире. Микромир — это Вселенная, рассматриваемая в масштабе столь мелком, что он несоизмерим с размерами человеческого тела. Поведение микроскопических объектов определяется в основном квантовыми и тепловыми флуктуациями (нарушения симметрии).

Макромир — это Вселенная, рассматриваемая в масштабе, более или менее соизмеримом с размерами человеческого тела (от живой клетки до горы). Поведение макроскопических объектов хорошо описывается законами классической механики и электродинамики.

Мегамир — это Вселенная, рассматриваемая в масштабе столь крупном, что он несоизмерим с размерами человеческого тела. В мегамире преобладает гравитационное взаимодействие. В его масштабах существенными становятся законы общей теории относительности. Основными структурными элементами материи в мегамире являются галактики и их скопления. Галактики — огромные звездные системы, состоящие из миллиардов звезд. Каждая звезда относится к какой-нибудь галактике; в межгалактическом пространстве звезд нет.

На разных структурных уровнях материи мы сталкиваемся с особенными проявлениями пространственно-временных отношений, с различными видами движения. Микромир описывается законами квантовой механики. В макромире действуют законы классической механики. Мегамир связан с законами теории относительности и релятивистской космологии.

Разные уровни материи характеризуются разными типами связей:

1) в масштабах 10 -13 см – сильные взаимодействия, целостность ядра обеспечивается ядерными силами.

2) целостность атомов, молекул, макротел обеспечивается электромагнитными силами.

3) в космических масштабах – гравитационными силами.

С увеличением размеров уменьшается энергия взаимодействия. Чем меньше размеры материальных систем, тем более прочно связаны между собой их элементы.

Внутри каждого из структурных уровней существуют отношения субординации (молекулярный уровень включает атомарный, а не наоборот). Всякая высшая форма возникает на основе низшей, включает ее в себя в снятом виде. Это означает по существу, что специфика высших форм может быть познана только на основе содержания высшей по отношению к ней форме материи. Закономерности новых уровней не сводимы к закономерностям уровней, на базе которых они возникли, и являются ведущими для данного уровня организации. Кроме того, неправомерен перенос свойств высших уровней материи на низшие. Каждый уровень материи обладает своей качественной спецификой. В высшем уровне материи низшие его формы представлены не в чистом виде, а в синтезированном (снятом) виде.

Структурные уровни материи взаимодействуют между собой как часть и целое. Взаимодействие части и целого состоит в том, что одно предполагает другое, они едины, и друг без друга существовать не могут. Не бывает целого без части и нет частей вне целого. Часть приобретает свой смысл только благодаря целому так же, как и целое есть взаимодействие частей. Во взаимодействии части и целого определяющая роль принадлежит целому. Однако это не означает, что части лишены своей специфики. Определяющая роль целого предполагает не пассивную, а активную роль частей, направленную на обеспечение нормальной жизни универсума как целого. Подчиняясь в общем системе целого, части сохраняют свою относительную самостоятельность и автономность. С одной стороны, они выступают как компоненты целого, а с другой – они сами являются своеобразными целостными структурами, системами.

Обращает на себя внимание то, что в области биологических систем возникают параллельные иерархические отношения. Например, организм может одновременно выступать в ипостасях индивида и особи. Индивид как генетическая единица входит в репродуктивную группу, в которой осуществляет программу размножения, а в ее составе — в популяцию как генетическое образование. Особь, организменная целостность со всеми ее симбионтами и паразитами, входит в состав семьи, противостоящей другим семьям, и вместе с ними образует экологическую популяцию. Наличие таких параллелей показывает, что взаимоотношения между структурными элементами материи, особенно на биологическом уровне, могут быть весьма многообразными и не сводимыми к простой линейной иерархии. Недаром один из законов экологии гласит: «Всё связано со всем».

Органика как тип материальной системы тоже имеет несколько уровней своей организации:

1) доклеточный уровень включает в себя ДНК, РНК, нуклеиновые кислоты, белки;

2) клеточный – самостоятельно существующие одноклеточные организмы;

3) многоклеточный – органы и ткани, функциональные системы (нервная, кровеносная), организмы (растения и животные);

4) организм в целом;

5) популяции (биотоп) – сообщества особей одного вида, которые связаны общим генофондом (могут скрещиваться и производить себе подобных) стая волков в лесу, стая рыб в озере, муравейник, кустарник; биоценоз – совокупность популяций организмов, при которых продукты жизнедеятельности одних становятся условиями жизни и существования других, населяющих участок суши или воды. Например, в лесу популяции живущих в нем растений, а также животных, грибов, лишайников и микроорганизмов взаимодействуют между собой, образуя целостную систему;

6) биосфера – глобальная система жизни, та часть географической среды (нижняя часть атмосферы, верхняя часть литосферы и гидросферы), которая является средой обитания живых организмов, обеспечивая необходимые для их выживания условия (температуру, почву и т.п.) образованная в результате взаимодействия биоценозов.

Общая основа жизни на биологическом уровне – органический метаболизм (обмен веществом, энергией, информацией с окружающей средой), которая проявляется на любом из выделенных подуровней:

1) на уровне организмов обмен веществ означает ассимиляцию и диссимиляцию при посредстве внутриклеточных превращений;

2) на уровне биоценоза он состоит из цепи превращений вещества, первоначально ассимилированного органами-производителями при посредстве организмов-потребителей и организмов-разрушителей, относящимся к разным видам;

3) на уровне биосферы происходит глобальный круговорот вещества и энергии при непосредственном участии факторов космического масштаба.

В рамках биосферы начинает развиваться особый вид материальной системы, который образован благодаря способности особых популяций живых существ к труду – человеческое сообщество.

Социальная действительность включает в себя подуровни: индивид, семья, группа, коллектив, социальная группа, классы, нации, государство, система государств, общество в целом. Общество существует лишь благодаря деятельности людей. Структурный уровень социальной действительности находится в неоднозначно-линейных связях между собой (например, уровень нации и уровень государства). Переплетение разных уровней структуры общества не означает отсутствия упорядоченности и структурированности общества. В обществе можно выделить фундаментальные структуры – главные сферы общественной жизни: материально-производственную, социальную, политическую, духовную и т.д., имеющие свои законы и структуры. Все они в определенном смысле субординированы, структурированы и обусловливают генетическое единство общества в целом. Таким образом, любая из областей объективной действительности образуется из ряда специфических структурных уровней, которые находятся в строгой упорядоченности в составе той или иной области действительности. Переход от одной области к другой связан с усложнением и увеличением множества образованных факторов, обеспечивающих целостность систем, т.е. эволюция материальных систем происходит в направлении от простого к сложному, от низшего к высшему.

Структурные уровни материи.

Уровни организации естественных знаний.Наши знания о природе накапливаются и развиваются не хаотично, а в строгой последовательности, обусловленной иерархией уровней организации материи. Природа едина по своей сути и деление знаний о ней на отдельные естественные дисциплины, например, химию или физику часто бывает достаточно условным: физические идеи находят свое отражение в объяснении химических процессов, а изучение химических превращений веществ друг в друга приводят физиков к открытию новых физических закономерностей и явлений, например, открытию высокотемпературной сверхпроводимости или открытию солитонов.

Это обусловлено, прежде всего, существованием общего для химиков и физиков объекта исследования — вещества. Но есть и существенные различия между этими двумя науками: во-первых, круг объектов исследования физики по сравнению с химией более широк — от микромира до масштабов Вселенной; во-вторых, законы физики более универсальны и применимы к целому ряду природных явлений. Об этом свидетельствует развитие большого количества смежных с ней наук — физической химии, геофизики, биофизики, астрофизикии т.д. В этих науках ученые пытаются объяснить химические, биологические и все прочие природные явления и процессы с точки зрения основных физических законов.

Описанием явлений и процессов природы занимаются феноменологи­ческие науки. Целью таких знаний является описание природных явлений на макроскопическом уровне, т.е. на уровне, доступном восприятию органами чувств человека. Однако, современная экспериментальная наука, использующая разнообразные методы исследования и новейшее оборудование: электронные микроскопы, ЯМР-томографы, высокоразрешимую спектроскопическую аппаратуру, включая рентгеноспект­ральную и другие современные методы исследования, позволяет значительно углубиться внутрь изучаемого предмета – спуститься с макроуровня на микроуровни.

Существует некая иерархия знаний, когда сложные явления и процессы описываются с точки зрения более простых и знакомых. Вспомните еще раз уже известную вам схему связей физических, химических и биологических наук:

ФИЗИКА ———> ХИМИЯ ————> БИОЛОГИЯ

Но эта связь не является чисто механической, придуманной кем-то схемой, она отражает иерархию организации материи, которая действительно существует в природе:

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ ———> АТОМ ——> МОЛЕКУЛА —>

МАКРОМОЛЕКУЛА ——> НАДМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ —->