Зміст.
1. Природно - наукова картина світу.
2. Концепція незворотності та термодинаміки.
3. Концепція еволюції в біології.
Список літератури.
1. Природно - наукова картина світу.
Найважливішу роль у побудові механічної картини світу зіграли: принцип матеріальної єдності світу, що виключає схоластичне поділ на земний і небесний світ; принцип причинності та закономірності природних процесів, принципи експериментального обгрунтування знання і установка на з'єднання експериментального дослідження природи з описом її законів на мові математики. Забезпечивши побудова механічної картини світу, ці принципи перетворилися на її філософське обгрунтування. Механічна картина світу. Багато поколінь вражала і продовжує вражати велична і цілісна картина світу, яка була створена на основі механіки Ньютона. Згідно Ньютону, весь світ складається "з твердих, невагомих, непроникних, рухливих часток". Ці "первинні частинки абсолютно тверді: вони незмірно більш тверді, ніж тіла, які з них складаються, настільки тверді, що вони ніколи не зношуються і не розбиваються вщент." Відрізняються вони один від одного головним чином кількісно, своїми масами. Все багатство, все якісне різноманіття світу - це результат відмінностей у русі частинок. Внутрішня сутність частинок залишається на другому плані. Підставою для такої єдиної картини світу послужив всеосяжний характер відкритих Ньютоном законів руху тіл. Цим законам з дивовижною точністю підпорядковуються як величезні небесні тіла, так і дрібні піщинки, гнані вітром і навіть вітер - рух невидимих оком частинок повітря - підпорядковується тим же законам. Проте проста механічна картина світу виявилася не спроможною. з'ясувалося, що електромагнітні процеси не підкоряються законам механіки Ньютона.
Електромагнітна картина світу.
Ця модель природи виникла в кінці XIX ст. Ідеї, які лягли в її основу, почали формуватися у фізиці задовго до її затвердження. У той час ще панував механістичний спосіб мислення. Але він вже не був у змозі пояснити нові емпіричні факти, отримані в різних «не механічних» областях дослідження. Закон збереження енергії відіграв велику роль у відкриттях, пов'язаних з електричними і магнітними явищами. «Беручи на себе завдання відшукати закони електрики, ми бачимо, що не володіємо жодним іншим доступним допоміжним засобом дослідження, окрім як єдино і виключно принципом збереження енергії», - говорив Макс Планк. Перші дослідження з електрики і магнетизму почалися ще задовго до відкриття закону збереження і перетворення енергії.
До Фарадея ніхто не говорив про те, що силове поле - це не результат механічних переміщень тіл, не формальна схема, яка необхідна для пояснення явищ, що воно саме по собі є матеріальною субстанцією. Подальший розвиток уявлень про поле пов'язане з Максвеллом. Всі закони природи зводилися до законів електромагнетизму, які математично виражалися рівняннями Максвелла. Речовина уявлялося складається з електрично заряджених частинок. Ставилося завдання «побудувати модель атома, складеного з певних поєднань позитивного і негативного електрики».
Революція в природознавстві і зміна колишньої картини світу.
Класичну термодинаміку Клаузіуса здавна називають королевою наук. Це чудова наукова система, деталі якої ні за красою, ні по блискучій закінченості не поступаються всій системі в цілому. Останні слова належать М. Планку. Таку славу вона здобула завдяки граничної широті і універсальності свого фундаменту - першого і другого, почав, яким покликане підкорятися все суще. Саме тому термодинаміці судилося зіграти роль стартового майданчика при розробці загальної теорії природи.
Відкриті системи і нова термодинаміка.
Але класична термодинаміка не знайома з часом і простором: вона визнає тільки такі поняття, як спокій (рівновага), для якого не існує часу, і однорідність, для якої байдужа протяжність у просторі. Цей недолік особливо відчутний для інженера, сильно туги рамками часу і простору.
Щоб справитися з зазначеної труднощами, Онзагера була запропонована термодинаміка незворотних процесів, вже містила і час, і простір, і ефекти виділення теплоти тертя в необоротних (нерівноважних) процесах. Це був революційний крок принципової важливості. Проте теорія Онзагера як і раніше має в своїй основі другий закон класичної термодинаміки, за допомогою якого вводиться поняття ентропії, справедливої тільки для стану рівноваги. Тому, строго кажучи, застосування термодинаміки Онзагера обмежується лише процесами, нескінченно мало відхиляється від станів рівноваги. Цей напрямок одержав широкий розвиток, особливо в рамках нідерландсько-бельгійської школи; термодинаміка незворотних процесів стала іменуватися термодинамікою нерівноважних процесів, але фундамент її не зазнав, змін.
Відкриті системи і нерівноважна термодинаміка.
Нерівноважна термодинаміка відкритих систем вивчає істотно нерівноважні процеси. У їх описі ключову роль відіграє поняття зростання ентропії системи за рахунок процесів, які відбуваються всередині неї. Такий підхід привів до нового погляду на звичні поняття. Видатна роль у розвитку даного наукового напряму належить І.Р. Пригожина, удостоєному за свої роботи Нобелівської премії в 1977 році. Великий внесок зробили також Л. Берталанфі, Л. Онзагера, Л. І. Мандельштам, М. А. Леонтович, М. Ейген, Г. Хакен. Відкриті системи, в яких спостерігається приріст ентропії, отримали назву дисипативних. У таких системах енергія упорядкованого руху переходить в енергію неупорядкованого хаотичного руху, тобто в тепло. Якщо замкнуту систему вивести зі стану рівноваги, то в ній почнуться процеси, які повертають її до стану термодинамічної рівноваги, в якому її ентропія досягає максимального значення. З часом ступінь нерівноважності буде зменшуватися, однак, в будь-який момент часу ситуація буде нерівноважної. У разі відкритих систем відтік ентропії назовні може врівноважити її зростання в самій системі. У цих умовах може виникнути і підтримуватися стаціонарний стан. Такий стан Берталанфі назвав поточним рівновагою. За своїми характеристиками поточне рівновага може бути близько до рівноважним станам. У цьому випадку виробництво ентропії мінімально (теорема Пригожина). Якщо ж відтік ентропії перевищує її внутрішнє виробництво, то виникають і розростаються до макроскопічного рівня великомасштабні флуктуації. За певних умов у системі починає відбуватися самоорганізація - створення впорядкованих структур з хаосу. Ці структури можуть послідовно переходити у все більш складні стану. Такі утворення в дисипативних системах Пригожин назвав дисипативними структурами.
Основні фактори і рушійні сили еволюції.
Систематична теорія еволюції.
Філософські проблеми еволюційної теорії.
Основний філософською проблемою еволюційної теорії є проблема антропосоціогенезу. Існує велика кількість підходів до розуміння цієї проблеми. Усіх дослідників - філософів цієї проблеми можна умовно розділити на три групи:
1. вважають. Що цю проблему вирішити неможливо через низку об'єктивних причин;
2. вважають, що цю проблему і теоретично і практично дозволити можна;
3. марксизм, вважається, що відповідь на це питання вже дано.
До філософських проблема еволюції можна віднести питання про подальший розвиток світу і Землі, адже синергетика припускає, що складна самооргнаізующаяся система може знову повернуться до хаосу.
Список літератури.
1. Природно - наукова картина світу.
2. Концепція незворотності та термодинаміки.
3. Концепція еволюції в біології.
Список літератури.
1. Природно - наукова картина світу.
Наукова картина світу це - безліч теорій в сукупності описують
відомий людині природний світ, цілісна система уявлень про загальні принципи і закони пристрої світобудови. Спеціальні картини світу як особлива форма теоретичних знань є продуктом тривалого історичного розвитку науки. Вони виникли як відносно самостійних фрагментів загальнонаукової картини світу на етапі формування дисциплінарно організованої науки (кінець XVIII - перша половина XIX ст.).
Механічна картина світу. Найважливішу роль у побудові механічної картини світу зіграли: принцип матеріальної єдності світу, що виключає схоластичне поділ на земний і небесний світ; принцип причинності та закономірності природних процесів, принципи експериментального обгрунтування знання і установка на з'єднання експериментального дослідження природи з описом її законів на мові математики. Забезпечивши побудова механічної картини світу, ці принципи перетворилися на її філософське обгрунтування. Механічна картина світу. Багато поколінь вражала і продовжує вражати велична і цілісна картина світу, яка була створена на основі механіки Ньютона. Згідно Ньютону, весь світ складається "з твердих, невагомих, непроникних, рухливих часток". Ці "первинні частинки абсолютно тверді: вони незмірно більш тверді, ніж тіла, які з них складаються, настільки тверді, що вони ніколи не зношуються і не розбиваються вщент." Відрізняються вони один від одного головним чином кількісно, своїми масами. Все багатство, все якісне різноманіття світу - це результат відмінностей у русі частинок. Внутрішня сутність частинок залишається на другому плані. Підставою для такої єдиної картини світу послужив всеосяжний характер відкритих Ньютоном законів руху тіл. Цим законам з дивовижною точністю підпорядковуються як величезні небесні тіла, так і дрібні піщинки, гнані вітром і навіть вітер - рух невидимих оком частинок повітря - підпорядковується тим же законам. Проте проста механічна картина світу виявилася не спроможною. з'ясувалося, що електромагнітні процеси не підкоряються законам механіки Ньютона.
Електромагнітна картина світу.
Ця модель природи виникла в кінці XIX ст. Ідеї, які лягли в її основу, почали формуватися у фізиці задовго до її затвердження. У той час ще панував механістичний спосіб мислення. Але він вже не був у змозі пояснити нові емпіричні факти, отримані в різних «не механічних» областях дослідження. Закон збереження енергії відіграв велику роль у відкриттях, пов'язаних з електричними і магнітними явищами. «Беручи на себе завдання відшукати закони електрики, ми бачимо, що не володіємо жодним іншим доступним допоміжним засобом дослідження, окрім як єдино і виключно принципом збереження енергії», - говорив Макс Планк. Перші дослідження з електрики і магнетизму почалися ще задовго до відкриття закону збереження і перетворення енергії.
До Фарадея ніхто не говорив про те, що силове поле - це не результат механічних переміщень тіл, не формальна схема, яка необхідна для пояснення явищ, що воно саме по собі є матеріальною субстанцією. Подальший розвиток уявлень про поле пов'язане з Максвеллом. Всі закони природи зводилися до законів електромагнетизму, які математично виражалися рівняннями Максвелла. Речовина уявлялося складається з електрично заряджених частинок. Ставилося завдання «побудувати модель атома, складеного з певних поєднань позитивного і негативного електрики».
Революція в природознавстві і зміна колишньої картини світу.
Ейнштейнівська революція (рубіж XIX-XX століть). Її зумовила серія відкриттів (відкриття складної структури атома, явище радіоактивності, дискретного характеру електромагнітного випромінювання і т.д.). У результаті була підірвана, найважливіша передумова механістичної картини світу - переконаність у тому, що за допомогою простих сил діючих між незмінними об'єктами можна пояснити всі явища природи.
Фундаментальні основи нової картини світу:
загальна і спеціальна теорія відносності (нова теорія простору і часу призвела до того, що всі системи відліку стали рівноправними, тому всі наші уявлення мають сенс тільки в певній системі відліку. Картина світу придбала релятивний, відносний характер, видозмінилися ключові уявлення про простір, час, причинності, безперервності, відкинуто однозначне протиставлення суб'єкта та об'єкта, сприйняття виявилося залежним від системи відліку, в яку входять і суб'єкт і об'єкт, способу спостереження і т.д.) квантова механіка (вона виявила імовірнісний характер законів мікросвіту і непереборний корпускулярно-хвильовий дуалізм у самих засадах матерії).
Стало ясно, що абсолютно повну і достовірну наукову картину світу не
вдасться створити ніколи, будь-яка з них має лише відносної істинністю. Пізніше в рамках нової картини світу відбулися революції в приватних науках в космології (концепція не стаціонарного Всесвіту), в біології (розвиток генетики), і т.д. Таким чином, протягом XX століття природознавство дуже сильно змінила свій вигляд, у всіх своїх розділах. Три глобальних революції визначили три тривалих періоду розвитку науки, вони є ключовими етапами в розвитку природознавства. Це не означає, що лежать між ними періоди еволюційного розвитку науки були періодами застою.
2. Концепція незворотності та термодинаміки.
Поняття часу в класичній термодинаміці. Класичну термодинаміку Клаузіуса здавна називають королевою наук. Це чудова наукова система, деталі якої ні за красою, ні по блискучій закінченості не поступаються всій системі в цілому. Останні слова належать М. Планку. Таку славу вона здобула завдяки граничної широті і універсальності свого фундаменту - першого і другого, почав, яким покликане підкорятися все суще. Саме тому термодинаміці судилося зіграти роль стартового майданчика при розробці загальної теорії природи.
Відкриті системи і нова термодинаміка.
Але класична термодинаміка не знайома з часом і простором: вона визнає тільки такі поняття, як спокій (рівновага), для якого не існує часу, і однорідність, для якої байдужа протяжність у просторі. Цей недолік особливо відчутний для інженера, сильно туги рамками часу і простору.
Щоб справитися з зазначеної труднощами, Онзагера була запропонована термодинаміка незворотних процесів, вже містила і час, і простір, і ефекти виділення теплоти тертя в необоротних (нерівноважних) процесах. Це був революційний крок принципової важливості. Проте теорія Онзагера як і раніше має в своїй основі другий закон класичної термодинаміки, за допомогою якого вводиться поняття ентропії, справедливої тільки для стану рівноваги. Тому, строго кажучи, застосування термодинаміки Онзагера обмежується лише процесами, нескінченно мало відхиляється від станів рівноваги. Цей напрямок одержав широкий розвиток, особливо в рамках нідерландсько-бельгійської школи; термодинаміка незворотних процесів стала іменуватися термодинамікою нерівноважних процесів, але фундамент її не зазнав, змін.
Відкриті системи і нерівноважна термодинаміка.
Нерівноважна термодинаміка відкритих систем вивчає істотно нерівноважні процеси. У їх описі ключову роль відіграє поняття зростання ентропії системи за рахунок процесів, які відбуваються всередині неї. Такий підхід привів до нового погляду на звичні поняття. Видатна роль у розвитку даного наукового напряму належить І.Р. Пригожина, удостоєному за свої роботи Нобелівської премії в 1977 році. Великий внесок зробили також Л. Берталанфі, Л. Онзагера, Л. І. Мандельштам, М. А. Леонтович, М. Ейген, Г. Хакен. Відкриті системи, в яких спостерігається приріст ентропії, отримали назву дисипативних. У таких системах енергія упорядкованого руху переходить в енергію неупорядкованого хаотичного руху, тобто в тепло. Якщо замкнуту систему вивести зі стану рівноваги, то в ній почнуться процеси, які повертають її до стану термодинамічної рівноваги, в якому її ентропія досягає максимального значення. З часом ступінь нерівноважності буде зменшуватися, однак, в будь-який момент часу ситуація буде нерівноважної. У разі відкритих систем відтік ентропії назовні може врівноважити її зростання в самій системі. У цих умовах може виникнути і підтримуватися стаціонарний стан. Такий стан Берталанфі назвав поточним рівновагою. За своїми характеристиками поточне рівновага може бути близько до рівноважним станам. У цьому випадку виробництво ентропії мінімально (теорема Пригожина). Якщо ж відтік ентропії перевищує її внутрішнє виробництво, то виникають і розростаються до макроскопічного рівня великомасштабні флуктуації. За певних умов у системі починає відбуватися самоорганізація - створення впорядкованих структур з хаосу. Ці структури можуть послідовно переходити у все більш складні стану. Такі утворення в дисипативних системах Пригожин назвав дисипативними структурами.
Самоорганізація у відкритих системах.
Одним з результатів впровадження принципу універсального еволюціонізму було
виникнення синергетики. У класичній науці панувало переконання, що матерії властива тенденції до зниження ступеня її впорядкованості, прагнення до рівноваги, що в енергетичному сенсі означає хаотичність. Коли принцип еволюціонізму, був поширений на інші рівні організації матерії, протиріччя стало ще помітніше. Стало очевидно, що для збереження цілісної не суперечливою картини світу потрібно визнати, що в природі діє не тільки руйнівний, але і творчий принцип. Що матерія здатна самоорганізовуватися і самоусложняться. На хвилі цих проблем виникла синергетика - теорія самоорганізації. В даний час вона розвивається за кількома напрямками: синергетика (Г. Хакен), нерівноважна термодинаміка (І. Пригожин) та ін Загальними положеннями для всіх для них є наступні: процеси руйнування і творення у Всесвіті щонайменше рівноправні. процеси творення наростання складності і впорядкованості) мають єдиний алгоритм незалежно від природи систем в яких вони здійснюються. Таким чином, синергетика ставить перед собою завдання виявлення нікого універсального механізму, за допомогою якого здійснюється самоорганізація як в живій, так в неживій природі. Під самоорганізацією в даному випадку розуміється спонтанний перехід відкритої нерівноважної системи від менш складного до більш складних і впорядкованим формам організації. Об'єктами синергетики є системи, які 1. відкриті, тобто, здатні обмінюватися речовиною з навколишнім зовнішнім середовищем; 2. нерівноважні, тобто, що знаходяться в стані далекому від термодинамічної рівноваги. Розвиток таких систем, що приводить до поступового наростання складності, протікає в такий спосіб перша фаза - період плавного еволюційного розвитку з добре передбаченими лінійними змінами, що приводять у результаті до нікому нестійкого критичного стану. Друга фаза - вихід з критичного стану одномоментно стрибком і перехід в новий стійкий стан з більшою ступенем складності і впорядкованості. Особливо важливо врахувати, що перехід у новий стійкий стан не є однозначним. Система досягла, критичного стану перебуває ніби на роздоріжжі, обидва варіанти у момент вибору є однаково можливими. Але як тільки вибір зроблений, і система досягла нового стану рівноваги, зворотного шляху немає, розвиток систем такого роду завжди є незворотнім і непередбачувано, точніше будь-які прогнози її розвитку можуть носити лише імовірнісний характер. Синергетична інтерпретація явищ відкриває нові можливості їх вивчення.
3. Концепція еволюції в біології.
Чарльз Дарвін - основоположник теорії еволюції. Вчення Дарвіна - "Походження видів шляхом природного відбору". Причини еволюції - боротьба за існування і природний добір. Інструмент еволюції - мінливість. При цьому на перше місце за значенням для еволюції видів Дарвін поставив індивідуальну (невизначену) мінливість. Три види боротьби за існування:
1. Внутрішньовидова
2. Міжвидова
З. Боротьба з несприятливими умовами неживої природи.
Мета еволюції по Дарвіну - видоутворення. Слабким місцем у вченні Дарвіна були уявлення про спадковість. Дженкін: "Якщо відбір залишає в живих ті особини, які лише незначно відрізняються від інших, то вже при наступному схрещуванні настає" поглинання "нових ознак, тому що партнер зі схрещування найімовірніше не має цього нового властивості - відбудеться розчинення ознак у потомстві ".
Основні фактори і рушійні сили еволюції.
Сучасна теорія еволюції (СТЕ) виявляє такі механізми еволюції:
1. СТЕ виділяє елементарну структуру, з якою
починається еволюція. Це популяція (тобто сукупність індивідів одного виду, здатних схрещуватися між собою), а не окрема особина або вид, який включає до свого складу кілька популяцій;
2. В якості елементарного явища або процесу еволюції сучасна теорія розглядає стійка зміна генотипу популяції;
3. СТЕ ширше і глибше тлумачить фактори і рушійні сили еволюції, виділяючи серед них основні та неосновні. Самі основні фактори тепер розуміються по-новому і відповідно до цього до провідних факторів відносять зараз мутаційні процеси, популяційні хвилі чисельності й ізоляцію. Найважливішим із них є мутаційний процес, який виходить з визнання того незаперечного тепер факту, що основну масу еволюційного матеріалу складають різні форми мутацій (тобто змін спадкових властивостей організмів, що виникають природним шляхом або викликаних штучними засобами).
Систематична теорія еволюції.
Систематична теорія еволюції грунтується на принципах синергетики, зокрема на принципі самоорганізації та саморозвитку складних систем. Такою моделлю є концепція глобального еволюціонізму. У цій концепції Всесвіт постає як розвивається в часі природне ціле, а вся історія Всесвіту від Великого Вибуху до виникнення людства розглядається як єдиний процес, в якому космічний, хімічний, біологічний і соціальний типи еволюції спадкоємно і генетично пов'язані між собою. Космохімія, геохімія, біохімія відображають тут фундаментальні переходи в еволюції молекулярних систем і неминучості їх перетворення в органічну матерію. У концепції глобального еволюціонізму підкреслюється найважливіша закономірність - спрямованість розвитку світового цілого на підвищення своєї структурної організації. Вся історія Всесвіту - від моменту сингулярності до виникнення людини - постає як єдиний процес матеріальної еволюції, самоорганізації, саморозвитку матерії.
Філософські проблеми еволюційної теорії.
Основний філософською проблемою еволюційної теорії є проблема антропосоціогенезу. Існує велика кількість підходів до розуміння цієї проблеми. Усіх дослідників - філософів цієї проблеми можна умовно розділити на три групи:
1. вважають. Що цю проблему вирішити неможливо через низку об'єктивних причин;
2. вважають, що цю проблему і теоретично і практично дозволити можна;
3. марксизм, вважається, що відповідь на це питання вже дано.
До філософських проблема еволюції можна віднести питання про подальший розвиток світу і Землі, адже синергетика припускає, що складна самооргнаізующаяся система може знову повернуться до хаосу.
Список літератури.
1. Вейнік А. І. «Термодинаміка реальних процесів»
2. Герценштейн М.Є. Про двох варіантах сценарію еволюції Всесвіту / / Изв. ВНЗ. Фізика. 1987. № 6.
3. Голін Г. М., С.Р. Филонович. Класики фізичної науки (з найдавніших часів до початку ХХ ст.). Довідковий посібник. - М.: Вища школа, 1989. - 576 с.
4. Карпенків С. Х. Основні концепції природознавства. Навчальний посібник для вузів. - М.: Культура і спорт ЮНИТИ, 1998. - 208 с.
5. Концепції сучасного природознавства для студентів вузів. Колектив авторів під рук. С. І. Самигіна. - Ростов н / Д: "Фенікс", 1997. - 444 с.
6. Максвелл і розвиток фізики XIX - XX століть. Під ред. Полак Л.С. Наука. 1985.
7. Найдиш В.М.. Концепції сучасного природознавства. М., 1999.
8. Новоженов В.А. Природознавство: Навчальний посібник. Барнаул: Изд-во АМУ, 1998.
9. Рузавін. Г. І. Концепції сучасного природознавства.