Природознавство як наука

C, O, H, N, P, S. элементов – Na, K, Ca, Mg, Fe, Si, Al, Cl, Cu, Zn, Co, Mn ~ 1,6 %. Всего ~ 8 млн. химических соединений, из них только ~ 300 000 – неорганические соединения. Їх загальна частка складає ~ 97,4% в органічних сполуках. 12 елементів - Na, K, Ca, Mg, Fe, Si, Al, Cl, Cu, Zn, Co, Mn ~ 1,6%. Усього ~ 8 млн. хімічних сполук, з них тільки ~ 300 000 - неорганічні сполуки.

На Землі: O -47,0%, Si - 27,5%, Al - 8,8%, Fe - 4,6%, Ca -3,6%, Na - 2,6%, K -2,5 %, Mg - 2,1%. С - на 16 місці. Вагова частка C, N, P, S - 0,24%.

Таким чином, геохімічні умови не зіграли істотної ролі у відборі хімічних елементів для формування органічних систем.

Принципи відбору хімічних елементів:

1) здатність утворювати міцні енергоємні хімічні зв'язки;

2) лабільність (мінливість) утворених хімічних зв'язків.

Органоген № 1 - вуглець!

У біохімії особливу роль грають три класи молекул мономерів:

Амінокислоти (мономери білків), нуклеотиди (мономери нуклеїнових кислот) і моносахариди (мономери полісахаридів).

В організмі людини синтезуються 12 амінокислот, 8 повинні надходити з їжею. З 100 відомих амінокислот тільки 20 входять до складу білків.

Білок складається з тисяч амінокислот і має складну структуру.

Нуклеїнові кислоти - ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти) і РНК (рибонуклеїнова кислота) - самі великі молекули в живих організмах.

Роль води в живій матерії.

Вода має унікальні властивості:

- Великі поверхневий натяг і капілярність (так як молекули води притягуються одне до одного і до молекул трубок);

- У воді розчиняється більше речовин, ніж у будь-якому іншому розчиннику (розчиняє полярні речовини);

- Має високі теплопровідність, температуру плавлення і температуру кипіння;

- Має максимальну щільність при +4 Со, при кристалізації обсяг різко збільшується;

- Вода - середовище, в якій відбуваються всі біохімічні реакції, і їх учасник. Життя зародилося у воді!

Лекція 10. Сучасні концепції розвитку геосферно оболонок

Внутрішня будова та історія геологічного розвитку землі.

Походження планет вивчає космогонія.

Гіпотези походження:

- Небулярная (з туману) - матерія планет викинута з надр Сонця ударом комет (Леклерк, Бюффон); з космічного хмари - хаосу - Кант;

- Ротаційний небулярная гіпотеза (Кант-Лаплас): у міру обертання первинного Сонця від нього відділялися газові кільця, які, розриваючись, утворили планети;

- Катастрофічна (Джинс) - масивна зірка, проходячи повз Сонця, викликала приливні хвилі і вирвала газові струмені;

- Метеоритна (О. Ю. Щмідт) - планети утворилися з метеоритів;

Гіпотези утворення гірських порід і ландшафтів:

- Нептуніческая (Вернер) - спочатку Земля була покрита океанами;

- Плутонічні (Геттон) - землетруси, вулканічна діяльність;

- Теорія однакових змін (Лайєль) - геологічні явища викликані природними факторами.

Первинна атмосфера - CO2, NH3, CH4, пари H2O, кілька інертних газів. Різка зміна складу - ок.2 - 3 млрд. років тому пов'язано із зародженням життя. Останні 200 млн. років склад постійний:

21% O2, 78% N2, 1% - інші речовини.

Вплив Сонця і Місяця викликає припливи не тільки в рідкій, але і у твердій оболонці Землі - в результаті добу подовжуються приблизно на 0,002 с за 100 років. 2 млрд. років тому добу становили 10 годин.

У фанерозої (вивчений період геохронології) були дві великі платформи - Гондвана і Лавразія (Лаврентіївський щит + Азія), близько 250 млн. років тому - єдиний суперконтинент - Пангея. Зараз приблизно 15 жорстких плит, 6-7 великих. Відбувається дрейф континентів. (Тихий океан зменшується, а Атлантичний - розширюється зі швидкістю декілька см на рік).

Геохронологія - в ​​1881 р. в г.Болонья була прийнята Геохронологічна шкала: ера, період, епоха, століття, час. Фанерозой (570 млн. років) - краще вивчена частина - складається з ер: палеозою, мезозою і кайнозою. Більш древня частина - кріптозой (від 570 млн. до 3800 млн. років тому).

Усі тіла Сонячної системи складаються, в основному, з невеликого числа елементів. Всі елементи розділені на 4 групи:

• атмофільние - схильні накопичуватися в атмосфері;

• літофільні - утворюють тверду оболонку планет;

• халькофільних - створюють з'єднання з сіркою;

• сидерофільні - здатні розчинятися у сплавах заліза.

Відомо всього 66 мінералів.

Сучасні концепції розвитку геосферно оболонок.

Земля поділена умовно на сфери: ядро, мантія (халькосфера, тонкий шар - астеносфера), літосфера, атмосфера, гідросфера - водна оболонка Землі (в літосфері та атмосфері), біосфера - жива оболонка Землі (в гідросфері, атмосфері і верхньому шарі літосфери), іоносфера - шар іонізованого газу у верхніх шарах стратосфери, озоносфера - озоновий шар (у стратосфері), магнітосфера-магнітне поле Землі.

Поблизу Північного географічного полюса знаходиться південний магнітний полюс, поблизу південного географічного - північний магнітний.

Лекція 11. Літосфера і життя

Літосфера як абиотическая основа життя. Екологічні функції літосфери.

Океан Суша

Поверхня 71% 29%

Біомаса 0,13% 99,87%

Тварин 7% 93%

Рослин 8% 92%

Літосфера є абіотичної (небіологічної) основою, на якій існує життя.

За В.І. Вернадському частина літосфери входить в біосферу як елемент - відстале, биокосное і биогенное речовина; життя - потужна геологічна сила, що формує вигляд Землі. Верхній шар літосфери - грунт - сформований за допомогою живих організмів і є місцем їх проживання. У літосфері відбувається постійна міграція атомів в результаті діяльності живих істот.

Ресурсна функція літосфери складається в освіті різних речовин (у тому числі - корисних копалин).

33. Перспективні види палива. Альтернативні джерела енергії.

Людина у своїй діяльності інтенсивно споживає викопні види палива, запаси якого дуже швидко вичерпуються. Перспектива за поновлюваними видами енергії: енергії води (приливні станції, так як ГЕС приносять великої шкоди природі), енергії вітру, геотермальної енергії, сонячної енергії, атомної енергії. Альтернативні джерела енергії - біопаливо, що отримується з відходів сільськогосподарської діяльності, керовані термоядерні реакції (розробка ще не завершена).

Лекція 12. Особливості біологічного рівня організації матерії

Найважливіші відкриття 19 -20 століть у галузі біології, які лягли в основу сучасної біології.

Біологія виникла і довгий час існувала як описова наука, яка здійснювала аналіз і класифікацію величезного емпіричного матеріалу. Сучасна біологія використовує генетичний та системно-структурний підходи. Особливістю сучасної біології є її тісний зв'язок з іншими науками, з практичними потребами вирішення екологічних, медичних, соціальних, економічних та інших проблем.

Найбільшим відкриттям є запропонована Ч. Дарвіном теорія еволюції живої природи (1859 р. «Походження видів шляхом природного відбору»).

Грегор Мендель в XIX столітті відкрив закон спадковості, показав, що успадкування ознак відбувається дискретно і що рецесивні мутації не зникають, а зберігаються в генофонді популяції і проявляються через покоління.

У 1900 р. закони спадковості були знову відкриті Х.де Фрізом (Голландія), К. Корренсом (Німеччина) і Е. Чермак (Австрія). Х. де Фриз запропонував теорію мутацій.

У 1920-і рр.. А. Вейсманом, Т.Х. Морганом, А. Стертевантом, Г.Дж. Меллером була розроблена хромосомна теорія спадковості.

У 1940-і рр.. була відкрита нуклеїнова природа гена. У 1944 р. американець О. Евері та його співробітники встановили, що носієм спадкової інформації є ДНК, а в 1953 р. Д. Уотсон і Ф. Крик розшифрували її структуру-подвійну спіраль. З'ясувалося, що властивість самоудвоенія молекул ДНК є основою механізму спадковості.

У наступні роки була встановлена ​​залежність синтезу білків від стану генів, розшифрована амінокислотна послідовність багатьох білків.

У 1970-ті р. склалася генна інженерія (технологія рекомбінантних ДНК) - на основі синтезу методів молекулярної біології і генетики. У 1978р. методами генної інженерії було синтезовано інсулін - білок, що дозволяє боротися з діабетом.

З 1980-х рр.. проводяться успішні досліди з клонування тварин (від грецького klon - втеча, гілка) - точного відтворення організму.

У 1997 р. з'явилася овечка Доллі. Клонування людини законодавчо заборонено в багатьох країнах. (Час від часу з'являються публікації, які свідчать про порушення цієї заборони).

ДНК, геном людини.

Молекули ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти) знаходяться в хромосомах ядер клітин і є носіями спадкової інформації. ДНК складається з двох спарених полінуклеотидних ланцюжків, закручених у спіраль. Ланками ДНК є нуклеотиди (з'єднання азотистої основи, цукру і залишку фосфорної кислоти). Азотисті основи аденін (А), тимін (Т), цитозин (Ц), гуанін (Г) ланцюжків пов'язані комплементарно: А-Т, Ц-Г. Ген - ділянка ДНК, службовець матрицею для синтезу одного білка.

У 1988 р. була створена міжнародна організація «Геном людини», завданням якої була розшифровка генома - сукупності генів, зосереджених в одиничному наборі хромосом даного організму. У 2003 р. ця програма була практично завершена. Виявилося, що в геномі людини від 30 до 40 тис.генов (замість передбачуваних раніше 80 - 100 тис.). Це ненабагато більше, ніж у черв'яка (19 тис. генів) або мухи-дрозофіли (13,5 тис.).

Для використання нових знань у фармакології потрібні нові технології, які з'являться в найближчі десятиліття.

Особливості біологічного рівня організації матерії.

Одне з визначень життя (М. В. Волькенштейн): «Життя є форма існування макроскопічних гетерогенних відкритих сільнонеравновесних систем, здатних до самоорганізації та самовідтворення».

Властивості живих систем:

a) макроскопічно (складаються з великого числа атомів);

b) гетерогенність (утворені з безлічі різних речовин);

c) відкритість - відбувається безперервний обмін речовиною, енергією та інформацією з навколишнім середовищем;

d) подібність хімічного складу, 6 органогенов: C, O, H, N, P, S;

e) живі системи містять сукупність біополімерів, не характерних для неживих систем;

f) подразливість - реакції на інформацію, вплив ззовні;

g) дискретність - складаються з окремих взаємодіючих елементів;

h) цілісність - всі елементи функціонують разом з усією системою.

Структурні рівні організації живих систем (концепція структурних рівнів живого включає представлення про їх ієрархічної співпідпорядкованості):

1) молекулярно-генетичний (тут відбувається стрибок від неживої матерії до живої; віруси - дрібні безклітинні організми - на кордоні живої та неживої матерії);

2) клітинний (клітина - найдрібніша елементарна жива система - першооснова будови, життєдіяльності і розмноження організмів; клітини без ядер - прокаріоти, з ядрами - еукаріоти);

3) тканинний (сукупність клітин з однаковим рівнем організації утворює живу тканину);

4) онтогенетичних або організменний (система спільно функціонуючих органів утворює організм; на цьому рівні виявляється велика різноманітність живих систем);

5) популяційно-видовий (утворений сукупністю видів та популяцій; популяція - сукупність організмів одного виду, що володіють єдиним генофондом; вид - сукупність перехресних організмів; на цьому рівні реалізується біологічний еволюційний процес);

6) биогеоценотический (біогеоценоз - історично склалося стійке співтовариство популяцій, пов'язаних між собою і з навколишнім середовищем обміном речовин);

7) біосферний (сукупність біогеоценозів складає біосферу Землі).

Лекція 13. Концепція біосфери

Біосфера.

Сфера життя, сукупність біогеоценозів. Життя існує майже скрізь у гідросфері, у верхній частині літосфери і в атмосфері-до стратосфери.

Всі живі істоти володіють колосальним біотичних потенціалом, тобто здатні розмножуватися дуже швидко. Однак опір середовища (голод, стихійні лиха, хвороби тощо) дозволяє підтримувати чисельність популяцій. В результаті природного відбору виникла адаптація - пристосованість до навколишніх умов (структурна, фізіологічна або поведінкова).

Історія біосфери триває близько 4,1 млрд.лет, людський рід існує - менше 3 млн. років, Homo sapiens ~ 40 тис. років. Отже, інерційність біосфери вище людської ~ в 100 тис.раз.

Організми-автотрофи (рослини і деякі бактерії) синтезують органічні речовини з неорганічних з допомогою енергії світла або окислювальних реакцій (фото-або хемосинтез).

Організми-гетеротрофи (гриби, бактерії, тварини) пристосувалися до споживання енергії з готових органічних речовин, синтезованих автотрофами. Живі системи утворюють трофічні (харчові) ланцюжка, заключною ланкою яких є мікроорганізми. Таким чином, в біосфері здійснюється глобальний кругообіг речовин, обумовлений біогеохімічними циклами.

У глобальному енергетичному балансі важливо, що ентропія що надходить на Землю короткохвильового випромінювання менше, ніж ентропія довгохвильового випромінювання, перевипромінює нашою планетою. Вся біосфера Землі являє собою високоорганізовану систему, упорядкованість якої підтримується за рахунок негативного ентропійного балансу.

Основи цілісного вчення Вернадського про біосферу.

Постулати Володимира Івановича Вернадського про біосферу:

1. первісна біосфера була функціонально різноманітної;

2. відразу з'явилися біогеоценози;

3. біогеоценози - головна рушійна сила геохімічних перетворень;

4. живі організми породжують міграцію хімічних елементів у біосфері;

5. всі функції живого в біосфері можуть бути виконані найпростішими одноклітинними організмами.

Згідно з концепцією біосфери В. І. Вернадського:

Життя - могутня геологічна сила, що формує вигляд Землі.

Геохімічні функції живого (по В. І. Вернадському):

- Енергетична;

- Деструктивна;

- Средообразующая;

- Транспортна.

Біохімічні принципи В. І. Вернадського:

1. біогенна міграція атомів і обмін речовин прагнуть до максимального прояву;

2. виживають організми, що збільшують біогенну міграцію атомів біосфери.

39. Принципи еволюції, відтворення і розвитку живих систем.

Чарльз Дарвін - основоположник теорії еволюції.

Фактори еволюції за Дарвіном:

• мінливість,

• спадковість,

• природний відбір (боротьба за існування - внутрішньовидова, міжвидова, з навколишнім середовищем).

Сутність еволюції проявляється в безперервному пристосуванні біологічних видів до різноманітних умов навколишнього середовища і в появі все більш складних організмів.

(Спочатку організми були гетеротрофами, тобто харчувалися органічними молекулами первинного океану або іншими організмами, потім з'явилися автотрофи і живий світ перестав залежати тільки від органічних речовин, які повільно утворювалися на Землі.)

Принципи еволюції:

- Нерівномірність темпів;

- Переривчастий характер поширення тварин і рослин;

- Випадковість і незворотність, оскільки проходить через точки біфуркації;

- Збереження тих організмів, які збільшують вільну хімічну енергію в біосфері (зменшують ентропію).

Рівні еволюції: мікроеволюція (на популяційно-видовому рівні, час мало, завершується видоутворенням; генотипическая - зміна генів, фенотипова - зміна ознак, елементарною одиницею еволюції є популяція, а не особина, як у Ламарка), макроеволюція (на надвидовим рівні, час велике ).

Всі живі системи є відкритими нерівновагими системами, які підтримуються в стаціонарному стані.

Процес видоутворення схожий на фазовий перехід.

Вид - група перехресних організмів (і дають потомство).

У живих системах реалізується механізм самоврядування і самоорганізації. Самоврядування багаторівневе, з позитивними і негативними зворотними зв'язками.

Мета першого порядку - забезпечити існування системи.

Метаболізм - обмін речовин системи з навколишнім середовищем. Підтримує певний рівень організації системи та її частин. Протидіє збільшення ентропії, зумовленого необоротними процесами в живій природі.

Мета другого порядку - гомеостаз - підтримання сталості параметрів внутрішнього середовища живої системи.

Мета третього порядку - досягнення оптимальних показників існування живої системи (максимальної енергетичної ефективності та надійності її функціонування).

Відтворення здійснюється системою відтворення організму за допомогою ДНК і РНК. (ДНК зберігає генетичну інформацію, а РНК - рибонуклеїнова кислота здатна її зчитувати, переносити і будувати з вихідних матеріалів білкові молекули).

Стадії процесу відтворення:

- Реплікація - подвоєння молекули ДНК;

- Транскрипція - перенесення коду ДНК шляхом утворення одноланцюжковою інформаційної РНК;

- Трансляція - синтез білка на основі коду інформаційної РНК.

Лекція 14. Походження і сутність життя

Основи синтетичної теорії еволюції.

Обгрунтування еволюції:

- Палеонтологія (вивчає сліди давньої життя в гірських породах);

- Порівняльна ембріологія (рекапітуляція - по Геккелю «онтогенез повторює філогенез» - явище: організм у своєму індивідуальному розвитку проходить стадії, що повторюють еволюцію всього виду).

- Природна класифікація (заснована на структурних властивостях організмів);

- Селекція (модель еволюції).

В даний час прийняті фактори еволюції:

- Мутації (домінантні і рецесивні);

- Флуктуації чисельності особин;

- Ізоляції;

- Природний відбір (рушійний, стабілізуючий, дезруптівний - загибель при різкій зміні умов).

Еволюція не завжди йде з ускладненням. Наприклад, бактерії зберігаються завдяки спрощенню.

Етапи біохімічної еволюції (за А. І. Опаріну) (теорія абіогенного походження життя):

1) перехід води в рідкий стан, освіта атмосфери та гідросфери;

2) утворення органічних сполук у первинному океані;

3) утворення білкових структур;

4) об'єднання коацерватів (при злитті гідрофільних комплексів);

5) освіта гідрофобних ліпідних кордонів;

6) поява механізму саморегуляції;

7) поява механізму самовідтворення при виникненні генетичного коду.

За А.І. Опаріну: «Перехід до живого здійснюється, коли на зміну змагання у швидкості зростання приходить боротьба за існування».

Етапи космобіологіческой еволюції:

- Великий вибух;

- Випромінювання + речовина;

- Галактики, Всесвіт;

- Планети;

- Первинна атмосфера;

- Вторинна атмосфера, гідросфера;

- Утворення органічних речовин, амінокислот;

- Коацерватние краплі;

- Природний відбір, мутації;

- ДНК, РНК;

- Білок.

Концепції походження життя.

1. Генобіотіческая гіпотеза - стверджує первинність виникнення молекулярної системи з властивостями генетичного коду (ймовірність самовознікновенія 10-2000)

2. У рамках концепції біохімічної еволюції - можна виділити три етапи переходу неживе-живе:

1) синтез вихідних органічних сполук з неорганічних в умовах первинної атмосфери Землі; (У 1953 р. С. Міллер експериментально довів можливість такого синтезу).

2) синтез біополімерів з органічних сполук;

3) самоорганізація складних органічних сполук, що завершується утворенням клітки.

Відповідно до концепції біохімічної еволюції основні умови виникнення життя:

- Наявність певних хімічних елементів;

- Наявність джерел енергії;

- Відсутність газоподібного кисню (окисної середовища);

- Нескінченно великий час.

Щорічно рослини утворюють до 150 млрд. тонн органічних речовин і запасають до 10 15 кДж енергії Сонця.

3. Коацерватная гіпотеза (Опаріна-Холдейна) - вирішальна роль належить білкам. Через амфотерности (виявляють властивості і кислот та основ) вони здатні притягувати молекули води, утворюючи гідрофільні колоїдні комплекси. При їх злитті утворюються коацервати, здатні рости і ділитися. У первинному океані відбувалися автокаталітіческіе реакції (типу реакції Бєлоусова-Жаботинського).

4.Теория передбіологічній еволюції:

- Життя виникло на Землі з неживих (мінеральних) форм;

- Життя - спрямований вектор еволюції від неживого до живого;

- Грань неживе-живе дуже різка, життя нестійка;

- Живе з неживого - подія малоймовірне.

5. Панспермия - гіпотези позаземної природи життя:

- Життя є породженням Космосу і отримала розвиток на Землі;

- Принцип Пастера-Реді «живе тільки від живого»;

- Життя - не таке вже й рідкісне подія у Всесвіті;

- Життя - стійке освіту;

- Джеймс Джинс - «життя це цвіль на поверхні небесних тіл».

6. Креаціонізм - гіпотеза божественного творіння життя.

Загальноприйнятою можна вважати концепцію біохімічної еволюції.

Лекція 15. Феномен людини

Походження людини.

У середині 18 століття К. Лінней поклав початок наукового уявлення про походження людини.

У 1871 р. Ч. Дарвін «Походження людини і статевий відбір» запропонував теорію антропосоціогенезу:

• тваринне походження людини;

• сучасні людиноподібні мавпи представляють собою бічні гілки його еволюції.

Людина - не тільки біологічне, а й соціальна істота. Його походження не можна звести до дії виключно біологічних факторів.

Праця - загальне підставу людського буття і критерій розмежування людини і його предків. Це надбиологического, соціокультурний чинник еволюції людини.

Абіотичні передумови антропосоціогенезу:

- Геологічні процеси (зледеніння й потепління, сейсмічна і тектонічна активність, інверсії магнітного поля, зміна рівня радіації);

- Географічні передумови (зміна обриси материків і морів);

- Космічні фактори (ритми сонячної активності, вплив космічних променів);

- Фізико-хімічні чинники (склад атмосфери, радіаційний фон);

Прабатьківщина людства - приекваторіальних частину Східної Африки.

Біологічні передумови:

- Людина - в загоні приматів (бл. 200 видів з більш ніж 4000 видів ссавців);

- 4 види антропоїдів (людиноподібних мавп) - шимпанзе, горила, орангутанг, гібон (ДНК споріднені, максимальну схожість - з шимпанзе - 91% генів).

Основні шляхи перебудови тілесної організації гомінідів (сімейство загону приматів, до якого входять антропоїди і людина) у напрямку олюднення (гомінідний тріада):

• прямоходіння;

• розвиток руки;

• розвиток мозку.

Наслідки прямоходіння: вивільнення передніх кінцівок і перетворення їх у руки; розширення поля зору та вдосконалення форм сприйняття дійсності.

Найближчі попередники людини - австралопітекових - прямоходящие ссавці.

Особливості еволюції мозку гомінід (у плейстоцені):

- Макроеволюція відбувалася дуже швидко;

- Феноменальні наслідки - поява психіки.

Гіпотези, що пояснюють відмінність людини від інших тварин:

- Людина виникла через те, що його предки були падальщики;

- Людина стала людиною через життя у воді (ікспітек);

- Мутації в клітинах головного мозку гомінід викликані жорсткими випромінюваннями;

- Мутації мозку через інверсій магнітного поля;

- Поява мутанта серед гомінідів через теплового стресу;

- Втрата волосяного покриву пов'язана з появі підшкірного жиру, соціальними тенденціями (впізнаваність);

- Основний фактор - спілкування між особинами (а не праця) - Т. Пратчетт.

Основні етапи біологічної еволюції людини:

Австралопітекових гомо хабіліс (людина уміла) пітекантроп синантроп гейдельбергська людина кроманьонскій чоловік.

До часу появи кроманьйонців (копалин людей сучасного виду) вирішальну роль стали грати не фактори біологічної еволюції, а чинники соціального розвитку (праця, мова, організація спільного життя в суспільстві). Біологічна еволюція по суті припинилася.

Періоди соціальної та культурної еволюції:

- Палеоліт (давній кам'яний вік) (2-3 млн. - 10 тис. років до н.е.) - від Homo habilis до Homo sapiens (людина розумна);

- Неоліт (новий кам'яний вік) (8 - 3 тис. років до н.е.) перехід від привласнюючого господарства (збиральництво, полювання) до виробничого (скотарство, землеробство);

- Бронзовий вік (4 - 1 тис. років до н.е.) (бронзові сплави Cu з Sn, Al, Be, Pb і ін)

Неандертальці - півмільйона років існували, але були знищені кроманьйонцями ок. 30 тис. років тому. Люди іншого виду. Генетично не споріднені сучасній людині. Мали власну культуру.

Природа і сутність людини.

Природа людини носить космобиопсихосоциокультурный характер, являє собою сукупність граничних можливостей і обмежень.

Сутність людини - частина його природи, яка надає їй незавершений характер. Суть полягає в потенційній можливості людини стати власне людиною.

Людська свідомість. Психіка. Уява, пам'ять. Творчість.

Відображення - відтворення у стані відбиває системи особливостей відбиваної. Загальна властивість матерії. Форми відображення: у механіці - речовинно-енергетичні; в кібернетиці - інформаційні; в біології - біологічні (подразливість, чутливість - відображення у вигляді відчуттів). Відчуття, сприйняття і уявлення - форми відображення, об'єднані психікою. Психіка властива і тваринам.

Властивості психіки:

1) оперування уявними образами і поняттями;

2) пізнавальна здатність, заснована на проникненні в структуру миру і побудова моделі світу;

3) здатність до дотримання або недотримання моральних норм, руйнування і саморуйнування;

4) самопізнання і рефлексія, які проявляються в здатності споглядати власне існування і усвідомлювати смерть.

Свідомість - вища форма відображення, існує тільки у людини. Основа - логічне мислення. Узагальнене і опосередковане відображення дійсності в абстрактних поняттях. Абстрактне мислення і мова - відміну людської свідомості від психіки від сигнальної системи тварин.

Людина - суб'єкт мислення; мозок - орган мислення; мова (мова) - матеріальна основа мислення; поняття - одиниця мислення; слово - матеріальний носій поняття.

Внутрішній світ людини (мікрокосм) дуже складний, включає в себе правопівсферні і левополушарной свідомості, уяву і мрії, мрії і пам'ять, творче мислення і медитацію, сфери свідомого і несвідомого, інтуїцію та ін, пізнавальні процеси, цінності та психологічні установки.

Феномен пам'яті - соціоприродних, складний за структурою.

Види пам'яті: індивідуальна, популяційна, мовна, соціальна. Події зовнішнього світу в пам'яті людини можуть «згортатися» в часі, що дає мозку можливість створення моделі потрібного майбутнього, тобто здійснювати евристичну діяльність.

Людина за своєю природою є творчо-художнім істотою, але не завжди йому вдається розкрити всі свої можливості.

Психофізіологія людини. Роботи З. Фрейда і К. Юнга.

А. Г. Спіркін виділяє в структурі свідомості 3 основні сфери:

1) когнітивну (пізнавальну)

- Сенситивні пізнавальні здібності до відчуттів, сприйняття, уявленням;

- Раціональні пізнавальні здібності до формування понять, суджень, умовиводів.

2) емоційну (сфера потреб, інтересів і цілей)

- Елементарні емоції-відображення ситуацій у формі психічних переживань - голод, спрага і т.д.

- Афекти (лють, жах).

3) вольову (сфера мотивів, інтересів і потреб)

- Воля - здатність до досягнення цілей.

Концепція структури свідомості за К. Юнгом.

Гол. функція свідомості - адаптація. Дві фундаментальні установки: екстравертна (спрямована поза, на об'єктивну реальність) і інтровертна (спрямована всередину, на суб'єктивну реальність). Виділив чотири психічних функції, які проявляються як на свідомому, так і на несвідомому рівнях:

1) мислення - здатність інтелектуального пізнання і формування логічних висновків;

2) відчуття - здатність суб'єктивної оцінки;

3) відчуття - здатність сприйняття за допомогою органів чуття;

4) інтуїція - здатність сприйняття за допомогою несвідомого.

З. Фрейд увів поняття підсвідомості, створив теоретичну концепцію несвідомого (всієї сукупності психічних явищ і процесів, що лежать поза сферою розуму, неусвідомлюваних і не піддаються свідомому вольовому контролю), заснував психоаналіз, стверджував первинність несвідомого. У пізніх роботах «лібідо» - не просто сексуальний потяг, але вся сфера любові.

Модель суб'єктивності за З. Фрейдом:

«Воно» - «Id» - глибинний шар несвідомих потягів, діє за принципом насолоди;

«Я» - «Ego» - свідома сфера, за принципом реальності;

«Над-Я» - «Super Ego» (установки суспільства, культура, мораль) - виконує репресивні функції.

Архетипи за К. Юнгом:

- «Ego» - «Я»;

- «Персона» - зовнішня особистість, маска;

- «Душа» - внутрішня особистість (психічна установка по відношенню до внутрішнього світу, «Анімус» - у жінок, «Аніма» - у чоловіків);

- «Тінь» - негативні психічні переживання, агресивність;

- «Самість» - цілісність, єдність особистості (ідеальна особистість) - мета саморозвитку людини.

У гармонійного людини свідоме і несвідоме в рівновазі.

Лекція 16. Людина і Природа

Біоетика і поведінку людини.

Вплив психіки на соматичні процеси відомі давно (йога, дзен-буддизм, аутотренінг, гіпноз, віртуальна реальність).

Біоетика - складні поведінкові програми, притаманні всьому живому - природне обгрунтування людської моралі, форма захисту прав людини, в тому числі на життя, здоров'я, самовизначення свого життя.

Найважливіші заборони (у природі - для збереження виду):

- Не убий свого;

- Не нападай без попередження;

- Не бити того, хто прийняв позу покірності;

- Перемога з тим, хто має рацію.

До 1960 р. склалася концепція групи тварин як системного цілого, де, з одного боку, мають місце поведінкові реакції індивідуального егоїзму, з іншого - протосоціальние альтруїстичні форми поведінки.

Там, де існує можливість збереження і передачі індивідуальних генів, переважають егоїстичні форми поведінки, а в обставинах, де намагання кожної особини зберегти індивідуальні гени ставить під загрозу фізичне існування всієї групи, спрацьовують альтруїстичні поведінкові реакції. «Норми» поведінки виникають з метою забезпечення збереження генотипу популяції.

Людина та її місце в Природі.

Людську особистість визначають потреби. Піраміда потреб А. Маслоу (США):

Сенс життя - в ​​максимально повному розвитку талантів і здібностей (творчості).

«Memento mori» - «пам'ятай про смерть» - висловлювання римських філософів-стоїків.

У кожній людині є егоїзм (все для себе) і альтруїзм (все для інших).

Біосфера і космічні цикли.

Концепція коеволюції (взаємодоповнення живих систем і неживої матерії). Спільна еволюція людини і біосфери в цілому.

Різноманіття живих організмів - основа організації та стійкості біосфери. Елементарна комірка біосфери - біогеоценоз. Біосфера - особливий рівень організації живої матерії.

Еволюція біосфери - процес самоорганізації у відкритій нерівноважної системі планетарного масштабу.

Джерело енергії - Сонце. Малі космічні фактори - головні джерела значних періодичних змін у кліматі планети і в біосфері - варіації земної орбіти і нахилу земної осі, цикли сонячної активності (11-річні), сонячний вітер, космічні цикли. Сонячно-земні зв'язку.

А.Л. Чижевський - зробив висновок про вплив періодів сонячної активності не тільки на біологічні, але і на соціальні процеси на Землі.

Валеологія: поняття, основні завдання.

(Від лат.valeo-бути здоровим) поняття ввів Н. І. Брехман в 1980 р. - нова галузь знань.

Наука про закони формування, збереження та розширення життєвого потенціалу кожної людини.

Розглядає людину як космопланетарних феномен на всіх рівнях її буття, як освоєних раціонально, так і трансцендентальних.

Завдання: вивчення природи здоров'я (валеогенез), причин, чинників та механізмів здоров'я. Проектує сьогодення в майбутнє.

Медицина вивчає етіологію (причини) захворювань, профілактику та лікування. Проектує сьогодення в минуле.

Гасло валеології: не лікувати, а вчити бути здоровими. Хвороба - психологічний захист, втеча людини від травмуючої ситуації. Світ і людина в ньому раціональні і ірраціональні, не можуть бути пояснені тільки раціонально-логічно.

Сучасне вчення про ноосферу.

Едуар Леруа (ле Руа) - в 1927 р ввів поняття ноосфери (сфери розуму) для характеристики сучасної геологічної стадії розвитку біосфери.

П. Тейяр де Шарден - французький палеонтолог - прийшов до думки про можливу появу в майбутньому якогось колективного людської свідомості, яке буде контролювати напрям еволюції. (За В. І. Вернадського - коеволюції людини і біосфери).

Для В.І. Вернадського перехід до ноосфери означає реконструкцію біосфери в інтересах мислячої людини як єдиного цілого. Збалансоване співіснування в ноосферу передбачає управління біогеохімічними циклами. Він вважав ноосферу історично неминучою формою розвитку біосфери. Розглядав думка як планетне явище.

У період переходу біосфери до ноосфери проявляється потужний геохімічний фактор, як постійне збільшення кількості зеленого живої речовини через інтенсифікації землеробства. У результаті діяльності людини швидше з'являються нові види.

Лекція 17. Концепція універсального еволюціонізму

Самоорганізація в живій і неживій природі.

Самоорганізація - основа еволюції життя, джерело і основа еволюції будь-яких систем.

У термодинаміці еволюція йде в напрямку збільшення ентропії, а в біологічних системах - навпаки. Протиріччя! Дозвіл протиріччя - у понятті відкритих систем.

Ці та інші дослідження показали, що самоорганізація властива не тільки живий, але і неживої матерії.

Єдність еволюційних процесів у природі - живий і неживий - і суспільстві виражається поняттям коеволюція.

Єдиної теорії самоорганізації поки не існує.

Кібернетика і синергетика.

З'явився новий системний підхід до вивчення організації, динамічної стійкості, що самоорганізуються, виникнення нових системних якостей.

Системний підхід.

Напрямок методології наукового пізнання та соціальної практики, в основі якого лежить розгляд об'єктів як систем.

При системному підході об'єкти дослідження розглядаються як елементи деякої цілісності або системи, пов'язані між собою певними відносинами, які утворюють структуру системи. У результаті взаємодії цих елементів загальні цілісні властивості системи будуть якісно відрізнятися від властивостей складових її елементів і не зводяться до їх суми. Такі властивості називаються емерждентнимі.

Одна з ознак системи - ієрархічна організація.

Загальний прийом системного методу - математичне моделювання.

Фундаментальна роль системного методу полягає в тому, що з його допомогою досягається найбільш повне вираження єдності наукового знання.

Редукція - зведення одних теорій до інших. Редукціонізм - наукова концепція, протилежна системному підходу. Але закономірності складних систем не можна пояснити за допомогою пояснення властивостей складових частин (через емерджентності). Філософія позитивізму - пріоритет аналізу і редукції (ціле шляхом аналізу частин).

Холізм - одностороння концепція - пріоритет цілого над частиною. (Придушення особистості суспільством).

Системний підхід - синтез і антіредукціонізм. Система виникає при взаємодії певних частин, з'являються інтегральні властивості системи. Частини впливають на ціле, а ціле - на частини. Аналіз і синтез.

Антропний принцип. Принципи універсального еволюціонізму.

Разом з поданням про коеволюції - складові еволюційно-синергетичної парадигми. Природознавство з ціннісно-нейтрального знання перетворюється на аксіологічних орієнтоване, що припускає введення етичних, естетичних тощо норм в наукове дослідження.

Біоенергоінформатіка - новий науковий напрям, в концепції якого міститься уявлення про Всесвіт як про живу системі, цілісному організмі.

Людина - не тільки спостерігач, а природна частина Космосу, що сприймає його не тільки раціонально, але і чуттєво - через Дух і Душу. Вся наша планета - єдиний розумний цілісний організм, в якому всі частини взаємопов'язані.

Антропний (антропоцентриського) принцип: Всесвіт така, якою ми її бачимо, оскільки ми існуємо в ній (Г. М. Ідліс, 1958 р.)

До 1982 р. антропний принцип пов'язаний зі світовими, фундаментальними константами: (e, hc, G, mp). Нелінійність властива не тільки майже всім фізичним процесам, а й глобальним - екологічним, політичним і т.д.

Природно-наукові проблеми збереження навколишнього середовища.

Екологія - наука про відносини між спільнотами живих організмів між собою і з навколишнім середовищем. У 1866 р. поняття ввів німецький біолог Е. Геккель.

3 основні ієрархії живого:

- Клітинна (молекула - молекулярний комплекс - клітинна структура - клітина);

- Екологічна (особина - популяція - біогеоценоз - біосфера);

- Людська (людина - колектив - суспільство - людство).

Екосистема-те ж, що і біогеоценоз.

Типи екосистем:

1) природні, що залежать тільки від енергії Сонця;

2) природні, рухомі Сонцем, що одержують енергію не тільки від Сонця, а й інших джерел (припливи, річки і т.д.)

3) природні, рухомі Сонцем і одержують енергію від викопного палива (нафта, кам'яне вугілля тощо)

4) сучасні індустріально-міські системи, що використовують головним чином енергію викопного палива та радіоактивних речовин.

Головне завдання екології - пізнання закономірностей процесів у живій природі і вироблення методів управління цими процесами.

ГЛОСАРІЙ

Автотрофи - організми, які синтезують всі необхідні органічні речовини з неорганічних

Адрони - родина елементарних частинок, що беруть участь у сильній взаємодії (наприклад, протон і нейтрон)

Аксіологія - наука про цінності

Амінокислоти - клас органічних сполук, основний елемент побудови білків

Архетипи - універсальні структури людської психіки, які мають формальний характер і проявляються завжди у зв'язку з конкретним культурним змістом, елементарні структури колективного несвідомого

Біогенез - процес виникнення і розвитку біологічних систем

Біогеоценоз (чи екологічна система) - сукупність біотичних (живих) і абіотичних неживих) елементів, пов'язаних між собою обміном речовини, енергії та інформації

Біфуркація - розгалуження в траєкторії зміни стану системи в точці нестійкості

Валентність - здатність атома хімічного елемента з'єднуватися з іншими атомами, пов'язані з числом електронів на зовнішньому енергетичному рівні

Верифікація - емпіричне підтвердження, критерій перевірки теорії досвідом; введений неопозітівістов

Ген - матеріальний носій спадкової інформації, частина молекули ДНК

Генезис - походження, виникнення, розвиток

Геном - сукупність генів в одинарному наборі хромосом даної клітини

Генотип - сукупність всіх генів у хромосомі

Гетеротрофи - організми, які використовують для свого харчування готові органічні сполуки

Глюони - кванти сильної взаємодії між кварками

Гомеостаз - система підтримки динамічних параметрів організму

Гомініди - сімейство загону приматів, до якого входить і людина

Гравітаційний колапс - катастрофічне стиснення зірки під дією гравітаційних сил

Гравітон - квант гравітаційного взаємодії

Детермінізм - онтологічний принцип, який стверджує загальний характер причинності і загальну обумовленість подій

Дисипативні структури - новоутворені структури, що вимагають для свого становлення енергії навколишнього середовища

Дисипація - розсіювання енергії

Закон об'єктивна, необхідна, загальна повторювана і суттєвий зв'язок між явищами і подіями

Ізотопи - хімічні елементи з однаковим зарядом ядра і різною масою

Ізотропності - однаковість властивостей в усіх напрямках

Інваріантність - незмінність якої-небудь величини щодо зміни фізичних умов

Індетермінізм - онтологічний принцип, який заперечує загальний характер причинності

Інтровертний - звернений усередину

Каталізатор - речовина, що змінює швидкість хімічної реакції, але сама не бере участь в ній

Каузальність - причинність

Кварки - елементарні частинки з дробовим електричним зарядом, з яких складаються інші частинки, наприклад, адрони

Кібернетика - наука про складні системи з негативним зворотним зв'язком, наука про управління

Континуум цілісність, безперервна сукупність точок, чисел, фізичних величин

Корпускулярно-хвильовий дуалізм двоїстість природи мікрочастинок

Креаціонізм - теза про божественне створення світу і людини

Культура - сукупність всієї перетворювальної діяльності і продукти цієї діяльності

Ламаркізм - вчення Ж. Б. Ламарка, засноване на початкової доцільності реакції організмів на зміну умов середовища

Лептони - елементарні частинки, що не беруть участі в сильній взаємодії

Макроеволюція еволюційне перетворення за тривалий історичний період, що призводять до виникнення нових надвідових форм організації живого

Ментальність (менталітет) - стереотипи мислення і поведінки, властиві людям певної соціальної, історичної чи етнічної спільності

Метаболізм - обмін речовин

Метагалактика - вивчена в даний час частина Всесвіту

Мікроеволюція - сукупність еволюційних змін, що відбуваються в генофонди популяцій за порівняно невеликий період часу

Мутація - раптова зміна спадкових структур, викликане природним або штучним шляхом

Наукова революція - процес зміни науково-дослідних програм або парадигм наукового мислення

Ноосфера - сфера розуму, вища ступінь розвитку біосфери, область активного прояви людини

Нуклеїнові кислоти - ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти) і РНК (рибонуклеїнова кислота) - біологічно активні полімери, яким належить головна роль у синтезі білків і передачі спадкової інформації

Нуклони - загальна назва частинок, які у ядрі атома - протонів і нейтронів

Онтогенез - індивідуальний розвиток організму від народження до смерті

Організація - упорядкованість, що досягається зовнішніми по відношенню до системи факторами

Панспермия - гіпотеза позаземного походження життя

Пантеїзм - філософське вчення, яке стверджує тотожність природи і Бога

Парсек - одиниця вимірювання відстаней (паралакс-секунда), що дорівнює 3,26 світловим років

Популяція - сукупність особин одного виду, що має єдиний генофонд, одиниця еволюції

Прокаріоти - одноклітинні організми (віруси, бактерії, синьо-зелені водорості), позбавлені оформленого ядра

Проліферація - розростання системи шляхом «розмноження» її елементів

Редукціонізм - зведення складного до простого, складеного - до елементарного

Реліктове випромінювання - фонове космічне електромагнітне випромінювання, що збереглася від ранніх стадій еволюції Всесвіту

Самоорганізація - виникнення порядку з безладдя без керуючого впливу ззовні

Сапрофіти - організми (бактерії, гриби тощо), які харчуються залишками органічної матерії, що перетворюють органічні речовини на неорганічні

Сингулярність - початковий стан Всесвіту в теорії Великого Вибуху, що характеризується високим ступенем щільності речовини

Синергетика - теорія про самоорганізації відкритих систем

Синтез - в хімії - одержання складних сполук з простіших; в науковому пізнанні - метод дослідження об'єкта як єдиного цілого

Система - сукупність взаємодіючих об'єктів, які утворюють певну цілісність, в якій виникають властивості цілого, відсутні у її частин

Свідомість - цілеспрямоване відображення дійсності, на основі якого здійснюються психічні прояви, які піддаються контролю

Стохастичний - випадковий

Сцієнтизм філософсько-світоглядна позиція, яка розглядає науку як головний елемент культури, абсолютизує роль науки

Телеологія погляд, яка вважає що всякий розвиток є здійсненням заздалегідь визначених цілей

Трофічні зв'язки - харчові зв'язку в екосистемах

Фаги - доклеточний форми живого

Фальсифікація - емпіричне спростування, критерій перевірки наукових висловлювань через спростування досвідом, введений в критичному раціоналізмі

Фаталізм - світоглядна позиція, в якій все заздалегідь визначено

Фенотип - сукупність всіх зовнішніх ознак організму, обумовлений генотипом

Філогенез - процес становлення та розвитку систематичної групи організмів (виду)

Флуктуація - випадкове відхилення від «норми» - закономірного, звичного, «середнього» стану

Хромосоми - елементи ядра клітини, що містять гени. ДНК хромосом містить спадкову інформацію і транслює її новоствореним клітинам

Екосфера - сукупність всіх екосистем

Екстравертний - звернений у поза

Екстраполяція - перенесення властивостей і закономірностей однієї системи на інші

Ентелехія - у філософії Аристотеля цілеспрямоване активний початок, перетворює можливість у дійсність

Еукаріоти - організми, клітини яких містять добре оформлене ядро, відокремлене оболонкою від цитоплазми