Основы естествознания

В заключение этой главы скажем несколько слов о  концепции, возникшей в последней  четверти нашего века и ставшей своеобразным связующим звеном между мирами живой и неживой природы. Оказалось, что если от рассмотрения замкнутых систем многих тел перейти к рассмотрению открытых, то есть таких, которые тем или иным способом обмениваются энергией с окружающей средой, то возможно усиление флуктуаций, в результате которого в хаотической системе возникает упорядоченность, структура. Пожалуй, наиболее наглядным примером является образование перистых облаков. Облака - это мельчайшие частички жидкой воды или твердого льда, находящиеся в сложной системе воздушных потоков, и обычное кучевое облако, несмотря на опознаваемую форму (паттерн), структуры все же не имеет. Однако в определенных условиях она возникает, и появляются перистые облака с правильным чередованием равноотстоящих перьев. Это так называемый кооперативный эффект. Нечто подобное происходит и в такой непохожей системе, как лазер, где в результате кооперативного эффекта происходит согласованное излучение электромагнитных волн. С этой точки зрения процессы лазерной генерации были исследованы Г.Хакеном. И в случае фазовых переходов, сопровождающихся сменой симметрии, также играют роль кооперативные эффекты, и в химических реакциях особого рода. Такое совместное взаимодействие частиц с образованием структур получило название синергетики. 

Большой вклад  в исследование коллективных явлений  в открытых системах был сделан И.Пригожиным, разработавшим так называемую нелинейную динамику и доказавшим, что неравновесие в термодинамической системе  может быть причиной возникновения  порядка. Таким образом, налицо образование структур в неживой материи, то есть свойство, которое считалось присущим лишь живому веществу. Самоорганизация проявляется в форме гигантской коллективной флуктуации, поведение которой не может быть описано в рамках традиционной статистической физики. В состоянии такого перехода элементы системы ведут себя коррелировано, хотя до этого они пребывали в хаотическом движении. 

Наконец, Тома разработал теорию катастроф - скачкообразных изменений, возникающих в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий, - накопление мелких незначительных воздействий в конце концов вызывает лавинообразный срыв. Примером такого сорта явлений является накопление песка, высыпающегося тонкой струйкой на поверхность: сначала он просто рассыпается по ней, затем вырастает конус и в какой-то момент, когда количество песка в верхней части конуса превысит критическое значение, происходит обвал, а затем вновь наступает равновесие и накопление новой массы сверху. Эта теория дает универсальный метод исследования всех скачкообразных переходов, разрывов, внезапных качественных изменений.

Глава 6  

                                Ноосфера 

Геосфера и  биосфера; биогенный характер природы; цефализация; ноосфера. 
 
 

Материал этой главы было бы вполне уместно рассмотреть в любой из трех предшествующих глав. Основой его служит геологический и геохимический анализ земной поверхности с учетом взаимного влияния живой и неживой природы друг на друга. Происшедшая эволюция привела к возникновению такого биологического вида, как человек, ставшего мощным природопреобразующим фактором и начинающего теоретически (второй уровень отражения) осознавать свою роль в окружающем космосе. Выделение концепции ноосферы в отдельную главу кажется оправданным, благодаря тому, что в процессе своего развития эта концепция превращается из чисто естественнонаучной в мировоззренческую, философскую и поэтому смыкается с вопросами, затронутыми во Введении. 

Планета Земля, земной шар, представляет собой геологическое  образование, продукт астрофизических, физических и химических процессов, протекавших на протяжении нескольких миллиардов лет. Во второй и третьей главах вкратце упоминалось о том, как происходит формирование и развитие планет и, в частности, Земли. Минералогическая эволюция на нашей планете (см. главы 3-4) изучена достаточно глубоко, что позволяет установить закономерности распределения вещества ее недр на различных уровнях. Имеет смысл, однако, отдельно рассмотреть сначала часть нашей планеты, связанную с процессами жизнедеятельности разнообразных существ. Впервые это было сделано в конце ХIХ века В.В.Докучаевым, создавшим науку о почве. Почва - самостоятельное естественно-историческое тело природы, объединение приповерхностных процессов, связывающих в одно целое горные породы, рыхлые отложения, циркулирующие в них воды, произрастающие на них растения и гумусированные их остатки (плодородный перегной), населенные микроорганизмами. Взгляды Докучаева были восприняты и развиты В.И.Вернадским, создавшим в начале ХХ века учение о биосфере, раскрывающее огромную роль микроорганизмов, растений и животных в перемещении химических элементов в земной коре. Понятие биосфера шире, чем понятие почва, поскольку помимо последней включает в себя и тропосферу с прилегающей нижней стратосферой, и океаны, моря и другие водоемы, и верхние слои литосферы земного шара, и населяющие все эти области живые существа от простейших бактерий до человека - в общем все, что так или иначе связано с жизнью и продуктами жизнедеятельности. По мере развития экспериментальных средств определения возраста горных пород (радиоуглеродный метод) следы жизни обнаруживались на Земле все раньше и раньше. Сообщества микроорганизмов встречаются в породах, имеющих возраст порядка 4 млрд. лет. Это дало Вернадскому возможность прийти к выводу, что возраст существования жизни на Земле сравним с геологическим возрастом нашей планеты. Вопрос, таким образом, состоит в том, не предшествует ли жизнь как явление самому возникновению нашей планеты. Вернадский утверждает, что время существования планеты совпадает со временем существования на ней жизни. Несмотря на многолетние целенаправленные усилия, до сих пор не удалось получить живое из неживого, в то время как число примеров происхождения неживого из живого возрастает. Не только атмосфера Земли, сложившаяся в результате процессов фотосинтеза у растений, но и горные породы, и ископаемые (а возможно, и гидросфера) - есть продукт биосферы, результат жизнедеятельности растений, бактерий и животных. Таким образом, можно говорить о биогенном характере окружающей нас природы. Вернадский полагал жизнь космическим явлением, ее зародыши привносились на Землю извне постоянно, но укрепились и получили мощное развитие на Земле лишь тогда, когда на ней сложились благоприятные условия. Вместе с тем, вся геологическая история Земли протекала при участии и под воздействием биогенных факторов. 

Между тем, биологическая  эволюция, как мы ее себе представляем, имеет выраженное направление, обусловленное  усложнением возникающих живых  структур. Наиболее ярко это проявляется в изменениях нервной системы, приведших к возникновению такого сложного устройства, как головной мозг. Еще в конце прошлого века Дж.Дана говорил о цефализации в процессе эволюции. Как уже говорилось, мозг человека является наиболее сложной из всех известных систем. Человек и человечество выделяются из всей остальной биосферы и приобретают характер самостоятельного феномена. Создание новых культурных видов растений и животных, преобразование окружающей среды в своих целях имело и имеет огромное, фактически геологическое значение для биосферы. Таким образом, для характеристики современной геологической стадии развития биосферы можно говорить о ноосфере, то есть сфере разума. Масса биологического вида Homo Sapiens в целом ничтожно мала не только по сравнению с массой всей биосферы, но и по сравнению с массой всех остальных живых существ. Однако роль этого вида как природопреобразующего фактора огромна. П.Тейяр де Шарден определил ноосферу как одну из стадий эволюции мира, а движущей силой эволюции он считал целеустремленное сознание. Вернадский же полагал сознание лишь закономерным результатом развития биосферы. Вне зависимости от того, считать ли воздействие сознания на природу целеустремленным или полагать его возникшим в результате закономерностей эволюции, однажды возникнув, оно оказывает неустранимое и все возрастающее воздействие на биосферу вследствие трудовой деятельности человека. Уже на наших глазах это воздействие становится решающим. Недаром вопросы экологии и охраны окружающей среды сегодня являются важнейшими, не говоря уже о том, что достижения разума (?) привели к возможности практически мгновенного уничтожения жизни на планете. Основной тезис Вернадского состоял в том, что на определенном этапе развития биосферы она трансформируется в ноосферу, и человеческая цивилизация должна принять на себя ответственность за дальнейший ход эволюции космического типа: интеллект, а не естественная стихия должны управлять дальнейшей судьбой мира, в котором живет человек. 

Вытекающие отсюда важнейшие вопросы этики и организации трудовой деятельности человечества не являются предметом данного курса. Говорить о "плановом развитии" человеческого хозяйства в космических масштабах, по-видимому, преждевременно. Важно, однако, подчеркнуть ту роль теоретического познания, которая неизбежно проявит себя в процессе дальнейшей человеческой истории. В зависимости от того, какие естественнонаучные концепции будут полагаться в основу наших знаний о природе, а, значит, и в основу дальнейшей как познавательной, так и практической деятельности человека, направление дальнейшего развития человеческой цивилизации будет тем или иным. Сознание, осознавшее собственное могущество, могущественно вдвойне.

Литература  
 
 

1. Анфилов Г.  Бегство от удивлений. М.:Дет.лит., 1974 

2. Вернадский  В.И. Собр.соч., М.,1995. 

3. Грин Н., Стаут  У., Тэйлор Д. Биология. М.:Мир, 1990. 

4. Докинз Р.  Эгоистичный ген. М.:Мир, 1993. 

5. Ичас М. О  природе живого: механизмы и смысл.  М.:Мир, 1994. 

6. Лима-де-Фариа  А. Эволюция без отбора. М.:Мир, 1995. 

7. Кауфман У.  Планеты и луны. М.:Мир, 1982. 

8. Кемп П., Армс  К. Введение в биологию. М.:Мир, 1988. 

9. Кун Т. Структура  научных революций. М.:Прогресс, 1977. 

10. Купер Л.  Физика для всех. М.:Мир, 1974. 

11. Никифоров  А.Л. Философия науки: история и методология. М., 1998 

12. Пайерлс Р.Е.  Законы природы. М.,1962. 

13. Поппер К.  Логика научного открытия. М.,1994. 

14. Пригожин И.  От существующего к возникающему: время и сложность в физических  науках. М.:Наука, 1985. 

15. Рузавин Г.И.  Концепции современного естествознания. М.:Культура и спорт, 1997 

16. Сипаров С.В.  Телеология эволюции. Silentium N3, СПб, 1996. 

17. Сипаров С.В.  Физический мир как функция  сознания наблюдателя. Размышления  о хаосе. СПб, 1997. 

18. S.V.Siparov. Inversion in the cognition process and the reorganization of human personality. Proc.Conf."The Concept of Nature in Science and Theology". Munich, 1994. 

19. S.V.Siparov. Conventional character of physical theories. Proc.Conf. "Physical Interpretations of Relativity Theory". London, 1996. 

20. ТарлингД., Тарлинг  М. Движущиеся материки. М.:Мир, 1973. 

21. Тэйлор Э., Уилер Дж. Физика пространства-времени.  М.:Мир, 1971. 

22. Уотсон Дж. Двойная спираль. М., 1969. 

23. Фейнман Р.  Лекции по физике. М.:Мир, 1967. 

24. Фейнман Р.  Характер физических законов. М.:Мир, 1968. 

25. Хакен Г.  Синергетика. М.:Мир, 1985. 

26. Чернин А.Д.  Звезды и физика. М.:Наука, 1994. 

27. Шкловский  И.С. Вселенная, жизнь, разум.  М.:Наука, 1987. 

28. Шкловский  И.С. Звезды: их рождение, жизнь,  смерть. М., 1984. 

29. Шредингер  Э. Что такое жизнь: с точки  зрения физика. М.:Атомиздат, 1972. 

30. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М.:Наука, 1965.