Доклад: Проблема сущности живого и его отличия от неживой материи. Живая материя реферат

Реферат - Заключение. Живая материя

Исторические корни понятия «живая материя» уходят в глубокую древность. Есть и его точный философский термин – гилозоизм (от греч. hyle – вещество и zoe – жизнь). Но в этом учебном пособии, написанном для современных - будущих или уже действующих - инженеров-физиков, авторы старательно избегали углубления в информационную бездну имеющихся гуманитарных подходов к материи, ограничивая себя упоминанием основных, самых необходимых, фактически обиходных терминов современной культуры. Нам важно настоящее, нынешнее состояние дел в понимании материи. Поэтому термин «живая материя» имеет здесь в качестве своего основного, естественного смысла попросту дальнейшее развитие (саморазвитие) понятия материи. Наше Заключение - попытка заглянуть в ближайшее будущее понятия материи, будущее, которое делается сегодня и сейчас.

^ Голографическая Вселенная

Квантовая мораль. Поясним теперь философский, глубинный подтекст понятия «живая материя» и связанной с ним «квантовой» морали.

Живая клетка – типичный образец живой материи, построенной из атомов. Всё известное нам атомарное живое построено из одной, нескольких или многих клеток, которые обладают удивительной способностью к размножению.

Размножение живого – совокупность протекающих на микро- и макроуровне процессов, в результате которых получается объект, похожий на исходный, но чем-то от него отличающийся. Отличие может быть самым минимальным, но оно всегда есть, всегда заметно, и всегда направлено в сторону улучшения нарождающегося поколения потомков по сравнению с их родителями. Улучшения не отдельного конкретного индивидуума – здесь возможно всякое, а всего нового поколения. В этом состоит отличие чудесного размножения живого – саморазмножения – от размножения «неживого» - «штамповки».

При штамповке штампующим (штампом) всегда ставится цель не иметь никаких заметных изменений, а если они появляются, то, как правило, признаются вредными и штамповка прекращается. Отсутствие заметных изменений порождает одно-единственное поколение – продукт штамповки. Для смены свойств продукта штамповки (поколения) нужен другой штамп.

Саморазмножение и штамповка – две главных формы умножения (размножения) числа материальных объектов в природе. Иногда эти формы размножения почти неотличимы друг от друга. В этом уже состоит условность разделения живого и неживого. Но в целом полагают, что живое порождает свои изменяющиеся формы, неживое – формы неизменные.

Яркий пример природной штамповки - рождение (возникновение) элементарных частиц при их соударениях (ч.2). В живых формах таково саморазмножение молекул ДНК. Рождение вирусов – тоже яркий пример штамповки в живой материи. Отсюда споры биологов – считать ли живой вирусную форму существования материи.

При туннелировании микрочастиц, как и вообще при всех квантовых (описываемых только квантовой физикой) перемещениях, тоже имеет место своеобразная штамповка - с уничтожением исходного «штампа» (родителя) при рождении его продукта – точно такого же «штампа», но, как правило, в другом месте пространства-времени. Эта сугубо квантовая возможность пространственных перемещений открыта философами уже в глубокой древности и названа ими реновацией.

Благодаря изменениям при размножении любая форма живой материи, во-первых, понижает вероятность своего уничтожения (как формы) и, во-вторых, имеет шанс приспособиться к любым новым угрозам возможного уничтожения.

Жизнь с её размножением – это постоянная реновация живого из настоящего в будущее.

Материалисты – механицисты («механики») полагают, что клетка является частным видом самовоспроизводящегося атомно-молекулярного автомата с молекулярным компьютером. Автомат создаёт свою «почти» идентичную копию в соответствие с заложенной в него программой.

Размножающиеся автоматы неизбежно конкурируют в борьбе за необходимую им для размножения атомно-молекулярную материю. Размножение, конкуренция и наследуемые изменения автоматов, от поколения к поколению лучше и лучше приспосабливающихся к условиям своего выживания – основа дарвиновской биологической эволюции, с энтузиазмом воспринятая в ХIХ веке материалистами-«механиками».

С появлением мозга – специализированного «личного» компьютера самовоспроизводящегося автомата, вероятность его выживания возросла. Поэтому на сакраментальный вопрос Э. Шрёдингера: "Что такое жизнь с точки зрения физика"? – современные «механики» дают и такой устраивающий их ответ: это работа самовоспроизводящегося автомата, конкурирующего с другими автоматами за ресурсы, необходимые им для размножения.

Современные «механики», даже если они профессионалы в квантовой физике (обычно это прикладники-математики), всё равно постоянно видят всю материю разорванной, разделённой на части. Отделённые друг от друга части у них функционируют почти независимо. Живые организмы (не говоря уже об элементарных частицах) они тоже рассматривают разделёнными. Люди у них – это индивиды, индивидуумы, личности, конкурирующие, борющиеся друг с другом за ресурсы.

Типичное доквантовое агрессивное мышление, с вытекающей отсюда эгоистической моралью.

А что привносит в души людей глубокое понимание не столько формул квантовой физики, сколько её философия - декларируемая современной наукой всеобщая квантовая взаимосвязь и её следствие - квантовая мораль?

Гармонию и спокойствие.

Идёт вселенский мировой процесс, в котором участвуют абсолютно все. И все влияют друг на друга. В том числе – и поглощая ресурсы, которые могли бы принадлежать вам или мне. Как и вы постоянно поглощаете то, на что уже открыл рот я или кто-то другой.

Вывод квантовой морали очевиден:

Поглощать нам нужно как можно меньше материального, атомно-молекулярного. Тогда мы реже будем обижать других, а другие будут реже обижать нас - обиды и связанные с ними конфликты угнетают нашу естественную способность (и даже страсть) к познанию.

Одно только познание и может быть безмерным и беспредельным. Познавая мир, поглощая пищу духовную, мы, во-первых, никого не обделяем, а, во-вторых, в результате приобретения новых знаний можем кое-кого спасти. Возможно, что и самого себя.

Знание замещает эгоизм в душах познающих мир людей альтруизмом и порождает душевную Благодать.

Что толку от конкуренции бактерий в луже, если их лужа высыхает?

Друг Николы Теслы миллиардер Джон Пирпонт Морган в 1913 г. умер от рака, страдая в своих шикарных нью-йоркских апартаментах, завешанных живописными шедеврами – душевными плодами его многотрудной жизни. Страдал Морган ничуть не меньше, а даже больше, чем какой-нибудь бедный клерк, умиравший в своей скромной квартирке в кругу близких, которые могли своим присутствием облегчить его страдания. Если, конечно, друзей, родных и близких он считал своими шедеврами, плодами своей жизни и своего собственного развития (в средневековых цехах Франции шедеврами называли «выпускное» произведение ученика-ремесленника, претендовавшего на звание мастера).

Тесла не мог вылечить Моргана, и больной, раздраженный, обиженный на жизнь Морган в свои последние годы жизни уже не одобрял и не поддерживал материально идеи своего гениального друга-сумасброда. Хотя Морган считал себя христианином, в душе своей он был материалистом – «механиком». Устранял своих конкурентов грубо и жестоко. Судя по всему, Морган очень не любил русского царя Николая Романова, который тоже был христианином, но совсем не был «механиком». И всю свою жизнь Морган подсовывал романовской России террористов, войны и революции.

Родившийся в православном славянском мире элегантный и во всём гениальный Никола Тесла не стал вполне американским шедевром именно потому, что в эпоху механики и электромеханики он не был вполне «механиком», а в эпоху становления квантовой физики он, наоборот, был объявлен «механиком» и о нём, фактически, забыли.

Родившийся на десять лет позже Теслы на другом краю того же славянского мира полуграмотный и диковатый Григорий Ефимович Новых (Распутин) стал русским шедевром именно потому, что в эпоху механики он совсем не был «механиком», а в эпоху становления новой, квантовой физики был убит (вместе с «классической механикой»).

Россия вообще никогда не любила «механики». Лобачевский с Ломоносовым – интеллектуальные бунтари, жившие в период расцвета механики и «механиков» - тому примеры.

Увы, по закону отрицания отрицания всё живое рождается вместе с причинами своей гибели и живёт, эту гибель отрицая познанием и изменениями, соответствующими новым знаниям. Живая человеческая материя развивается, заботясь о своём разнообразии – необходимом условии выживания. И при этом рядом с нами с железной необходимостью всегда живёт какой-нибудь «террорист», жаждущий «нашей крови» - болезнь, жадность, лень, нищета, разврат, жестокость, глупость, безграмотность, эгоизм, лесть, тщеславие, самодовольство, старость.

^ Психологическая физика. Лучшие, самые одарённые квантовые физики мира, едва осознав физическую и философскую суть Всеединства, активнейшим образом сотрудничали с психологами. Потому что перед ними раскрывалась явная связь человеческого сознания с мироустройством: волновые ψ-функции Шрёдингера и матрицы Гейзенберга – Паули - Дирака, замечательно дополняя друг-друга, были чисто ментальными математическими объектами, которые описывали мир, но сами никоим образом не моделировались никакими объектами или образами этого мира, кроме объектов сугубо ментальных, абстрактных, математических.

Эрвин Шрёдингер совсем не случайно выбрал именно греческую букву «пси» - первую букву слова «психика» - для обозначения своих ментальных волн – решений волнового уравнения Шрёдингера.

На опустевшее место мировой среды - эфира - «отца» привычной материи «механиков», теперь явно претендовало обычное человеческое сознание.

Выдающийся физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии 1945 г. Вольфганг Паули и ученик Зигмунда Фрейда, всемирно известный психолог – мистик Карл Густав Юнг – исторически первый пример такого поразительного сотрудничества физики и психологии.

Физик Дэвид Бом и нейрофизиолог Карл Прибрам – второй выдающийся пример этого же рода. Бом и Прибрам уже нашли для себя подходящую модель функционирования мозга и Вселенной – голографию. Они образно мыслили Вселенную как нелокальную голограмму, моделью которой является человеческий мозг.

Мозг можно рассекать скальпелем (во время войн это в больших количествах и совершенно безжалостно делают пули и осколки снарядов), а человек при этом зачастую не теряет  практически никаких своих способностей и ничего не забывает – остаётся самим собой! Из этого факта нейрохирурги сделали три вывода:

Сознание человека охватывает весь мозг – любой его участок способен работать на это единое целое.

В любом участке мозга могут присутствовать все функции сознания.

Сознание человека выходит за пределы его мозга – материя мозга каким-то образом подключается ко всей Вселенной. 

Квантовая физика с её волнами де Бройля, соотношениями неопределённости Гейзенберга и знаменитой волновой ψ-функцией Шрёдингера показала, что материальная вселенная может обладать свойствами, похожими на ментальные свойства – свойства сознания. Если это так, то не является ли вселенная аналогом мозга, а мозг – аналогом Вселенной, притом во Вселенную же и встроенным? К этому времени уже подоспела реализация старой идеи оптической голографии венгра Денниса Габора, нобелевского лауреата 1971 г. Лазеры уже изумляли публику голографическими чудесами, создавая парящие над фотопластинкой – голограммой объёмные цветные изображения разнообразных предметов. Вокруг этих парящих (левитирующих) предметов (точнее – их сотканных светом копий) можно было ходить, за эти изображения можно было заглядывать как за самые настоящие предметы и чётко видеть их новые грани. Нельзя было только эти предметы пощупать – пальцы «Фомы неверующего» беспомощно шевелились в воздухе, поскольку «Фома» имел дело не с реальным предметом, а с его «привидением» - голографическим изображением. Впечатляло и то, что голограмму предмета (обычно - фотопластинку) можно было разбить, поцарапать или закрасить, оставив от неё маленький кусочек, а голографическое изображение оставалось прежним – только чуть более тусклым и расплывчатым. Чем не свойство израненного мозга? При этом – на сколько кусочков разбивали голограмму, столько менее качественных изображений её объекта получалось. Чем не разделённое на индивидуумов человечество, видящее единый Мир, но каждый – по-своему?

Оставалось сделать последнее допущение: Ну, а, если вся Вселенная – тоже голограмма, только не оптическая, а работающая на волнах де Бройля, то есть квантовая? Тогда оптические голограммы будут частными случаями голограмм квантовых, ψ-волновых. А голографические ψ-изображения можно будет не только трогать руками, но и добывать в шахтах, обрабатывать на станках, выращивать на полях или есть – они вообще ничем не будут отличаться от реальных предметов. Материальные предметы и их изображения сольются. Мысль человека и материя в нашем сознании объединятся.

^ Монадология Бома. Первым со столь неожиданной идеей выступил в 80-е годы ХХ века Дэвид Бом (David Bohm) – физик, тогда работавший в Лондонском университете. Выступил после того как его коллега из Парижского университета Элэйн Аспект (Alain Aspect) экспериментально показал: элементарные частицы могут мгновенно обмениваться информацией на любом расстоянии и, как бы «вопреки Эйнштейну», могут осуществлять взаимодействия со сверхсветовой скоростью. Такое возможно, если наш мир – голограмма, каждый участок которой содержит информацию о всей Вселенной, - подумал Бом. По существу, Бом возрождал на новой физической основе старую монадологию Готфрида Вильгельма Лейбница (1646-1716) – учение о мире, состоящем из множества микрочастиц-монад, каждая из которых состоит из других таких же взаимосвязанных миров – микрочастиц и сама является одновременно и всей Вселенной и её же микрочастицей. Глубоко верующий христианин Лейбниц полагал, что именно такова открывающаяся человеку физическая суть Бога. Римский папа предлагал Лейбницу мантию кардинала и заведывание библиотекой Ватикана – бесценной сокровищницы мировых знаний. Но Лейбниц выбрал своей судьбой только науку.

Дэвид Бом – соратник «отца» американской атомной бомбы Роберта Оппенгеймера и коллега Альберта Эйнштейна. В середине XX века Бом работал в Принстоне вместе с Эйнштейном, где пытался создать свою версию квантовой механики – строго математическую и притом наглядную - физическую. В какой-то степени это ему удалось. Бом написал толстую книгу «Квантовая теория» - один из первых обстоятельных курсов квантовой механики. Эта книга до сих пор широко цитируется, а её идеи и расчёты вовсю используются авторами учебников (например, по теоретической ядерной физике, правда, не всегда с указанием первоисточника). Этот курс квантовой физики Бома считается более или менее доступным для понимания студентами-физиками - не только «левополушарными логиками» - теоретиками, но и «правополушарными практиками» - экспериментаторами (при достаточной их математической подготовке). Эйнштейн неоднократно обсуждал с Бомом в Принстоне проблемы квантовой физики и одобрял идеи Бома в целом, а его книгу в частности. Другие – совсем не одобряли, и Бом был вскоре изгнан из Принстона – колыбели американской теоретической мысли. Помыкавшись по миру, Дэвид Бом осел в Лондоне, где занялся физикой плазмы – настало время осваивать мирную управляемую термоядерную энергию. И скоро он обнаружил у плазмы коллективные свойства, сближающие её с живой материей. Оставался шаг до синтеза квантовой физики с человеческим сознанием. И Бом сделал этот шаг.

^ Мир как голограмма. Согласно голографической модели Бома, весь мир устроен примерно так же, как голограмма, и любой существующий объект Вселенной «вкладывается» в каждую из своих составных частей. Толчком для подобных фантастических рассуждений ученого стал парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена (ЭПР), по которому «сцепленные» волновой функцией частицы всегда и везде, на любом расстоянии друг от друга ведут себя строго взаимосвязанно, так что изменение состояния одной приводит к мгновенной перемене в состоянии другой. Расстояние тут не играет абсолютно никакой роли – действует принцип дальнодействия. Существование этого феномена — и есть подтвержденный Э.Аспектом научный факт, который, на первый взгляд, противоречит и пресловутому «здравому смыслу», и теории относительности. Размышляя над этим вопросом, Бом пришел к выводу, что элементарные частицы взаимодействуют между собой не потому, что существует какой-то механизм обмена информацией со скоростью, превышающей скорость света, а потому, что они представляют собой по существу один, единый объект. Матрицей мира, по Бому, служит некий «скрытый» порядок (по-нашему – Мысль), отображением, проекцией которого является не только материя, но и сознание. Монадология Бома, в отличие от чисто интуитивной монадологии Лейбница, опиралась на современные знания квантовой физики.

Очень интересное квантово - термодинамическое развитие монадологии – физики дискретного пространства-времени - можно найти в работах современного российского исследователя Виктора Павловича Майкова. Ещё в 60-х годах прошлого века такое дискретное пространство, получавшееся на основе разбиения на элементарные вихри – эфироны - вращающейся вселенной, обсуждали И.Г.Шаров и Б.А.Домнин. Последний использовал в своих построениях алгебру кватернионов (см. ниже).

^ Вселенная Хуфта. Свою гипотезу Бом изложил в ряде статей и в книге «Целостность и скрытый порядок», но он не стал углубляться в данные исследования. Его сумасшедшая идея была бы предана забвению, если бы в 90-е годы идею Бома не поддержали лауреат Нобелевской премии по физике за 1999 год Герард Хуфт (Gerard 't Hooft) из Утрехтского университета в Нидерландах и американец Леонард Зусскинд (Leonard Susskind) из Стэнфордского университета. Хуфт – выдающийся физик-теоретик, соавтор модели тяжелого магнитного монополя Полякова-т΄Хуфта (у нас часто пишут Хоофт, но мы будем писать проще – через «у» и без «т»). По модели Хуфта-Зусскинда наша Вселенная - это голографическая проекция физических процессов, которые происходят в двумерном пространстве, на некоей плоскости.

Внимание Герарда Хуфта сначала привлекли проблемы, связанные с исследованиями свойств черных дыр. В 1970-х годах Якоб Бекенштейн, ныне профессор Иерусалимского университета, предположил, что энтропия черной дыры пропорциональна площади ее горизонта – сферы Шварцшильда. Десятилетием позже Бекенштейн пришел к удивительному выводу - информация, необходимая для описания любого объекта, ограничена его внешней поверхностью. По внешности объекта можно судить о его внутреннем содержании! Следовательно, Вселенная полностью открыта человеческому сознанию. Мы получаем новый принцип всеобщей взаимосвязи, аналогичный принципу Маха, но теперь – в информационном плане. Такое возможно только при полном единстве мыслимой материи с сознанием, при абсолютном торжестве Всеединства.

Выдающееся открытие Якоба Бекенштейна устранило одно из противоречий, порожденных работами Стивена Хокинга: испарение черных дыр как бы уничтожало всю содержащуюся в них информацию и энтропия - мера хаоса вместо обычного своего роста во всех известных процессах, у чёрной дыры падала. А падать она могла по гипотезе Э.Шрёдингера только в живых системах. Чёрная дыра – живой объект? Бекенштейн показал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в его двумерных границах. Именно поэтому изображение трехмерного объекта можно «вложить» в его двумерную (плоскую) голограмму. Отсюда можно в очередной раз сделать вывод об условности деления материи на «живую» и «мёртвую» - материя едина.

В 1993—1994 годах Герард Хуфт, основываясь на работах Якоба Бекенштейна, сформулировал новый голографический принцип Вселенной, из которого следовало, что пространство-время не является непрерывным континуумом, а на размерах порядка постоянной Планка должно представлять собой совокупность «гранул» - квантов пространства-времени. Поначалу идеи Хуфта разделялись немногими астрофизиками, которые искали альтернативные методы изучения черных дыр. Но по мере дальнейшего развития физики элементарных частиц стало очевидно, что голографический принцип удобен как теоретический инструмент, поскольку он применим к пространству-времени любой размерности. Вселенная в рамках этой теории является трехмерным объектом, представляющим собой внешнюю границу четырехмерного пространства. Теоретические исследования коллектива Хуана Малдасена из Принстонского университета дали результат, прекрасно вписывающийся в голографический принцип: оказывается, физические законы гипотетической вселенной с необходимыми для её описания пятью измерениями совпадают с законами для её четырехмерной проекции! Следовательно, голографические принципы позволяют понижать мерность пространств, с которыми работают теоретики. Понижение мерности может сделать самые абстрактные математические представления вполне зримыми (модельными), а повышение мерности даёт возможность найти общие закономерности в привычном мире.

^ Линейный мир времени. Поставим перед собой вопрос: О какой минимальной мерности ментального мира можно вести речь вообще и с голографической точки зрения в частности?

«0». Символ нольмерного мира – геометрическая точка. Мир точки пуст и неинтересен – в точке, если она не часть чего-то, не может быть никакого содержания. Точечная голограмма (состоящая из одной точки или из «почти точки») ничего породить не может. Чтобы возникло само представление точки нужно, как минимум, одномерное ментальное пространство.

«1». Символ одномерного мира – линия. На линию можно наложить числовую ось и задать её направление, на линии может быть определено понятие точки и расстояния между её точками, могут быть заданы отрезки, можно искать различные соотношения между отрезками и их ориентациями, можно задавать разного рода движение вдоль линии. То есть на линии возможна и математика, и физика, правда, простейшие.

Например, точка ментальной линии - континуума может быть определена как действительное число и как неограниченная последовательность натуральных чисел с имманентным всякому числу «внутренним» вращением. Так, число 1 подразумевает наличие числа 2, а число 2 уже подразумевает ментальное движение, заключающееся в возможности перестановки неких двух элементов. На числе 3 мы видим как симметрию типа (1,2,3) → (2,1,3), так и вращение (1,2,3) → (2,3,1) → (3,1,2) → (1,2,3). Перестановки (подстановки), именуемые в абстрактной алгебре циклическими (циклы и транспозиции), могут рассматриваться не как ближайший «аналог», а как простейшее, единственное и точное представление физического движения – вращения. Естественно, возможны колебания и волны - частные случаи вращений.

Линейная ψ-голограмма может породить плоское двумерное и даже трёхмерное ментальное изображение. То есть любой известный нам объект.

«2». Символ двумерного мира – поверхность. На поверхности возможно всё то же, что и на линии, плюс возникает представление об углах между линиями, включая представления об ортогональности линий и отрезков и об их коллинеарности. На поверхности можно строить геометрические фигуры. На поверхности возможно почти всё. Плоская оптическая голограмма – вещь хорошо освоенная. Она действительно порождает всё, что угодно, включая трёхмерное пространство. Но поверхности, как было сказано выше, могут быть ментальными голографическими изображениями линейной ψ-голограммы. В этом смысле они ментально избыточны.

Таким образом, ответ на поставленный вопрос ясен: одномерный (линейный) ментальный мир достаточен для появления у него минимального внутреннего содержания – информации и, следовательно, Мысли. А с ψ-голографической позиции одномерный мир может породить и затем ментально развиться до двухмерного, трёхмерного, четырёхмерного и ещё более сложных многомерных миров.

Ментальная взаимосвязь всех этих «параллельных» ψ-миров «расцвечивает» даже нульмерный мир «красками» всего этого многомерного ментального разнообразия. И даже «точку» человек наделяет свойствами, ей изначально (в смысле логическом) не принадлежащими – ментальная «точка» превращается в нашем сознании во множество «точек», притом такой же ментальной сложности, как и многомерные ментальные ψ-миры. Не отсюда ли идут ментальные корни монадологии Лейбница? Например, современная квантовая физика спокойно рассматривает точечные объекты – кварки и лептоны, тем не менее, наделяя их ненулевым моментом импульса – спином, разнообразными зарядами, массой.

Обратим внимание на то, что в нашем реальном мире преобладают линии: линейны многие молекулы, особенно органические; из линейных элементов построена живая клетка и буквально сплетены, «свиты» из линий все её элементы; линейны кристаллы, даже и объёмные – они сложены из нитей, как поленица из дров; линейны облака (перистые), из линейных тысячекилометровых облачных нитей (стритов) построены внешние структуры атмосферных циклонов; линейны плазменные арки Солнца и звёзд; линейны многие галактики. Об этой линейности мы ещё скажем ниже. Но уже сказанное наводит на мысль, что простейшая голограмма мира – линия. Отсюда – необычайная эффективность математики в науке, основой которой является одномерная ментальная структура - числовой ряд.

А какой одномерный линейный объект природы представляется нам самым-самым фундаментальным и самым-самым ментальным? - Конечно же, это время. Время как линейная голограмма в ментальном пространстве Абсолюта способно породить весь окружающий нас мир, включая на самих – существ, непосредственно время чувствующих, а потому и мыслящих.

Как тут с благодарностью не вспомнить замечательного российского астронома и философа Н.А.Козырева, открывшего материальность времени и его способность порождать энергию и массу! Благодаря Козыреву, время-энергетические отношения (типа соотношения неопределённости Гейзенберга ΔΕ · t ~ ħ) приобрели философскую, мировоззренческую глубину. А обнаруженная Б.У.Родионовым прямая связь этих соотношений с механикой (ч.2), сделала возможным построить кинеметрию – «гибрид» геометрии с кинематикой (ч.1) и увидеть единство мира квантового и релятивистского с миром «классическим», ньютонианским.

Физика самого времени - его колебания, переход от одномерного времени к трёхмерному - реализуется в рамках новейших физических приложений алгебры кватернионов, развиваемых в работах директора Института гравитации и космологии Российского университета дружбы народов профессора А.П.Ефремова и сотрудников этого института (В.В.Кассандров и др.).

^ Вселенная Хогана. Крейг Хоган (Craig Hogan), директор Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми (Fermilab's Center for Particle Astrophysics) и, по совместительству, профессор астрономии и астрофизики университета Чикаго, продолжая разработку голографического принципа, пришел к выводу, что, для того, чтобы количество информации, заключенной в границах Вселенной, равнялось информационной емкости ее двумерной границы, размеры кванта пространства должны быть почти ядерными - порядка 10—16 м.

Такие неоднородности на поверхности пространства-времени современная техника уже способна засечь. Крейг Хоган предположил, что на такие «шумы» физики могли натолкнуться в своих очень чувствительных экспериментах. Например - по регистрации гравитационных волн.  Согласно точке зрения Хогана, точность аппаратуры одного из таких детекторов – гигантского немецкого аппарата GEO600 – была достаточна для того, чтобы зафиксировать флуктуации вакуума, происходящие на границах квантов пространства, тех самых гранул, из которых, если голографический принцип верен, состоит Вселенная. А если верна монадология Лейбница – состоит обратимым образом и вся материя: кванты пространства могут оказаться результатом реновации Вселенной в саму себя – с переходами Вселенной из своих макросостояний на микроуровни и обратно.

В Германии под Ганновером вот уже седьмой год работает гигантский интерферометр - прибор под названием GEO600 для поиска гравитационных волн. Такие волны могут существовать, если верить некоторым выводам общей теории относительности. «Рябь» пространства-времени может возникать от крупных катаклизмов во Вселенной вроде взрывов сверхновых. В детекторе GEO600 два лазерных луча направляют перпендикулярно друг другу по трубам длиной 600 м и потом их сводят вместе, получая интерференционную картину. Полагают, что гравитационная волна сжимает пространство в одном направлении и растягивает в перпендикулярном, поэтому интерференционная картина с приходом такой волны изменится. Но за семь лет наблюдений гравитационные волны заметить не удалось. Заметили нечто другое - у исследователей возникли подозрения в квантованности самого пространства. Предположили, что ни одной гравитационной волны найти не удалось именно из-за того, что на протяжении длительного времени детектор фиксирует необъяснимые шумы в диапазоне от 300 до 1500 Гц, мешающие его работе. Но искатели гравитационных волн долгое время не могли найти причину этого шума, пока с ними случайно не связался Крейг Хоган, предложивший своё объяснение происходящему.

Теперь появились экспериментальные основания полагать, что пространство квантовано и его «зерна» существенно крупнее планковского размера. Полагают, что это «кубики» со стороной 10-14 см. «Если результаты GEO600 соответствуют моим ожиданиям, то все мы живем в огромной голограмме вселенских масштабов», - считает Хоган. Показания приборов GEO600 в точности соответствуют его вычислениям, и, как пишет журнал New Scientist, научный мир стоит на пороге грандиозного открытия, хотя говорить о том, что это предположение доказано, еще рано. Чувствительность детекторов такого типа настолько велика, что интерпретация сигналов и отсеивание постороннего шума займет еще некоторое время. Однако пока других объяснений шума в детекторе GEO600, кроме квантованности пространства, не найдено. Когда-то посторонние радиошумы донимали исследователей в Bell Laboratory, благодаря которым в 1964 г. было обнаружено реликтовое излучение, доказавшее гипотезу Большого взрыва. Возможно, подобная великолепная история познания повторяется почти через полвека.

Сегодня Хоган представляет вселенную в виде сферы, поверхность которой покрыта элементами планковской длины, каждый несет в себе единицу информации – 1 бит. А то, что внутри, - созданная ими голограмма. Согласно голографическому принципу Якоба Бекенштейна количество информации, которая содержится на поверхности сферы, должно совпадать с количеством внутри её. А её в объеме явно больше. Следовательно, полагает Крейг Хоган, «внутренние» размеры длин пространственных гранул должны быть гораздо крупнее «внешних» - тогда искомое равенство информации будет соблюдено. Что, по-видимому, и наблюдается.

Но последнее означает, что внутренность ментального мира «больше» его «наружности», то есть, глядя на мир откуда-то изнутри, но не из его центра, мы должны видеть (ментально) два типа миров – мегамир и микромир. Вселенную и микрочастицы, являющиеся такими же вселенными. А это чистая монадология Лейбница.

Есть ли иные подтверждения голографической модели мира, кроме указанных выше совпадений выводов теории с экспериментальными данными? С 2001 года в космосе летает зонд под названием WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), который ловит фотоны реликтового излучения с целью изучения флуктаций этого всеобъемлющего микроволнового фона вселенной, доставшегося нам в наследство от её предполагаемого Большого взрыва. На сегодняшний день уже создана карта реликтового излучения, по которой астрофизики уточнили возраст вселенной - 13,7 миллиарда лет. Форма вселенной – шар, о котором и говорят «голографисты».

Не исключено, что в будущем, создав подходящие инструменты, ученые смогут проникать «внутрь» вселенской голограммы. Тогда люди смогут по своей воле в любой момент извлекать записанную там ψ-информацию - картины прошлого и будущего. Или посещать, казалось бы, недостижимо далекие миры вселенной – сначала на информационном уровне, а потом в них «материализуясь». А это означает, что люди начнут путешествовать в пространстве-времени. Не только мысленно, ментально, но и физически. Реализуя свою божественность.

Именно о таких, якобы, уже состоявшихся собственных путешествиях говорил более ста лет назад Никола Тесла. Естественно, что тогда его не понимали и, увы, высмеивали. Гения считали сумасшедшим, толкующем то о каком-то, только ему ведомом, эфире с радиантной материей, то о путешествиях во времени, то о связях с инопланетянами. И это тогда, когда наука только-только освоила электромагнетизм Максвелла, теорию относительности Эйнштейна и вплотную занялась атомами и ядрами!

Сегодня мы видим, что в этих вопросах Тесла обогнал своё время почти на сто лет.

Рекомендуем прочесть дополнительно: Джон Талбот «Голографическая Вселенная», русский перевод, изд. дом «София», 2004.

Перейдём к предложенной и много лет развиваемой профессором НИЯУ МИФИ Б.У.Родионовым гипотетической флюкс-модели Вселенной, заполненной не столько известными «точечными» микрочастицами и состоящими из них макротелами, сколько нитями – провозвестниками (прообразами) которых могли бы быть и «силовые линии» Фарадея, и радиантная материя Теслы (с её «стримами» и «реями»), и «магнитные нити» Дирака, в разрывах которых появляются магнитные монополи, и мировые линии диаграмм Фейнмана с их «токами». Но самый фундаментальный, главный прообраз – одномерное линейное время.

Materia Lucida – Светоносная

Между мирами, как нити, протянута “Materia Lucida”.

Агни Йога, Община XII/1

Представим себе, что мир заполнен «ватой» из нитевидной материи - невидимой, «темной», пока ещё прямо не регистрируемой приборами.

Гипотетические нити «ваты», связывающие всю Вселенную, мы называем флюксами (от лат. fluo – течь, fluctus – волна, отсюда флуктуация, флюид и англ. flux – поток). Тесла подобные нити называл эфирными струями или лучами (англ. streams или rays).

Если по флюксам, пронизывающим все тела, текут потоки энергии и информации, то возможен «всемирный Интернет» с активным взаимодействием всех тел, «подключенных» к этому «интернету». Такую Вселенную можно рассматривать как энерго-информационное единство – Всеединство, в котором действует не только классический лапласов детерминизм, но и гораздо более жесткий принцип Маха - существование и свойства любого тела (частицы) определяются всеми остальными частями (частицами) Вселенной. Тем не

Комментарий к свойствам флюксов.

Неприметность. Электрический заряд электронной оболочки флюкса компенсирует заряд его кваркового ядра, а магнитные потоки флюксов обычно замкнуты (см. ниже). Всё это плюс малый (почти ядерный) диаметр флюксов объясняет их «неприметность» и почти свободное прохождение через обычные атомно-молекулярные твердые тела и жидкости. Поэтому флюксы до сих пор не открыты («спрятаны»).

Флюксы на основе тяжелых кварков (s, c, b, t) и тяжелых лептонов (μ, τ) могут иметь совершенно другие характеристики, в частности – существенно меньший диаметр, соответствующий наблюдаемой «зернистости» Вселенной.

Стабильность тяжелых кварков и лептонов во флюксах может объясняться спариванием этих частиц – образованием из них куперовских пар в бозе-конденсатах цилиндрического кваркового ядра и его лептонной оболочки.

Далее рассматриваются только флюксы из легчайших кварков (u, d) и электронов.

Флюксоны и флюоны. Как и молекулы ДНК флюксы могут существовать в виде незамкнутых или замкнутых нитей (колец). Кончики незамкнутой

www.ronl.ru

Реферат - Физика живого: новый взгляд на материю и жизнь

О двойственности живой материи.

© Петров Н. В. г. Санкт- Петербург. Россия.

© Третьяков М. М. г. Гродно. Беларусь.

36. «Хвала Тому, кто в парах создал все,

Что жизнь на Земле рождает;

Попарно существуют души ваши,

И все незримое, что окружает нас,

И что доселе ваше знанье не постигло.»

«Сура 36. ЙА СИН. Коран»

Вступление.

Основой для понимания структурного взаимодействия двух динамически неравновесных индивидуальных единиц в единой форме бытия может служить фундаментальная идея о том, что всякое химическое, электрическое взаимодействие начинается и особенно полно проявляется на границе раздела различных твёрдых, газообразных и жидких тел, включая живые биоорганизмы и водные структурные формы.

Главным признаком активности живого процесса является наличие в нём асимметрии. Если система, образованная двумя Началами, достигла совершенства, то в ней будет происходить замкнутый цикл обратимых процессов. Прямая и обратная волны сформируют замкнутую химическую реакцию. Начнётся биться «сердце», возникнет ритм живых превращений, система обретёт индивидуальное свойство, свою собственную частоту колебаний. Природа очень любит обратную волну. Современная наука учитывает, а вернее, только фиксирует асимметрию Вселенной, но жизнь признаёт только за биосистемой, или жизни в этой форме придаётся некая исключительность. Но жизнь не может быть разной в своей основе, в своей принципиальности, поскольку в окружающем нас мире мы отмечаем согласованность и взаимную зависимость микро- и макромиров. Поэтому закон развития жизни один для всех, един для всего сущего, ибо в основе живого процесса лежит двойственность. Любая форма живого вещества образована парой индивидов, родственных по происхождению, но неравновесных с точки зрения их свойств или характерных особенностей по отношению к внешней среде в данный, конкретный момент времени. Сдвиг по фазе развития между ними составляет 90º или ¼ периода их развития.

С точки зрения современного научного мировоззрения асимметрия Вселенной вызвана, якобы, только тем, что при ß- распаде (бета- распад) неустойчивых ядер атомов, левовращающихся частиц- электронов (они же и есть ß- частицы) больше, чем правовращающихся позитронов (античастиц по отношению к электронам). Понятие “двойственность” в физике относится только к тому факту, что в зависимости от применяемого прибора в эксперименте с элементарными частицами, эти микрообъекты могут быть или частицами или волнами. Они поэтому обладают либо волновыми, либо вещественными свойствами. И только эта двойственность под понятием “дуализм” и рассматривается в современной науке. Но! Двойственной является и сама волна, и сама частица.

Мудрость наших просвещённых предков чётко и однозначно делит весь видимый и невидимый миры на две неравные части: на « мужское» и «женское» начало, ЯН- ское и ИНЬ- ское . В религиозных представлениях людей прошлых веков все Боги разделены на мужских и женских, а Абсолют- это всегда андрогин (мужеженский в одном целом). Сам человек такой же андрогин, наше тело образовано двумя половинами- правая половина мозга с левой половиной тела (женское начало) и левая половина мозга с правой половиной тела (мужское начало). По этой причине религия отмечает, что человек создан по образу и подобию Бога, а сам человек – это богочеловек, все Боги прошли через человеческое воплощение. В религиозных представлениях наших предков – этрусков- было твёрдым убеждением, что при переходе в мир иной мужчины превращаются в женщин. Принимая Закон реинкарнации, древние люди считали, что происходит попеременное воплощение то в мужчину, то в женщину. Само слово СЛАВЯНИН показывает, что наши предки славили ЯН и ИНЬ, славили Бога, а не боролись с ним. Таким образом, понимание двойственности облагораживало людей, гармонизировало их бытиё с природой.

В современной медицине официально признали двойственность строения тела человека только в самом конце 20-го века. И это представление ещё не находит практического использования при лечении людей. Все новые болезни проявляются в мужской части тела. В биологии долгое время считалось, что живая биологическая форма замкнута. Но термодинамика замкнутого цикла показала и отразила во втором своём законе, что сам по себе замкнутый цикл или контур неустойчив, в нём нарастают энтропийные процессы распада, хаоса. Поэтому нынешняя биология считает любую биоструктуру открытой, то есть разомкнутой, а потому устойчивой. Такое толкование приводит к множеству вопросов, связанных с взаимодействием, метаболизмом, размножением. Главным остаётся вопрос о происхождении жизни и о том, как ДНК строит тело из множества клеток.

Таким образом “двойственность”соотносится с пониманием самой сути замкнутых и разомкнутых, открытых и закрытых систем. Вселенная наша открытая или закрытая? Она расширяется, вращается или сжимается? Как живое произошло из неживого? Эти и другие вопросы, связанные с массой инерционной и массой заряда, массой гравитационной, скрытой массой Вселенной, со скрытым или тёмным веществом, с материей и антиматерией, постоянно возникают в умах учёных, будоражат воображение и рисуют фантастические миры, ограничивая их в скорости распространения света, или наоборот – о мгновенной передаче информации. Возможно ли всё это понять, исходя из правильного понимания двойственности? К двойственности относятся такие понятия, как чётность – нечётность в физике электромагнитных волн; левое – правое в понимании вращения индивидуальных форм материи; положительное и отрицательное электричество; вращение по и против часовой стрелки; добро и зло в социальной жизни людей; религия и наука; дискретное и абсолютное (образное) восприятие мира; электричество и магнетизм; и многое другое. Везде мы отмечаем наличие двойственности. И эта проблема в современной науке считается нерешённой. В науке нет математической модели Вселенной, учитывающей две её половины, в то время, как любая живая форма состоит из двух половин, сдвинутых по фазе развития на 1/4периода. Научная мысль ещё не приступила к решению этой проблемы двойственности, отдавая предпочтение случайности во всём многообразии динамических проявлений организованности и порядка в мире Вселенной. Необходим переход к естественному пониманию развития материи на основе совершенствования разума.

^ Материя и антиматерия.

Материя – [ лат.materia] – объективная реальность, существующая вне зависимости от человеческого сознания и отражаемая им. Всё объективно существующее представляет собой различные формы существования и движения материи. Единство мира в его материальности. Всеобщей формой существования материи является её движение в пространстве и во времени. Признание первичности материи по отношению к сознанию и её независимость от сознания – основной принцип философского материализма. Физическими формами существования материи являются вещество и различные поля ( электромагнитное, гравитационное, и др.).

Такое определение материи дано в «Словаре иностранных слов», и оно поддерживается всеми, кто называет себя материалистами или прагматиками. Чего нет в этом определении? В нём нет процесса роста, развития и порождения. Обращаем внимание, что в этом определении состояние материи не зависит от сознания, то есть от восприятия индивидом внешнего информационного воздействия. А это говорит о статичности самой формы материи, об отсутствии её развития, что противоречит очевидным фактам роста организованности и порядка в мире Вселенной. Статичность отражена и в словах –«движение материи в пространстве и во времени», ибо исключает рост и развитие формы материи. Это определение подтверждает тот факт, что материалисты представляют мир неразвивающимся, раз и навсегда данным. В то же самое время они стоят на позиции диалектики – процессе развития во всём многообразии его форм и во всей его противоречивости, внутренний источник которых усматривается в единстве и в борьбе противоположностей. За что они борются, находясь в составе единого целого в разновеликом количестве?

Причиной таких противоречий служит то, что в науке нет ответа на вопрос о происхождении жизни. Отсюда проистекает непонимание цели жизни, предназначения человека, каким должно быть социальное устройство людей, отсюда гордыня, вера в исключительность, в избранность без цели развития, войны и раздоры на принципе «разделяй и властвуй» до тех пор, пока половины, насильственно разделённые , враждуют друг с другом. Но стоит снять это насилие, как обе половины объединятся. Здесь чётко просматривается один из главных факторов жизни- в возбуждённое состояние живая система приходит под внешним воздействием, а в нормальное состояние возвращается сама благодаря памяти или опыту прошлых действий. Непонимание же этого приводит к убеждению «борьбы за выживание; борьбы классов, борьбы мнений, наций, государств, единства и борьбы противоположностей». Поэтому не таким уж невинным является материалистический взгляд на жизнь. Достоверно установлено, что ни в одном эксперименте не удаётся остановить жизненный процесс в каком-то одном месте. Причиной всему служит Основной Закон развития жизни во Вселенной- закон развития разума: всякое последующее действие происходит по памяти предыдущих действий, при этом формируется новая структура памяти, куда первая её форма входит составной частью и не видоизменяется. Сознание влияет на структурную форму материи, ибо все виды болезней, все войны, раздоры есть следствие искривления сознания в той или иной степени.

Антиматерия- зеркальное отображение материи, её противоположность в знаке заряда и в направлении вращения (в спиральности). Материя и её антипод – антиматерия! Сколько споров, сколько удивительных идей породили два эти понятия! Споры об антивеществе, о наличии параллельных миров не утихают, периодически вспыхивая с новой силой. Бурную реакцию в учёном мире вызвал не столько сам факт обстрела американцами кометы Темпеля- 1 в момент нахождения её на орбите планеты Марс осенью 2005 года, как форма образовавшегося взрыва, превосходившей по размеру Землю. Вновь заговорили о том, что кометы состоят из антивещества, и все световые явления обычных комет, как-то – яркие вспышки, светящийся хвост и пр., обусловлены, якобы, реакцией кометного антивещества на Солнечный вещественный ветер. Представление об асимметрии мира Вселенной, о её левизне проистекает из явления ß- распада, поскольку электроны и их излучения в этом процессе вращаются против часовой стрелки, и их по количеству больше, чем позитронов.

Сами по себе электроны и позитроны родственные частицы, подобно тому, как родственны две половины одной электромагнитной волны, которые, вращаясь в разные стороны, образуют единство самой волны. Мало кто задумывается над самим фактом, что до начала бета- распада и электроны, и позитроны были в одном единстве в составе вещества, и никакой реакции аннигиляции в этом веществе не было. Вращаясь в разные стороны и имея противоположные заряды, электроны и позитроны способны к взаимодействию. При совпадении их фаз, то есть при работе в одной плоскости, они, исчезая сами, порождают два гамма- кванта энергии, два фотона с энергией по 511 тысяч электрон- вольт каждый. Если их фазы разные, то электрон и позитрон образуют единую форму жизни, диполь- позитроний, который может быть в состоянии ОРТО- или ПАРАпозитрония. Это подобно тому, как родоначальник всех атомов- водород имеет те же две формы- орто- и параводорода, то есть эти структуры вращаются в разные стороны.

Явление, названное как аннигиляция только на основе того, что первоначальные частицы исчезают, на самом деле есть акт размножения, ибо появляются два «зародыша» в виде фотонов гамма- квантов, которые в присутствии внешнего магнитного поля способны к массовому порождению электрон- позитронных пар. То есть и здесь мы видим снова пару частиц. Аналогичный по смыслу процесс происходит и при слиянии спермия и яйцеклетки при оплодотворении, когда внешне они исчезают, аннигилируют, но появляются две новые клетки, дающие начало 254 типам клеток тела человека в процессе роста организма под управлением внешнего магнитного поля Земли. Левые и правые формы вещества всегда порождаются в результате интерференции двух родственных (когерентных) структур. Две противоположности (вещество и антивещество) не уничтожают друг друга, а реализуются в смене поколений своих наследников, сохраняющих память своих предков, чтобы на её основе выработать свой опыт жизни в новых внешних условиях. В конкретный период времени в той или иной точке пространства может преобладать та или иная структура сочетания вещества и анивещества в едином целом.

Оба мира существуют совместно, образуя динамическую неравновесную двойственность, что служит основой для роста и развития, совершенствования структурных форм памяти- носителей разума и разумного поведения. Нормальным считается не борьба противоположностей, а их гармоничное бытиё и развитие на основе Общего Закона развития жизни. Одна энергия и два начала под управлением внешнего сигнала – вот Закон проявленного мира. При достижении совершенства, когда форма творения будет соответствовать гармоничному составу сигнальной информации, рождение или размножение прекращается, ибо уже нет надобности в изучении, повторно же одна и та же информация не запоминается. Но с приходом новой идеи начинается процесс размножения, новый период роста формы вещества.

Современная научная парадигма, разделяя весь мир на «косный» и живой, в то же самое время отмечает асимметрию Вселенной, что явно говорит о том, что ОНА- живая и косному в ней нет места. Асимметрия происходит не только потому, что форма состоит из двух начал, но потому что эти начало неравновесные, что и позволяет поочерёдному их совершенствованию. Суть не просто в разделении полов, но, что самое главное, в сохранении памяти всех прошлых действий в «женском» начале, чтобы обеспечить активную проработку нового «мужским» началом.

Зачем нужна новая наработка опыта жизни? Разве не достаточно прежнего опыта, тем более, что память о нём сохраняется? Суть проблемы в том, что в природе жизни нет изолированных систем, росту и развитию подвержено всё окружающее пространство со всеми его обитателями, будь то планеты, звёзды, галактики или полевые образования. Чем же вызвана сама периодичность? Почему процесс роста не идёт непрерывно, а формируются волны развития с их подъёмами и падениями, и эти волны продолжают одна другую? Ответ достаточно сложен и в то же самое время очень простой: развитие формы материи происходит до тех пор, пока она не будет полностью соответствовать «раздражающим» факторам внешней среды, гармонично ей соответствовать. Закон жизни такой, что рост и развитие идут до тех пор, пока есть, что изучать. Структурная форма памяти не может жить долго без того, чтобы не обрабатывать информацию. При отсутствии информации память начинает больше спать, теряя свой внутренний потенциал, память скучает от однообразия и монотонности, ибо повторно одно и то же не запоминается, и память отключается от системы чувствования, от сознания.

Всё дело в том, что внешняя сигнальная информация так же двойственна, что выражается в геометрии её составляющих. Чувствительная поверхность формы материи воспринимает только один вид геометрии сигнала (левый или правый), что выражается в хиральности биологических структур (белки в организме человека собраны из левых аминокислот, а структура ДНК использует правые сахара). Такое строение потребляемой телом энергии побуждает две его половины к объединению, чтобы поочерёдно быть лидером в периоде развития единой формы бытия. Конкуренции и борьбы «левых» и «правых» быть не может, ибо, что выгодно одним, то совершенно не требуется другим. Согласованность в их делах обеспечивает развитие целого.

^ 2. Масса гравитационная и масса инерционная.

Объяснить физический смысл гравитационной и инерционной масс вещества с позиции современной физики, отрицающей явные факты жизни самих атомов, является неразрешимой проблемой. Поэтому появляются всякого рода искусственно созданные идеи, которые не вносят ясности, а лишь затуманивают проблему. Попытаемся только путём размышления, без применения формул проанализировать суть проблемы. Э.Резерфорд вычислил, что положительный заряд ядра любого атома равен произведению величины наименьшего электрического заряда ē (электрона) на число, равное приблизительно половине атомной массы элемента. А Ван- де Брук пришёл к выводу, что заряд атомного ядра равен порядковому номеру химического элемента в Периодической таблице Д.И.Менделеева. Поэтому сформировался закон, гласящий, что «все свойства атомов элементов находятся в периодической зависимости от их массы (по первой формулировке), или от величины их заряда, определяемого как порядковый номер в Таблице». Ну, а где же вторая половина массы атома, которая не отвечает за величину заряда?

В 1930 году были открыты так называемые «бериллиевые лучи», которые появлялись в процессе бомбардировки атомов бериллия α- частицами (ядрами инертного атома гелия). Этими лучами оказались электрически нейтральные частицы, которые слабо поглощались свинцовыми пластинами, но обладали явно выраженным магнитным свойством. Так были открыты НЕЙТРОНЫ, которые и формируют вторую половину массы ядра атома (кроме атома водорода, имеющего только один протон с электроном). Все атомы одного типа элемента живут в виде целого семейства, каждый член которого отличается от других количеством нейтронов, приходящихся на один протон. Так, например, ряд атома водорода образован: водородом, дейтерием, тритием (один протон, протон плюс нейтрон, протон плюс два нейтрона). Являясь основополагающими при создании в звёздных условиях всего разнообразия химических элементов, эти три атома очертили границы количественному соотношению нейтронов и протонов в одном атоме- от единицы до двух, и не более того. Например, атом урана с порядковым номером в Таблице- 92: его электрический заряд- 92; количество протонов- 92; полная атомная масса – 238,0289; гравитационная масса – 92; инерционная масса =238-92=146; количество нейтронов=146; соотношение нейтронов к протонам=1,58. В мире естественных процессов соотношение совершенных форм к менее совершенным в одном периоде развития всегда лежит в том же пределе – от единицы до двух, и стремится к величине 1,6180339, что есть Золотая Пропорция. Атом урана является слабым парамагнетиком; плотность урана=19,04г/см3; сверхпроводимость получается при Тºк=0,68- 0,02.

В структуре ядра атома явно видна двойственность самих масс двух индивидуальных по своим качествам структур: замкнутой структуры нейтрона и разомкнутой структуры протона с электроном (по отношению к нейтрону). Одна масса обладает явно выраженными магнитными свойствами, а вторая – электрическими, что говорит о сдвиге фазы между ними в ¼ периода или 90º. Этот факт говорит, что атом сам по себе способен к росту и развитию. Обе половины массы находятся в динамическом неравновесном состоянии. Одна из них (нейтронная) отвечает за сохранение постоянными внутренних процессов, и потому определяет инерционные (постоянные или обычные)свойства атома. Вторая половина массы (протонная плюс электронная) отвечает за внешнее поведение атома как целого с другими элементами, определяя силы притяжения, обычно называемые как гравитационные. Но поскольку эта же часть массы определяет величину электрического заряда атома, то эта же сила притяжения будет носить черты электрического взаимодействия и определять внешние свойства атома, его индивидуальные характерные черты, которые в свою очередь соответствуют потенциальным свойствам инерционной нейтронной массы атома.

Нейтронная структура массы явно замкнута, поскольку она не излучает в обычном режиме и потому не проявляет электрических свойств, но обладает магнитным моментом. Это свойство имеет структура памяти любой живой формы. Поскольку эта половина атома отвечает за поддержание постоянными внутренних процессов, то она и возвращает весь атом в исходное состояние после его возбуждения. Вторая половина массы излучает, что свойственно электрически разомкнутым системам, определяет её электрические свойства, величину заряда. Такая структура подобна приёмопередающей антенне. Поскольку электронная оболочка атома носит явно выраженный отрицательный потенциал, то точно равный ему, но противоположный по знаку заряд ядра, говорит о том, что эта пара зарядов образует диполь, антенну асимметричного свойства, или просто – излучатель, колебания которого носят черты вынужденных. Процесс жизни атома – это вынужденный процесс расщепления волн информации на чувствительной электронной оболочке, обеспечивающий внутренние потребления. По этой причине явление гравитационного притяжения тождественно электрическому взаимодействию.

Замкнутый контур массы вещества любой живой формы задаёт ритм или характер поведения разомкнутой половины массы, обусловливая поведение целого в среде его обитания. Устойчивость замкнутой системы (нейтрона как структуры памяти) зависит от наличия у неё второй структуры в виде разомкнутой цепи, называемой чувствительной оболочкой. Как всем хорошо известно, единичный нейтрон неустойчив, он радиоактивен – распадается по истечении 15 минут свободного существования. В составе же с протон- электронной половиной он живёт долго, обеспечивая жизнь атомов химических элементов. [ В протон- протонной реакции, которая по мнению физиков лежит в основе синтеза ядер атомов в недрах сияющих звёзд, один из протонов распадается со скоростью 1протон в10 миллионов лет на нейтрон плюс позитрон плюс нейтрино. Дейтерий, появившийся столь удивительным образом через распадание протона, через 4 – 6 секунд должен (!?) вступить во взаимодействие с третьим протоном, чтобы сформировать ядро изотопа гелия. Реально так дело обстоять не может, поскольку новое всегда происходит через рост и развитие. Дейтерий появляется из молекулы водорода, образованной двумя атомами, вращающимися в разные стороны, один из которых совершенствуется до нейтрона].

За сам факт притяжения отвечает и магнитный момент нейтрона. В этой связи сила притяжения – это отнюдь не только сила гравитации, но в сумме с магнитным притяжением. По большому счёту, силы гравитационного притяжения просто нет, есть силы, проявляющиеся от замкнутых контуров массы вещества – это магнитные силы, и силы от разомкнутых масс вещества – это электрические силы. Сам факт существования атомов или мельчайших частиц вещества, их устойчивость, склонность к образованию семейств родственных атомов, способность к объединению и избирательному взаимодействию, наличие индивидуальных отличий и характерных свойств, говорит нам о том, что атомы есть форма живого вещества, способная поддерживать своё существование в соответствии с внешними условиями среды обитания, которые сами изменяются во времени, преобразуя пространство.

Предубеждение А.Эйнштейна состояло в том, что Вселенная должна быть статичной, в ней ничего не должно изменяться. Он считал, что инерционная масса равна гравитационной, и потому отдавал предпочтение инерциальным системам отсчёта, исключая ускорение. Поэтому важно понять, что же представляет из себя ускорение в системе, состоящей из двух масс, одна из которых отвечает за сохранение постоянными внутренних процессов, а потому эта масса инерционная. А вторая масса отвечает за активное внешнее поведение, за электрическое притяжение и отталкивание. Необходимо понять физический смысл ускоренного развития процесса роста и совершенствования, понять смысл силы притяжения и отталкивания, силы, сдерживающей развитие процесса притяжения, торможение его через сопротивление, что естественно любому начальному периоду обучения при поступлении информации.

Уточняя специальную теорию относительности, А.Эйнштейн вначале ввёл так называемый лямбда – член или космологическую постоянную, чтобы продемонстрировать наличие силы отталкивания в противовес гравитационной силе притяжения И.Ньютона. Эту постоянную назвали гравитационным воздействием вакуума. Но, убедившись в том, что Вселенная расширяется, решено было отказаться от лямбда – члена. Современная наука считает, что есть отрицательное давление, которое и приводит к отталкиванию. Но что это из себя представляет, никто не знает. Этот эффект расширения Вселенной объясним только при условии, что происходит рост внутренних структур в пространстве Вселенной по причине их размножения. И ничего более. Галактики размножаются, побуждая рост сферических волн давления, и, как следствие, расширение и увеличение объёма. Все планеты Солнечной системы растут, увеличиваясь в весе и объёме. Планета Земля за последние 217 миллионов лет увеличилась в два раза, спутники Земли фиксируют ежегодное увеличение диаметра планеты от 1до2сантиметров. В Галактике всё подвержено росту и размножению, всё подчинено Основному Закону развития жизни – росту разума и разумного поведения. Пришла пора хоть кратко остановиться на термодинамических законах, которые сейчас очень цепко держат под своим контролем все эксперименты и исследования.

^ 3.Законы термодинамики, их основная суть в свете Основного Закона развития жизни.

Необходимо иметь постоянно в своей памяти, что все внешние излучения от любой формы жизни, например, излучения звезды, происходят из наружной оболочки, но характер этих излучений и их смысловое содержание соответствуют внутреннему строению звезды. Первый закон термодинамики гласит, что количество теплоты, сообщённое системе, расходуется на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы против действия внешних сил.

С точки зрения Основного Закона развития живого вещества этот термодинамический принцип можно изложить так. Количество внешней лучистой энергии информации, воспринятой системой чувствования любой формой живой материи, преобразуется в новые структурные элементы памяти через включение внутреннего процесса размножения, что влечёт за собой рост и развитие этой формы. Обратной волной происходит совершенствование чувствительной оболочки, обеспечивая возможность приёма более длинных волн информации. Обеспечивается передвижение тела в пространстве среды обитания. Всё это приводит к тому, что своим внутренним построением форма тела будет в точности соответствовать возмущающим информационным потокам. При повторном однотипном воздействии новая память не строится, размножение не включается, а сам сигнал воспринимается мгновенно, без сопротивления, происходит узнавание по типу магнитного резонанса. Если новый сигнал содержит непознанные ранее элементы информации, он преломляется на чувствительной поверхности, расщепляется, выделяется непознанная гармоника, которая сдерживается, тормозится, ей оказывается сопротивление, включается аппарат внутреннего размножения, чтобы из этих элементов построить новый контур памяти, соответствующий заторможенному сигналу, и усовершенствовать приёмную систему для приёма повторно такой же волны, но уже в быстром темпе, без сопротивления.

^ Второй закон термодинамики или 2-е начало термодинамики имеет дело с коэффициентом полезного действия и с энтропийными процессами. Он постулирует, что невозможен такой процесс, единственным результатом которого является совершение работы, величина которой эквивалентна количеству ранее полученного тепла от нагревателя. Этот закон говорит, что невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в виде тепла от холодильника к горячему телу. Второе начало термодинамики – это формула для к.п.д. идеальной машины, где все необратимые процессы теплопроводности и излучений закольцованы в замкнутом контуре. Энтропия как мера хаоса в теплоизолированной системе возрастает, ибо нарушен контакт с внешней средой. Поэтому, считает современная наука, любая живая система не может быть просто замкнутой, и потому признаётся только как разомкнутая. Тем самым наука исключила сам принцип двойственности, и, что самое главное, исключила разум в природных явлениях.

С позиций Основного Закона живое вещество способно излучать энергию, тождественную ранее воспринятой, во внешнее информационное поле только после того, как первоначально воспринятые сигналы будут воплощены в материальные структуры замкнутых контуров памяти. По цепи обратной связи память совершенствует систему восприятия информации так, чтобы та смогла излучить свой сигнал в пространство на той же длине волны, что и принятый ранее сигнал. Тем самым подтверждается её готовность к приёму новой информации – чтобы что- либо принять, необходимо самому излучить. Невозможен такой процесс, чтобы необученное живое вещество могло бы излучать информацию, которая ранее им не обрабатывалась. Роль памяти прошлого опыта как раз и состоит в том, чтобы регулировать излучательную способность своего постоянного партнёра – чувствительную оболочку. Это приводит к тому, что излучения становятся периодическими, импульсными, появляется язык общения. Живое вещество начинает говорить, общаться с себе подобными и со средой, что обеспечивает рост и развитие. Основой всякой памяти является язык общения, который способен эволюционировать до состояния символизма.

Фазой идеального состояния теплоизолированной системы, лишённой чувствительной оболочки общения со средой, будет ( для внешнего наблюдателя) сон. Теплоизолированная система – это спящая система, работающая в режиме постоянного, постепенно убывающего тока, что всегда приводит к разрушению целостности замкнутого контура на составляющие, к потере памяти о прошлом постоянном токе. Длительный сон вреден для памяти прошлых действий, а без памяти жизнь невозможна. Чем сильнее «теплоизоляция» от внешнего воздействия, тем разрушительнее она для того, кого утепляют. Должна быть мера, которую и определяет разум. Вот почему любая форма живого должна быть двойственной, замкнутой и разомкнутой в их динамическом неравновесии.

^ Третий закон термодинамики в формулировке Нернста гласит: в любом изотермическом процессе, проведенном в условиях абсолютного нуля температуры(-273ºс), изменение энтропии системы равно нулю, то есть S=S0=const.,независимо от других параметров состояния – давления, объёма, внешнего силового поля, и т. д. Абсолютный нуль температуры не может быть достигнут. [Следует заметить, что этим «нулём» не обязательно должны быть (-273ºС), есть уже температуры и ниже её].

Особенностью всех законов термодинамики является то, что они не рассматривают детали внутреннего процесса, не учитывают двойственность любого целого и взаимодействие этих двух половин. Желание ввести параметр нелинейности в термодинамический процесс проблемы не решает. Эти проблемы решаются, если рассматривать любую систему состоящей из двух неравновесных половин, внутренние процессы в которых сдвинуты на одну четверть периода. Ведь не даром же в спектрах излучения атомов одного и того же вида, но в разных внешних условиях, появляются разные линии в этих спектрах. С другой стороны, при одних и тех же внешних условиях атомы разных элементов излучают разные спектры, они и ведут себя по разному, одна и та же среда вызывает разную реакцию у разных веществ. Причиной тому является наличие разной структуры памяти в ядрах атомов и их чувствительных поверхностей, любой чувствительный орган отражает своим построением потенциальные возможности этой памяти. А это значит, что атомы формировались в разных внешних условиях. Отсюда можно сделать вывод о состоянии внешней среды, если известна структура памяти и те условия внутри её замкнутого контура, которые эта память поддерживает.

^ 4.Силы, силовые линии и ускорение.

Современная наука не признаёт наличия жизненных процессов на уровне микромира и макромира, выделяя как нечто особенное биологическую жизнь, наделяя при этом все миры четырьмя типами силового взаимодействия: сильным внутриядерным, слабым взаимодействием (ответственным за радиоактивный распад), гравитационным и электромагнитным. Если сильную силу внутриядерного взаимодействия принять за единицу, то гравитационная сила будет величиной 10-40от этой единицы, а электромагнитная сила будет в тысячи раз меньше ядерной. Расчёты показывают, что электромагнитное взаимодействие в 1036раз сильнее гравитационного. Гравитация и масса – это незыблимые опоры современного знания. Тратится много интеллектуального потенциала, чтобы обнаружить волны гравитации и доказать их отличие от волн электромагнитных. В современной науке полностью отрицается наличие реальных силовых линий, убеждая всех, что эти линии суть только инструмент теоретических расчётов.

Наличие силовых линий во всех полях и во всех материальных формах, во всех пространственно- временных структурах подтверждается бесчисленным количеством экспериментов, первый из которых был проделан Фарадеем. В1846 году в процессе изучения характера прохождения волны света сквозь оптически неактивное вещество в его естественном состоянии Фарадеем было замечено, что стоит только изменить внешние условия – поместить такое вещество в сильное магнитное поле, как неактивное ранее вещество становилось активным, оно вступало во взаимодействие с волной света и разворачивало её плоскость поляризации. В естественных условиях, то есть без участия внешнего магнитного поля (хотя надо всегда иметь в виду, что внешнее магнитное поле в среде обитания всегда присутствует, но в эксперименте к естественному полю добавляется поле эксперимента) вращение плоскости поляризации зависит от угла падения луча света, что говорит о влиянии внутренней структуры вещества, оформленной в виде сети из силовых линий. При наличии дополнительного магнитного поля эксперимента эта зависимость исчезает, а вращение плоскости поляризации луча света становится зависимым только от направления силовых линий этого дополнительного поля. Это подтверждает сам факт наличия силовых линий как в полевой структуре, так и в форе вещества. Это убеждает в факте информационного воздействия именно магнитного поля среды на структуру вещества.

Наличие реальных силовых линий лежит в основе излучений из их концов и в стремлении всего живого свернуть эту линию в кольцо, в замкнутый контур, в форму вихря, в форму глобулы, чтобы сохранить неизменным течение «тока» в этом контуре, что и есть желание сохранить свою жизнь. При этом часть линий остаётся разомкнутыми, что обеспечивает их работу как антенны, которая ПРИТЯГИВАЕТ энергию внешней среды. Всё это служит основой того, что любая живая форма двойственна. Единая фора всегда имеет массу гравитационную и массу инерционную. Если гравитационная масса взаимодействует через посредство разомкнутых концов силовых линий, то инерционная масса – только по линии магнитного поля от замкнутых структур памяти.

Гравитационная масса обеспечивает электрическое взаимодействие с электрическим полем среды. Индуктивность замкнутого контура памяти обусловлена той электродвижущей силой индукции, которую наводит внешнее магнитное поле. Так память узнаёт путём магнитного резонанса соответствие внешней информации своему внутреннему содержимому, распознаётся «свой- чужой» в отношении сигналов информации. А поскольку геометрия электрического и магнитного полей в в

www.ronl.ru

Реферат - Проблема сущности живого и его отличия от неживой материи

Высшего профессионального образования

«Академия управления «ТИСБИ» Зачетная работа по дисциплине:

«Концепции современного естествознания»

на тему: «Проблема сущности живого и его отличия от неживой материи». Выполнил: студент гр.

Булатова А.Р.

Проверил: Казань — 2011

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

Введение

Первые живые существа появились на нашей планете около 3 млрд. лет назад. От этих ранних форм возникло бесчисленное множество видов живых организмов, которые, появившись, процветали в течение более или менее продолжительного времени, а затем вымирали. От ранее существовавших форм произошли и современные организмы, образующие четыре царства живой природы: более 1,5 млн. видов животных, 500 тыс. видов растений, значительное количество разнообразных грибов, а также множество прокариотических организмов.

Мир живых существ, включая человека, представлен биологическими системами различной структурной организации и разного уровня соподчинения, или согласованности. Из курса ботаники и зоологии известно, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка, например, может быть и отдельным организмом, и частью многоклеточного растения или животного. Она бывает довольно просто устроенной, как бактериальная, но и значительно более сложно, как клетки одноклеточных животных – Простейших. Как бактериальная клетка, так и клетка Простейших представляет собой целый организм, способный выполнять все функции, необходимые для обеспечения жизнедеятельности. А вот клетки, входящие в состав многоклеточного организма, специализированны, т.е. могут осуществлять только одну какую-либо функцию и не способны самостоятельно существовать вне организма. У многоклеточных организмов взаимосвязь и взаимозависимость многих клеток приводит к созданию нового качества, неравнозначного простой их сумме. Элементы организма – клетки, ткани и органы – в сумме ещё не представляют собой целостный организм. Лишь соединение их в исторически сложившемся в процессе эволюции порядке, их взаимодействие, образует целостный организм, которому присущи определенные свойства.

Сущность живого, его основные признаки.

Интуитивно мы все понимаем, что есть живое и что – мертвое. Однако при попытке определить сущность живого возникают трудности. Так, один из авторов предложил следующее «глубокомысленное» определение: живой организм – это тело, слагаемое из живых объектов; неживое тело – слагаемое из неживых объектов.

Но кроме подобных, явно бессодержательных определений, представляющих собой, по сути, тавтологию, имеют и другие, более содержательные. Однако и они на поверку оказываются неполными и потому уязвимыми. Широко известно, например, определение, данное Ф.Энгельсом, что жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой. И все же живая мышь и горящая свеча с физико-химической точки зрения находятся в одинаковом состоянии обмена веществ с внешней средой, равно потребляя кислород и выделяя углекислый газ, но в одном случае – в результате дыхания, а в другом – в процессе горения. Этот простой пример показывает, что обмениваться веществами с окружающей средой могут и мертвые объекты. Таким образом, обмен веществ является хотя и необходимым, но недостаточным критерием определения жизни, впрочем, как и наличие белков.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что дать точное определение жизни весьма непросто. И это люди поняли очень давно. Так, французский философ-просветитель Д. Дидро писал: «Я могу понять, что такое агрегат, ткань, состоящая из крохотных чувствительных телец, но живой организм!.. Но целое, система, представляющая собой единый организм, индивидуум, сознающий себя как единое целое, выше моего понимания! Не понимаю, не могу понять, что это такое!»

Современная биология при описании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни.

К числу свойств живого обычно относят следующие:

Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах.

Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию.

Живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Если толкнуть камень, то он пассивно сдвигается с места. Если толкнуть животное, оно отреагирует активно: убежит, нападет или изменит форму. Способность реагировать на внешние раздражения – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных.

Живые организмы не только изменяются, но и усложняются. Так у растения или животного появляются новые ветви или новые органы, отличающиеся по своему химическому составу от породивших их структур.

Все живое размножается. Эта способность к самовоспроизведению, пожалуй, самая поразительная способность живых организмов. Причем потомство и похоже, и в то же время чем-то отличается от родителей. В этом проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы.

Сходство потомства с родителями обусловлено ещё одной замечательной особенностью живых организмов – передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в генах – единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько видоизменяется, искажается. В связи с этим потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них.

Живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни. Строение крота, рыбы, лягушки, дождевого червя полностью соответствует условиям, в которых они живут.

Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого, можно отметить, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут, не размножаются.

Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное определение сущности живого: жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты1.

И, наконец, ещё более краткое определение жизни предложил американский физик Ф. Типлер в своей сенсационной книге «Физика бессмертия». «Мы не хотим, — пишет он – привязывать определение жизни к молекуле нуклеиновой кислоты, потому что можно вообразить себе существования жизни, которая к этому определению не подходит. Если к нам в космический корабль явится внеземное существо, химическую основу которого составляют не нуклеиновая кислота, то нам все равно захочется признать его живым». Жизнь, по мнению Типлера, представляет собой лишь информацию особого рода: «Я определяю жизнь как некую закодированную информацию, которая сохраняется естественным отбором»2. Но если это так, то жизнь-информация является вечной, бесконечной и бессмертной. И хотя с этим определением согласны далеко не все, его несомненная ценность состоит в попытке выделить из всех критериев жизни в качестве главного – способность живых организмов сохранять и предавать информацию.

Отличие живого от неживого.

Есть несколько фундаментальных отличий в вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения, называемые биополимерами, — белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). В структурном плане живое отличается от неживого клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых системах. Но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения. Не что-то воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.

Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава и функций, способностью к движению, раздражимостью, приспособленностью к среде и т.д. Неотъемлемым свойством живого является деятельность, активность. «Все живые существа должны или действовать, или погибнуть. Мышь должна находиться в постоянном движении, птица летать, рыба плавать и даже растение должно расти»3.

Многогранность живого.

Предбиологические структуры, представляющие собой гигантские органические макромолекулы, являются пределом химической эволюции вещества. Следующий и принципиально иной уровень сложности в организации материи по сравнению с атомарно-молекулярном уровнем – это живая материя, живая природа, Жизнь во всех ее формах является объектом биологии, поэтому, имея в виду все живое, можно говорить о биологическом уровне организации материи.

Живая природа (коротко – жизнь) – это такая форма организации материи на уровне макромира, которая резко отличается от других форм сразу многими признаками. Каждый из этих признаков может служить для разграничения живой и неживой природы, а соответственно – основой для определения, что есть жизнь. Существенными оказываются все эти признаки. Ни одним из них нельзя пренебречь.

Прежде всего любой живой объект является системой – совокупностью взаимодействующих элементов, которая обладает свойствами, отсутствующими у элементов, образующих этот объект. Для последующего анализа живого воспользуемся определением жизни, которое дал академик М.В. Волькенштейн: «Жизнь есть форма существования макроскопических гетерогенных открытых сильнонеравновесных систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению». Рассмотрим отдельные положения этой формулировки.

Микроскопичность живого означает, что любой живой организм, начиная с бактерии, или же его самостоятельно функционирующая подсистема должна содержать большое число атомов. Иначе упорядоченность, необходимая для жизни, разрушилась бы флуктуациями.

Гетерогенность означает, что организм образован из множества различных веществ.

Открытость живой системы проявляется в непрерывном обмене энергией и веществом с окружающей средой. Самоорганизация возможна лишь в открытых сильнонеравновесных системах.

Помимо отмеченных ключевых особенностей живых систем следует указать на другие важные свойства живых организмов.

Сходство химического состава всех живых организмов. Элементный состав живого определяется главным образом шестью элементами: кислород, углерод, водород, азот, сера, фосфор. Кроме того, живые системы содержат совокупность сложных биополимеров, которые для неживых систем не характерны (белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и др.)

Живые системы существуют конечное время. Свойство самовоспроизведения сохраняет биологические виды. Конечность живых систем создает условия их сменяемости и совершенствования.

Свойство всего живого – раздражимость – проявляется в виде реакции живой системы на информацию, воздействие извне.

Живая система обладает дискретностью – состоит из отдельных (дискретных) элементов, взаимодействующих между собой. Каждый из них также является живой системой. Наряду с дискретностью живой системе присуще свойство цельности – все ее элементы функционируют только благодаря функционированию всей системы в целом.

Критерии живых систем.

Рассмотри подробнее критерии, отличающие живые системы от объектов неживой природы, и основные характеристики процессов жизнедеятельности, выделяющие живое вещество в особую форму существования материи.

Особенности химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. Элементный состав неживой природы наряду с кислородом представлен в основном кремнием, железом, магнием, алюминием и т.д. В живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента – углерод, кислород, азот и водород. Однако в живых телах эти элементы участвуют в образовании сложных органических молекул, распространение которых в неживой природе принципиально иное по количеству, как по количеству, так и по существу. Подавляющее большинство органических молекул окружающей среды представляют собой продукты жизнедеятельности организмов. В живом веществе несколько основных групп органических молекул, характеризующихся определенными специфическими функциями и в большинстве своей представляющих собой регулярные полимеры. Во-первых, это нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, свойства которых обеспечивают явления наследственности и изменчивости, а также самовоспроизведение. Во-вторых, это белки – основные структурные компоненты биологических мембран и клеточных стенок, главные источники энергии, необходимой для обеспечения процессов жизнедеятельности. И наконец, огромная группа разнообразных так называемых «малых молекул», принимающих участие в многочисленных и разнообразных процессах метаболизма в живых организмах.

Метаболизм. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности.

В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте веществ они просто переносятся с одного места на другое или меняется их агрегатное состояние: например смыв почвы, превращение воды в пар или лед.

В отличие от обменных процессов в неживой природе у живых организмов ори имеют качественно иной уровень В круговороте органических веществ самыми существенными стали процессы превращения веществ – процессы синтеза и распада.

Живые организмы поглощают из окружающей среды различные вещества. Вследствие целого ряда сложных химических превращений вещества из окружающей среды уподобляются веществами живого организма и из них строится его тело. Эти процессы называются ассимиляцией, или пластическим обменом.

Другая сторона обмена веществ – процессы диссимиляции, в результате которых сложные органические соединения распадаются на простые, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиляцию называют энергетическим обменом.

Обмен веществ обеспечивает гомеостаз организма, т.е. неизменность химического состава и строения всех частей организма, и как следствие, постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

Единый принцип структурной организации. Все живые организмы, к какой бы систематической группе они ни относились, имеют клеточное строение. Клетка, как уже указывалось выше, является единой структурно-функциональной единицей, а также единицей развития всех обитателей Земли.

Репродукция. На организменном уровне самовоспроизведение или репродукция, проявляется в виде бесполого или полового размножения особей. При размножении живых организмов потомство обычно похоже на родителей: кошки воспроизводят котят, собаки – щенят. Из семян тополя опять вырастает тополь. Деление одноклеточного организма – амебы – приводит к образованию двух амеб, полностью схожих с материнской клеткой.

Таким образом, размножение – это свойство организмов производить себе подобных.

Благодаря репродукции не только целые организмы, но и клетки, органеллы клеток (митохондрии, пластиды и др.) после деления сходны со своими предшественниками. Из одной молекулы ДНК при ее удвоении образуются две дочерние молекулы, полностью повторяющие исходную.

В основе самовоспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т.е. образование новых молекул и структур на основе информации, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК. Следовательно, самовоспроизведение – одно из основных свойств живого, тесно связанное с явлением наследственности.

Наследственность. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Признаком называют любую особенность строения на самых различных уровнях организации живой материи, а под свойствами понимают функциональные особенности, в основе которых лежат конкретные структуры. Наследственность обусловлена специфической организацией генетического вещества (генетического аппарата) – генетическим кодом. Под генетическим кодом понимают такую организацию молекул ДНК, при которой последовательность нуклеотидов в ней определяет порядок аминокислот в белковой молекулу. Обеспечивается явление наследственности стабильностью молекул ДНК и воспроизведение ее химического строения (редупликацией) с высокой точностью. Наследственность обеспечивает материальную преемственность (поток информации) между организмами я в ряду поколений.

Изменчивость-это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней, так как при этом изменяются наследственные задатки – гены, определяющие развитие тех или иных признаков. Если бы репродукция матриц – молекул ДНК – всегда происходила с абсолютной точностью, то при размножении организмов осуществлялась бы преемственность только существовавших прежде признаков, и приспособление видов к меняющимся условиям среды оказалось бы невозможным. Следовательно, изменчивость – это способность организмов приобретать новые признаки и свойства, в основе которой лежат изменения биологических матриц.

Изменчивость создает разнообразный материал для естественного отбора, т.е. отбора наиболее приспособленных особей к конкретным условиям существования в природных условиях, что в свою очередь, приводит е появлению новых форм жизни, новых видов организмов.

Рост и развитие. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественно состояние объекта, вследствие которого изменяется его состав и структура. Развитие живой формы существования материи представлено индивидуальным развитием, или онтогенезом, и историческим развитие, или филогенезом.

На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Развитие сопровождается ростом. Независимо от способа размножения все дочерние особи, образующиеся из одной зиготы или споры, почки или клетки, получают по наследству только генетическую информация, т.е. возможность проявить те или иные признаки. В процессе развития возникает специфическая структурная организация индивида, а увеличение его массы обусловлено репродукцией макромолекул, элементарных структур клеток и самих клеток.

Филогенез, или эволюция, — это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. Результатом эволюции является все многообразие живых организмов на Земле.

Раздражимость. Любой организм неразрывно связан с окружающей средой: извлекает из нее питательные вещества, подвергается воздействию неблагоприятных факторов среды, вступает во взаимодействие с другими организмами и т.д. В процессе эволюции у живых организмов выработалось и закрепилось свойство избирательно реагировать на внешние воздействия. Это свойство носит название раздражимости. Всякое изменение окружающих организм условий среды представляет собой по отношению к нему раздражение, а его реакция на внешние раздражители служит показателем его чувствительности и проявлением раздражимости.

Реакция многоклеточных животных на раздражимость осуществляется через посредство нервной системы и называется рефлексом.

Организмы, не имеющие нервной системы, например простейшие или растения, лишены и рефлексов. Их реакции, выражающиеся в изменении характера движения или роста, принято называть таксисами или тропизмами, прибавляя при их обозначении название раздражителя. Например, фототаксис – движение в направлении к свету; хемотаксис – перемещение организма по отношению к концентрации химических веществ. Каждый род таксиса может быть положительным или отрицательным в зависимости от того, действует раздражимость на организм притягивающим или отталкивающим образом.

Под тропизмами понимают определенный характер роста, который свойственен растениям. Так, гелиотропизм (от греч. «helios» — Солнце) означает рост наземных частей растений (стебля, листьев) по направлению к Солнцу, а геотропизм (от греч «geo» — Земля) – рост подземных частей (корней) в направлении к центру Земли.

Для растений характерны также настии – движения частей растительного организма, например движение листьев в течение светового дня, зависящее от положения Солнца на небосводе, раскрытие и закрытие венчика цветка и т.д.

Дискретность. Само слово дискретность произошло от латинского «discretus», что означат прерывистый, разделенный. Дискретность – всеобщее свойство материи. Так, из курса физики и общей химии известно, что каждый атом состоит из элементарных частиц, что атомы образуют молекулу. Простын молекулы входят в состав сложных соединений или кристаллов и т.д.

Жизнь на Земле также проявляется в виде дискретных форм. Это означает, что отдельный организм или иная биологическая система (вид, биоценоз и др.) состоит из отдельных изолированных, т.е. обособленных или отграниченных в пространстве, но тем не менее тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Например, любой вид организмов включает отдельные особи. Тело высокоорганизованной особи образует пространственно отграниченные органы, которые, в свою очередь, состоят из отдельных клеток. Энергетический аппарат клетки представлен отдельными митохондриями, аппарат синтеза белков – рибосомами и т.д. вплоть до макромолекул, каждая из которых может выполнять свою функцию, лишь будучи пространственно изолированной от других. Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления его путем замены «износившихся» структурных элементов (молекул, ферментов, органоидов клетки, целых клеток) без прекращения выполняемой функции. Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции путем гибели или устранения индивидов с полезными для выживания признаками.

Авторегуляция. Это способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов – гомеостаз. При этом недостаток поступления каких-либо питательных веществ мобилизует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает запасание этих веществ. Подобные реакции осуществляются разными путями благодаря деятельности регуляторных систем – нервной, эндокринной и некоторых других. Сигналом для включения той или иной регулирующей системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.

Ритмичность. Периодические изменения в окружающей среде оказывают глубокое влияние на живую природу и на собственные ритмы живых организмов.

Ритм – это, в общих чертах, повторение одного и того же события или воспроизведение одного и того же состояния через равные промежутки времени. В биологии под ритмичностью понимают периодические изменения интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний (от нескольких секунд до года и столетия). Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека; сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих (суслики, ежи, медведи) и многие другие.

Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой, т.е. на приспособление к периодически меняющимся условиям существования.

Энергозависимость. Живые тела представляют собой «открытые» для поступления энергии системы. Это понятие заимствовано из физики. Под «открытыми» системами понимают динамические, т.е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи извне. Таким образом, живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают энергия и материя в виде пищи из окружающей среды. Следует отметить, что живые организмы в отличие от объектов неживой природы отграничены от окружающей среды оболочками (наружная клеточная мембрана у одноклеточных, покровная ткань у многоклеточных). Эти оболочки затрудняют обмен веществ между организмом и окружающей средой, сводят к минимуму потери вещества и поддерживают пространственное единство системы.

Таким образом, живые организмы резко отличаются от объектов физики и химии – неживых систем – своей исключительной сложностью и высокой структурной функциональной упорядоченностью. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства. Живое представляет собой особую ступень развития материи.

Многочисленные определения сущности жизни можно свести к двум основным. Согласно первому, жизнь определяется субстратом – носителем ее свойств, например белком. Вторая группа определений оперирует совокупностью специфических физико-химических процессов, характерных для живых систем. Классическое определение Ф. Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» — лишь формально может быть отнесено к первой категории, так как Энгельс имел в виду не собственно белки, а структуры, содержащие белок. С другой стороны, обмен веществ также не может служить единственным критерием жизни, да и сам нуждается в объяснении при посредстве жизни.

За счет чего функционирует энергетика всего живого?

Все функции живых систем, требующие расходования энергии, должны обеспечиваться ею от некоторых внешних источников. Ими являются органические вещества с запасенной в них химической энергией. Часть организмов синтезирует эти вещества внутри себя из неорганических веществ. Например, из углекислого газа и воды под действием солнечного света (такой процесс называется фотосинтезом) или в процессе окисления (хемосинтез в некоторых бактериях). Эти организмы называют автотрофами. Большинство автотрофов – это зеленые растения, осуществляющие фотосинтез. Другая часть организмов (например, все животные и человек), называемых гетеротрофами, приспособилась к потреблению энергии из готовых органических веществ, синтезированных автотрофами.

Питательные органические вещества, поглощаемые гетеротрофами, обладают большей упорядоченностью (меньшей энтропией), чем выделяемые продукты обмена. Организмы гетеротрофов переносят упорядоченность (неэнтропию) из внешней среды в самих себя. Для автотрофов эта же цель достигается путем выполнения внутренней работы за счет энергии электромагнитного излучения солнца.

Таким образом, назначение метаболизма, то есть обмена веществ живой системы с внешней средой, состоит в поддерживании определенного уровня организации этой системы и ее частей. Эта цель достигается за счет отбора извне веществ и энергии, которые обеспечивают химический синтез необходимых организму соединений, а также вывод из живой системы всего, что не может быть ею использовано. Метаболизм необходим для противодействия увеличению энтропии, обусловленному необратимыми процессами в живой системе.

Между двумя типами организмов – авто- и гетеротрофами – существует пищевая (трофическая) связь. Живые системы образуют пищевые цепочки: энергия, накопленная при фотосинтезе растениями, передается через травоядных к хищникам; заключительным звеном пищевой цепочки являются микробы, перерабатывающие вещество отмерших организмов в неорганические вещества. В последующем эти молекулы вновь могут участвовать в образовании и живых систем. В итоге в биосфере сформировался глобальный круговорот веществ, который обусловлен так называемыми биогеохимическими циклами. Основными являются циклы обращения в биосфере воды, а также элементов, из которых состоят живые системы.

Первоисточником энергетического потока, проходящего сквозь все пищевые цепочки в биосфере, служит энергия солнечного электромагнитного излучения, попадающая на поверхность Земли в видимом диапазоне (свет). Финалом преобразований в пищевых цепочках является освобождение энергии в виде тепла при переработке микробами органических остатков. Вся высвободившаяся в процессе жизнедеятельности в биосфере энергия возвращается поверхностью Земли в мировое пространство главным образом в виде электромагнитного инфракрасного диапазона.

В глобальном энергетическом балансе принципиально важно, что энтропия поступающего на Землю коротковолнового излучения меньше, чем энтропия длинноволнового излучения, переизлучаемого нашей планетой. За счет этой отрицательной разности энтропий на поверхности Земли возможно образование и поддержание упорядоченных структур (как это происходит и во многих других природных системах). Вся биосфера Земли представляет собой высокоорганизованную систему, упорядоченность в которой поддерживается за счет отрицательного энтропийного баланса.

плотность радиации во Вселенной была бы столь велика, что жизнь не могла бы существовать. Углерод синтезирован в звездах-гигантах несколько миллиардов лет назад, Если бы возраст, Вселенной был меньше, то жизнь также не могла бы возникнуть. Планеты должна иметь определенную массу для того, чтобы удержать атмосферу. Организации живых систем.

С момента возникновения жизни органическая природа находится в непрерывном развитии. Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до конца его не описано и не классифицировано.

Жизнь на Земле представлена ядерными и доядерными, одноклеточными и многоклеточными существами; многоклеточные, в свою очередь, представлены грибами, растениями и животными. Любое их этих царств объединяют разнообразные типы, классы, отряды, семейства, роды, виды, популяции и индивидуумы.

Первые представления о системах и уровнях организации живых систем были заимствованы из опыта изучения живой природы. Следующий, теоретический шаг в понимании сущности вопросов неизбежно связан с анализом непосредственно данной живой системы, ее расчленением на отдельные подсистемы и элементы, изучение структуры системы, выявлением различных структурных уровней организации живых систем.

Можно выделить несколько разных уровней организации живого: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, онтогенетический, популяционный, видовой, биогеоцентрический, биосферный. Перечисленные уровни выделены по удобству изучения.

При изучении молекулярно-генетического уровня достигнута, видимо, наибольшая ясность в определении основных понятий, а также в выявлении элементарных структур и явлений. Развитие хромосомной теории наследственности, анализ мутационного процесса, изучение строения хромосом, фагов и вирусов вскрыли основные черты организации элементарных генетических структур и связанных с ними явлений.

Представление о структурных уровнях организации сформировалось под влиянием открытия клеточной теории строения живых тел. В середине XIX в. клетка рассматривалась как последняя единица живой материи, наподобие атома неорганических тел. Л. Пастер высказал мысль, что важнейшим свойством всей живой материи является молекулярная асимметричность, подобная асимметричности левой и правой рук. Опираясь на эту аналогию, в современной науке это свойство назвали молекулярной хиральностью (от греч. cheir – «рука»).

Наряду с изучением структуры белка в последние 50 лет интенсивно изучались механизмы наследственности и воспроизводства живых систем.

Особенно остро этот вопрос встал перед биологами в связи с определением границы между живым и неживым. Строго научное разграничение живого и неживого встречает определенные трудности. Имеются как бы переходные формы от нежизни к жизни. Большие споры возникли вокруг природы вирусов, обладающих способностью к самовоспроизводству, но не имеющих возможности осуществлять процессы, которые мы обычно приписываем живым системам: обмениваться веществом, реагировать на внешние раздражители, расти и т.п.

Вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его ферментные системы. Очевидно, если считать определяющим свойством живого обмен веществ, то вирусы нельзя назвать живыми организмами, но если таким свойством считать воспроизводимость, то их следует отнести к живым телам. В зависимости от того, какой признак мы считаем самым важным, мы относим вирусы в живым системам или нет. Как это ни странно но до сих пор нет удовлетворяющего всех определения понятия «жизнь, живое».

Переход на молекулярный уровень исследования во многом изменил представления о механизме изменчивости. Согласно доминирующей точке зрения основным источником изменений и последующего отбора являются мутации, возникающие на молекулярно-генетическом уровне. Однако, кроме переноса свойств от одного организма к другому, существуют и другие механизмы изменчивости, важнейшим из которых являются «генетические рекомбинации». В одних случаях, называемых «классическими» они не приводят к увеличению генетической информации, что наблюдается главным образом у высших организмов. В других, «неклассических» случаях рекомбинация сопровождается увеличением информации генома клетки. При этом фрагменты хромосомы клетки-донора могут включаться в хромосому клетки-реципиента, а могут оставаться в латентном скрытом состоянии, но под влиянием внешних факторов они становятся активными и поэтому могут соединиться с клеткой-реципиентом.

Дальнейшее исследование «неклассических» форм генетических рекомбинаций привело к открытию целого ряда переносимых, или «мигрирующих», генетических элементов. Важнейшим из них являются автономные генетические элементы, названные плазмидами, которые служат активными переносчиками генетической информации. На основе этих результатов некоторыми учеными высказано предположение, что «мигрирующие» генетические элементы вызывают более существенные изменения в геномах клеток, чем мутации.

Все это не могло не поставить вопроса: работает ли естественный отбор на молекулярно-генетическом уровне?

Появление «теории нейтральных мутаций» ещё больше обострило ситуацию, поскольку она доказывает, что изменение в функциях аппарата, синтезирующего белок, являются результатом нейтральных, случайных мутаций, не оказывающих влияния на эволюцию. Хотя такой вывод и не является общепризнанным, но хорошо известно, что действие естественного отбора проявляется на уровне фенотипа, то есть живого целостного организма, а это связано уже с более высоким уровнем исследования.

Список литературы.

Горелов А.А. Концепции современного естествознания. Курс лекций – М.: Центр, 2000.

Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. Биология: общие закономерности. Учебник для 10-11 кл. общеобразовательных учебных заведений. М.: Школа-Пресс, 1996.

Концепции современного естествознания. Учебник. Под ред. профессора В.Н. Лавриненко, профессора В.П. Ратникова. М.: «Культура и спорт». Издательское объединение «ЮНИТИ», 1997.

Самыгин С.И., Голубинцев В.О., Любченко В.С., Минасян Л.А. Концепции современного естествознания: экзаменационные ответы. Серия «сдаем экзамен». Ростов-на-Дону: «Феникс», 2001.

Чипак Ю.А., Борисов Д.А., Попова Н.С., Сарафанова Е.В. «Экзамен по курсу концепции современного естествознания». Под ред. Т.В. Макеевой. М.: «приор-издат», 2004.

www.ronl.ru

Реферат - Свойства живой материи

Биология – наука о живых системах, закономерностях и механизмах их возникновения, существования и развития. Предмет биологии. Биологические науки, их задачи, объекты изучения. Значение биологии как базисной дисциплины в подготовке врача.

Термин «биология» введен Ж.Б.Ламарком и Тревиранусом в 1802 году (bios-хизнь).

Биология – наука о жизни, о формах живого, о закономерностях существования и развития органического мира. Объект исследования биологии – живые организмы. Изучаются строение, функции, связи с другими организмами и окружающей средой (в т. ч. неживой природой). Открытия в биологии конца ХХ века сравнимы с открытиями космоса.

Современная биологическая наука образует сложную систему биологических направлений. Есть разные классификации биологических наук.

Палеонтология – наука о вымерших животных и растениях.

Неонтология – изучает ныне живущих организмов.

Классификация по объекту исследования.

-зоология: протозоология – учение о простейших организмах

гельминтология – о паразитических червях

арахнология – о паукообразных

энтомология – о насекомых

Зоология изучает строение, происхождение, развитие, образ жизни животных.

-ботаника – изучает строение, происхождение, развитие и функции растений (лекарственные и ядовитые растения)

-гидробиология – наука о водных объектах

-вирусология – наука о вирусах

-микробиология – наука о микроорганизмах.

Классификация по свойствам живого.

Морфология – изучает форму, строение организма (анатомия, гистология)

Физиология – изучает процессы, протекающие в живом организме и обмен веществ между организмом и окружающей средой (нормальная физиология, патологическая физиология)

Экология – изучает взаимодействия между организмом и окружающей средой (гигиена с экологией, биология с экологией)

Этология – наука о поведении животных, человека (у человека детерминировано поведение)

Биология клетки – цитология

Биология развития – закономерности развития (ранее – эмбриология)

Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости (кафедра неврологии)

Геронтология – учение о старении организма и борьбе за долголетие

Гериатрия – наука об обмене веществ, протекающем в стареющем организме

Антропология – наука о закономерностях происхождения человека, человеческих рас

Эволюционное учение – изучает закономерности исторического развития.

Далее происходит более мелкое деление групп.

Существуют смежные дисциплины.

Биохимия – классическая наука о химических реакциях, которые протекают в живых клетках, обеспечивают рост, жизнедеятельность и размножение организмов. Биохимии принадлежит открытие ферментов и их роли.

Биофизика– изучает живые объекты, используя оригинальные физические методы и концепции.

Молекулярная биология (50-е годы ХХ века) – совокупность биохимии, биофизики, классической генетики и биологии. Привела к открытию генетического кода и биосинтеза белка.

Биоорганическая химия – использует приемы и методы органической химии, используется для определения структуры и функций в клетке и их взаимной влиянии. Разработка новых лекарственных средств.

Физико-химическая биология – конец ХХ века – союз биофизики, биохимии, биоорганической химии, молекулярной биологии.

Биоинженерия генная – создание нового организма с заранее заданными свойствами. В настоящее время можно выделить, создать ген или группу генов с интересующим признаком, происходит вживление в другой организм (ген инсулина человека встроен в кишечную палочку).

Геномика– компьютерный анализ генома (в том числе и генома человека) и медицинские приложения (так называемая – медицинская геномика). Используется геномная диагностика, выявляющая предрасположенность к каким – либо заболеваниям человека.

Протеомика – связь между наследственным материалом и проявлением признаков.

Биология взаимодействует практически со всеми науками и используется в технике (биотехнологические приемы, промышленный микробиологический синтез, сыроварение и др.)

Главным объектом внимания и профессиональной деятельности врача является человек, представляющий неотъемлемую часть природы. В силу этого в настоящем учебнике значительное место занимает описание процессов и механизмов, свойственных всем живым организмам. Вместе с тем авторы старались подобрать такие примеры, которые раскрывают действие этих механизмов в организме человека, популяции людей, антропобиогеоценозах. Известно, что отличительной чертой природы людей является наличие социальной составляющей, что проявляется в определенной специфике некоторых важных сторон их развития и жизнедеятельности. Вытекающие из указанной специфики особенности, наиболее заметно проявляющиеся в структуре онтогенеза, особенно постнатального (наличие только у людей периода отрочества и юности, отчетливо представленный период старости), на уровне генетико-популяционных процессов (доминирующая роль социальных факторов в определении состава популяций в сравнении с климатогеографическими), в биогеоценозах и биосфере (целенаправленное преобразование природы, очеловечивание среды жизни), также находят отражение в учебнике. Вопросы наследственности и изменчивости, индивидуального развития (включая старение и факторы регуляции продолжительности жизни), экологии (включая паразитизм), учение о биосфере и ноосфере рассмотрены в свете задач высшего медицинского образования. Проблемы эволюции освещены с позиций популяционной биологии, а филогенез — с позиций, раскрывающих естественноисторические предпосылки определенных пороков развития.

Избранный подход способствует формированию у студентов генетического, онтогенетического и экологического образа мышления, совершенно необходимого современному врачу, который связывает здоровье своих пациентов с сочетанным действием трех главных факторов: наследственности, среды жизни и образа жизни.

В соответствии с магистральными направлениями и «зонами прорыва» современной биомедицины наибольшие дополнения и изменения в настоящем издании относятся к разделам генетики, онтогенеза, популяционной биологии человека, антропогенеза.

Для уяснения содержания биологических основ жизнедеятельности и развития человека в их наиболее полном объеме материал излагается соответственно всеобщим уровням организации жизни: молекулярно-генетическому, клеточному, организменному, популяционно-видовому, экосистемному. Наличие перечисленных уровней отражает структуру и необходимые условия процесса исторического развития, в связи с чем присущие им закономерности проявляют себя более или менее типичным образом во всех без исключения живых формах, включая человека.

Велика роль курса биологии не только в естественнонаучной, но и в мировоззренческой подготовке врача. Предлагаемый материал учит разумному и осознанно внимательному отношению к окружающей природе, себе самому и окружающим как части этой природы, способствует выработке критической оценки последствий воздействия человека на среду обитания. Биологические знания воспитывают бережное и уважительное отношение к детям и лицам преклонного возраста. Открывшаяся на рубеже веков в связи с развитием геномики возможность активно и фактически произвольно изменять генетическую конституцию людей неизмеримо увеличивает ответственность врача, требуя от него неукоснительного следования этическим нормам, гарантирующим соблюдение интересов пациента. Это важнейшее обстоятельство также находит отражение в учебнике.

2.Человек как объект биологии. Значение биологического и социального наследства человека для медицины. На планете среди других существ люди занимают особое место, т.к. они приобрели социальную сущность. Это значит, что уже не биологические механизмы, а общественное производство, труд обеспечивают выживание, всесветное расселение, благополучие человека. Но социальность не противопоставляет людей всем остальным. Человечество подчиняется законам общественного, а не биологического развития. Человечество составляет своеобразный, но неотъемлемый компонент биосферы. Благодаря животному происхождению ж/д. человеческого организма основывается на фундаментальных биологических механизмах, которые составляют его биологическое наследство. Биологическое наследство играет роль в патологии человека. Патолог Давыдовский писал, что естественность и законность болезней вытекают из основных свойств жизни, а именно из универсального и важнейшего свойства организмов — приспосабливаться к меняющимся условиям внешней среды. По его мнению, полнота такого приспособления и есть полнота здоровья.

Человек сочетает в себе биологическое и социальное. Особенностью человеческого биологического является то, что оно проявляется в условиях определяющего действия законов общественного развития. Биологические процессы с необходимостью совершаются в организме человека и им принадлежит фундаментальная роль в определении важнейших сторон ж/д и развития.

3.Развитие представлений о сущности жизни. Определение жизни с позиций системного подхода. Свойства живого.Все живые организмы избирательно относятся к окружающей среде. Состав химических элементов живых систем отличаются от химических элементов земной коры. В земной коре O,Si,Al,Na,Fe,K, в живых организмах H,O,C,N. Всех других элементов менее 1%. В любом живом организме можно найти все элементы окружающей среды, правда, в разном количестве. Однако это не означает, что они необходимы. Необходимы 20 химических элементов – тех, без которых живая система обойтись не может. В зависимости от окружающей среды и обмена веществ набор этих веществ разный. Некоторые химические элементы входят в состав всех живых организмов (универсальные химические элементы) H,C,N,O.Na,Mg,P,S,Ca,K,Cl,Fe,Cu,Mn,Zn,B,V,Si,Co,Mo. Кремнийвходит в состав мукополисахаридов соединительной ткани.

В состав живых организмов входят 4 элемента, которые удивительно подошли для выполнения функций живого: О, С, Н, N. Они обладают общим свойством: они легко образуют ковалентные связи посредством спаривания электронов. Атомы С обладают свойством: могут соединяться в длинные цепи и кольца, с которыми могут связываться другие химические элементы. Соединений С очень много. Ближе всего к углероду кремний, но С образует СО2, который широко распространен в природе и доступен всем, а оксид кремния — элемент песка (нерастворим).

Любой живой организм на 90% состоит из 6 химических элементов – С, О, Н, Р,N,S – биоэлементы (биогенные элементы).

Все живые организмы используют общие материалы для жизнедеятельности. Используются около 120 Это продукты химической эволюции (органические соединения живых систем и компоненты неживой материи).

Жизнь по своей природе материальна, но не любая материя является живой.

Жизнь – особая форма материи. Живым организмам присущи специфические функции, свойства и закономерности.

Свойства живой материи

-репродукция (самовоспроизведение, размножение)

-обмен веществ

-раздражимость

-саморегуляция

-гомеостаз

-наследственность

-изменчивость

-ритмичность

-постоянная связь с внешней средой

-эволюционный критерий.

Гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды организма в непрерывно меняющихся условиях внешней среды. Обмен веществ присущ всем живым организмам, поэтому это свойство легко легло в основу экологического определения жизни.

www.ronl.ru

Реферат - Творческая эволюция живой и неживой материи

Авраам Гольдберг

В последние десятилетия, во многом благодаря работам Ильи Пригожина в области неравновесной термодинамики (см. статью «Синергетика – теория самоорганизации»), в науке появилось понимание того, что материи присуще свойство самоорганизации. Однако механизм и движущая сила самоорганизации, адаптации и эволюции живой и «неживой» природы еще не определен. Направление эволюции вселенной и наличие сингулярности материи на этом пути является одной из наименее ясных проблем. Поль Девис (The Fifth Miracle, 1999) рассмотрел различные аспекты живых существ и искал принцип жизни, который отличает живые существа от «неживой» материи. Как и много ранее Джон Вейценбаум (Computer Power and Human Reason, 1982), Стефен Гранд, известный создатель искусственных живых существ, автор книги «Creation: Life and how to make it» и игры «Creatures», сказал в одном из своих интервью, что признаком реальных живых существ является наличие эмоций, воображения и способности к самообучению. Он заметил, что «он обнаруживает себя во вселенной в мельчайший промежуток времени в течение многих миллиардов лет существования вселенной, и хотел бы знать, откуда он пришел, куда уйдет и что он здесь делает».

Имеется много современных работ и гипотез о возникновении жизни на Земле и переноса её из космоса, о молекулярных процессах и процессах структурной организации происходивших при этом. Несомненно, существует некоторый порог где «неживая» материя трансформируется в живую и далее, в «разумную», обладающую сознанием. Этот порог нужно преодолеть, даже если все вышеупомянутые процессы будут смоделированы. Варианты искусственной жизни, как и разные виды природной, помогают понять что такое (кто такое) живое существо.

Очень важно определить, как возникла жизнь на Земле, но еще более важным является поиск принципа существования живой материи: во-первых, потому, что длительный метод, использованный природой, не подходит для создания искусственных живых существ и, во-вторых, внеземная жизнь, которую мы ищем, может иметь формы, совершенно отличные от нашей, и только этот Принцип должен быть общим для любой жизни, включая нашу.

Кратко рассмотрим роль Творческих Процессов (ТП) в самоорганизации и эволюции материи и интеллекта (описанную в книге автора «Natural and Artificial Creative Processes in Nature, Science and Engineering»). Природная организация, адаптация и эволюция происходит посредством ТП взаимодействия открытой (конечной величины) материальной (живой или «неживой») Системы с окружающей её средой, включая процессы Энерго-Материального (ЭМТП) и (или) Информационного (ИТП) взаимодействия.

ТП – это натуральный «вездесущий» и «самодостаточный» процесс. Он создал и постоянно обновляет все формы материи вселенной. Это диалектическое взаимодействие между Случайным Процессом (СП) изменения физических или интеллектуальных параметров Системы в некоторых областях и детерминизацией СП (увеличением плотности вероятности СП) посредством обратной связи, которая уменьшает и сдвигает эти области в соответствии с положительными или отрицательными для Системы результатами, достигаемыми этими изменениями. Эта детерминизация экспоненциально ускоряет ТП, обеспечивая ту реальную быструю адаптацию и эволюцию природы (несмотря на многие космические и земные катастрофы), которая неосуществима для дарвиновского естественного отбора случайных изменений (без детерминизации СП). ТП – это самовозникающий и саморазвивающийся процесс, не нуждающийся во внешнем создателе или управлении. Он приостанавливается при достижении не наилучших, а только достаточных результатов в конкретной ситуации. Это дополнительно ускоряет адаптацию, исключая проверку других возможных вариантов адаптации и экспоненциальный «комбинаторный взрыв». Кроме того, множество достаточных решений не уступает в среднем множеству наилучших решений в экономичности расходования ресурсов Системы (энергия, объем, спектр, и т.п.).

ТП происходит всегда в изменяющейся (хаотически) материи при двусторонней связи открытой (ограниченной Системы с окружающей её средой. Именно это обеспечивает наблюдаемый, «присущий» материи феномен самоорганизации (самосозидания), т.е. переход такой Системы в новые состояния с другими уровнями упорядоченности.

Из-за своей случайной составляющей ТП – необратимый, неформализуемый и невычислимый полностью процесс. Но это позволяет находить решения и приобретать знания, которые логически не следуют из знаний, которые уже известны Системе, вырабатывать внелогичные суждения, гипотезы и аксиомы. ТП идет на базе предыдущих организации и знаний Системы, дополняя и корректируя их и, таким образом, имеет «генетическую» и творческую компоненты. Творческая эволюция не повторяется, а движется вперед, иногда лавинообразно.

ТП обеспечивает не только самоорганизацию и эволюцию материи, но и её самоотображение, стабильность и вариации её форм, их «целенаправленность» и «тонкую настройку». Он действует «по обстоятельствам», не имея установленные заранее тенденции или направления. ТП снижает энтропию, формирует закономерности. Это творец, действующий против диссипативного процесса. Именно ТП является той движущей и направляющей силой, которая обеспечивает самоорганизацию, адаптацию и эволюцию материи, возникновение её новых форм. ТП объединяет процессы рандомизации и детерминизации, в частности в неравновесной термодинамике и при зависимости наблюдаемого объекта от наблюдателя.

ИТП происходит посредством обмена сигналами (неизоморфными выражаемым ими действиям или явлениям) – знаки, звуки, речь, запахи, генетический код, нейроимпульсы, электромагнитные поля и т.п. ИТП «присоединяется» к ЭМТП на некоторой стадии эволюции, когда появляются пороговые коммутирующие элементы «действие (явление) ↔ сигнал», запускающие или регистрирующие сигналы. Именно это определяет появление живой материи – Жизни и её интеллектуальных способностей в как природных, так и искусственных системах. ИТП создает качество, называемое Творческим Интеллектом.

ТП с высоким показателем экспоненты развития вплоть до цепной реакции и взрыва – это Количественно-Качественная Трансформация (ККТ). ККТ известны на ядерно-атомном и молекулярном уровнях, в эволюции звезд и галактик, на ступенях эволюции интеллекта. Так называемое «нелинейное мышление» – это ККТ в ИТП.

Концепция Природного и Искусственного ЭМТП и ИТП делает возможными ряд гипотез и результатов, существенных для науки и практики.

1. Большой Взрыв (БВ) не является единственным. БВ спорадически возникают как ККТ – взрывы особенно больших черных дыр (ЧД) при достижении их массы-энергии определенного критического значения. Возможно, такие ЧД возникают при столкновениях галактик, или их скоплений. Такие столкновения могут повторяться через многие десятки, даже сотни миллиардов лет. Такое критическое значение должно быть на много порядков больше энергии 1067...1068ГэВ, соответствующей энергии средней галактической ЧД. Энергия БВ вызывает инфляцию, отбрасывающую материю со скоростью, большей скорости света, и формирует группы Метагалактик, разделенных изолирующими их «пустотами», где материя (включая вакуум) вместе с её пространством и временем отсутствует. (Это может также объяснить и отсутствие бесконечно большой яркости неба.) Возникающее вещество (с ненулевой массой покоя) вызывает гравитацию, замедляющую инерционное расширение. По мере увеличения расстояний скорость расширения возрастает вновь, но уже не превышает скорости света – в соответствии со скорректированным законом Хаббла. Все эти процессы не нуждаются в ступенях сингулярности и снимают вопросы о «начале и конце» вселенной, предопределенности её эволюции, её границах и форме, её бесконечном расширении или реколлапсировании.

ТП не нуждается в каком-либо фиксированном наборе элементарных частиц или конструкций. Как и сам ТП, всё их множество, как правило, не должно повторяться в разных Метагалактиках, кроме, возможно, частиц-квантов материи с нулевой массой покоя и энергиями около 1018ГэВ, возникающих сразу при БВ. Интеграция вещества может привести к новым ККТ, создающим новые организации, не обязательно более сложные, чем предыдущие.

2. ИТП возникает неотвратимо. Пороговые элементы возникают случайно, но ТП быстро закрепляет их. Затем ИТП в принципе может существовать и развиваться неограниченное время и даже, по необходимости, корректировать ЭМТП с целью самосохранения и в пределах, которые постепенно расширяются. Возможно, некоторые «конструктивные» элементы и были занесены на Землю из космоса, но эти элементы не могли быть коммутирующими, и «земной вариант» Жизни – это оригинальное (самостоятельное) творение ИТП. ИТП обеспечивает возникновение жизни и при недостаточной (для дарвиновской эволюции) стабильности земных условий – главного довода сторонников «космической жизни».

Творческий Интеллект (ТИ) включает отношения Системы к окружающей среде, такие как эмоции, самоидентификация, изучение этой среды, предсказания будущего и воображение. Системы ИТП формируют эти отношения, свое поведение и пути дальнейшего совершенствования самостоятельно, используя генетический и индивидуально накопленный опыт. Это качество – ТИ должно быть присуще всем природным и искусственным интеллектуальным системам. Можно классифицировать следующие четыре различные ступени (ККТ) иерархической восходящей лестницы ТИ:

Простейшая ступень, где ИТП происходит только между Системой и её окружением (отсутствует её внутренняя «нервная система»). Например, это образование цен на стихийном рынке (без договоренности между продавцами), движение транспорта в дорожной сети или сообщений в сети связи.

Подсознание, где ИТП имеется как между Системой и её окружением, так и внутри самой Системы, но он отсутствует с другими подобными Системами. В такой Системе возможны обобщения и не формулируемые сознательно решения.

Сознание. Система может формулировать свои знания и обмениваться информацией с другими подобными Системами на общем для них языке, способна к самоидентификации, сознательно вырабатывает свои отношения к окружающему миру, может действовать коллективно с другими подобными Системами.

Надсознание. Индивидуум Системы приобретает такие большие знания, которые он уже не может передать другим Системам на общем для них языке. Например, мастер своего дела, принимая решение, не может объяснить новичку, как он это делает. Это непередаваемый высший результат индивидуальной работы Системы.

Творческое взаимодействие с внешним миром, его отображение, и сам этот мир, разумеется, различны для человека, мыши, муравья, бактерии, искусственной творческой системы, но ИТП должен присутствовать во всех из них. Элементы «разумной» жизни присущи многим живым существам. Это муравейники и улья, норы и гнезда, дома и инструменты для работы, движения, защиты, науки. Но окружающий мир и его восприятие количественно различны для этих существ.

3. В настоящее время человек вводит в искусственные системы («генетически», т.е. извне и заранее) свои знания о необходимой их структуре и поведении на базе своих предположений о мире, в котором система будет действовать. Такая система не имеет собственного ИТП и не является не только разумной, но даже живой системой. Попытки создания искусственных систем посредством формального копирования структуры и процессов, имеющихся в биосистемах, включая внутреннее управление для поддержания жизнедеятельности, будут успешными, только если искусственный ИТП вводится в искусственную систему. Такая Система будет обладать Искусственным Творческим Интеллектом (ИТИ) и действительно будет эквивалентной живой системе на одной (любой) из её интеллектуальных ступеней.

Возможно возражение, что «бессознательная» деятельность мозга и нервной системы по поддержанию жизненных функций биосистемы при внешних и внутренних воздействиях использует на много больше ресурсов, чем сознательная деятельность, обычно ассоциируемая с творчеством. Однако эта бессознательная деятельность «организовалась» в процессе длительной творческой эволюции и адаптации биосистем и даже текущая сиюминутная работа биосистемы не является полностью автоматичной, а постоянно адаптируется посредством ИТП, так как внутренние и внешние воздействия никогда в точности не повторяются – невозможно войти дважды в одну и ту же реку.

Всё время усложняющиеся задачи систем искусственного интеллекта, такие как космические, военные, а также повседневные, роботы, управление пространственно-распределенными системами промышленности, энергетики, связи, системы с уникальными (индивидуальными) свойствами, децентрализованные, нестационарные, разового действия системы, лечение индивидуума от его конкретного недомогания (а не средне-статистического больного от средне-статистической болезни), распознавание и исследование неизвестных ранее объектов, противодействие или взаимодействие с конкретным противником или партнером, решение логически неполных задач (требующее догадки), передача сообщений с учетом их понимания конкретным адресатом, и т.п., где сложность системы, окружающая среда, вычислительная мощность, объем памяти, необходимая быстрота принятия решений непосильны для человека, требуют самостоятельных действий искусственного интеллекта. Существующие же системы все менее пригодны для этих целей. Они неспособны действовать в нестационарных нечетких непредвидимых наперед среде и условиях, быть эквивалентными живым существам при любом увеличении их быстродействия, памяти и совершенствовании их генетических программ. Природные интеллектуальные системы могут решать такие задачи не потому, что содержат много нейронов (никакое их физическое количество не может охватить комбинаторное число возможных ситуаций), а потому, что эти нейроны взаимодействуют творчески. Только ИТИ способен на это, включая все вышеупомянутые иерархические ступени.

ИТИ может асимптотически приближаться к творческим способностям своего создателя: все, практически возможные данные, алгоритмы, критерии, цели являются функциями, которые, как и их производные, могут быть описаны полиномами (степенными, кодовыми, гармоническими) – в зависимости от специфики задачи. Случайная компонента ИТП изменяет коэффициенты-параметры полинома, и эта адаптация параметров оказывается творческой, следующей изменениям ситуации. Области и шаги изменений, начальные значения параметров и алгоритм искусственной случайной компоненты, в свою очередь, могут быть объектами ИТП на более высоких уровнях адаптации. Разработчик ИТИ постепенно-асимптотически приближает эти уровни к собственному интеллектуальному уровню, сохраняя быстродействие, объем памяти и другие способности компьютера, создавая творческие программы и творческие компьютеры. Разработчик ИТИ играет по отношению к нему роль «творца», дающего ИТИ самостоятельность в установленных им пределах. (Вышеупомянутая книга содержит ряд конкретных применений ИТИ в различных областях.)

Самовоспроизводящиеся Системы с ИТИ способны превзойти творческие способности их создателей.

4. Существо, обладающее сознанием, может и должно интересоваться своими местом, ролью, следами в эволюции вселенной. Оно создано ЭМТП и ИТП эволюции и можно утверждать, что это создание неотвратимо, хотя может иметь различные формы в разных местах вселенной. Только ИТП является общим для всех этих форм. Поиск внеземной жизни и её сигналов целесообразно проводить именно как проявлений ИТП, а не кодовых или графических символов или картин, которые могут отличаться от земных по условностям, спектру и даже логике.

Генетические знания живого существа и знания, накопленные в течение его индивидуальной жизни, передаются потомкам и другим подобным существам. (Введение результатов индивидуальной адаптации в генетические знания ещё недостаточно изучено, но оно несомненно существует, возможно, посредством эпигенетических изменений работы генов.)

Вся эта информация передается также посредством хорошо известных первой и второй сигнальных систем (первая – сигналы, изотропные действиям; вторая – сигналы, неизотропные действиям), а также малоизвестной третьей сигнальной системы, действующей посредством сигналов электромагнитных биополей. В мозгу и нервной системе движутся электрические импульсы, образуя пространственно распределенные электромагнитные волны – сигналы биополя. Они, возможно, дополняют связи через аксоны и дендриты, решая, особенно в мозгу, нерешенную пока техникой задачу преодоления «тирании межсоединений». Комбинации этих сигналов сложны и, главное, индивидуальны. Однако формы и комбинации сигналов одного и того же смысла могут слабо отличаться у индивидуумов с близкими параметрами нервной системы, что создает возможность явлений, подобных телепатии. Главное средство передачи и восприятия таких сигналов – это «тонкая настройка» передающей и (или) принимающей стороны, выполняемая ИТП изменений структуры связей между нейронами. Генетические способности к такой настройке усиливаются путем обучения и тренировки. Сигналы биополя могут продолжать существовать без большого затухания, и после гибели их источника. (Возможно, это может объяснить «бессмертие душ» и прочие подобные явления.) Таким образом, интеллектуальные следы творческого индивидуума могут в принципе сохраняться некоторое время в дополнение к «материальным» следам в науке, литературе, строительстве, политике, организации и многих других областях, которые тоже некоторое время остаются полезными для потомков.

Третья сигнальная система широко распространена в живой природе. Например, экстремальные действия человека и животных часто предваряются стрессом в их нервной системе, всплеском биополя, воспринимаемым объектом этих действий, когда он ещё не чувствует это своей второй сигнальной системой. (Это имеет место даже между существами разных биологических видов.) По-видимому, человечеству предстоит, и ещё в текущем веке, новая научная революция, связанная с использованием третьей сигнальной системы для избирательных взаимодействий, агрессии и защиты от нее.

В связи с вышесказанным, несколько слов о клонировании и работах по созданию минимального искусственного генома и соответствующего простейшего искусственного организма. Трудности клонирования, такие как скрытые дефекты клонов, невозможность клонирования для ряда биологических видов (возможно, человек находится среди них), нарушения генома при клонировании, возникающие социальные противоречия, не являются непреодолимыми. Но клонирование принципиально не решает свою главную задачу – воспроизведение человеческой личности, ненужную для других существ типа овечки Долли. В самом успешном случае клонирование может воспроизвести биоструктуру индивидуума согласно генетической программе и сделать её «бессмертной», но не воспроизводит его индивидуальные знания и духовные ценности, выработанные и накопленные за всю его жизнь, которые как раз и делают притягательной задачу клонирования человека. Более того, отказ от полового воспроизведения, проходящего через индивидуальную смерть, снижает возможности адаптации и эволюции природных многоклеточных (а также искусственных) систем до уровня простейших «бессмертных» существ. Создание искусственного живого организма будет успешным (исключая все технологические этого трудности) только если минимальный геном сможет обеспечить ИТП.

Списоклитературы

Goldberg А. Natural and Artificial Creative Processes in Nature, Science and Engineering. Pilies Studio, Tel-Aviv, 2002.

www.ronl.ru

Доклад - Проблема сущности живого и его отличия от неживой материи

Высшего профессионального образования

«Академия управления «ТИСБИ» Зачетная работа по дисциплине:

«Концепции современного естествознания»

на тему: «Проблема сущности живого и его отличия от неживой материи». Выполнил: студент гр.

Булатова А.Р.

Проверил: Казань — 2011

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

Введение

Первые живые существа появились на нашей планете около 3 млрд. лет назад. От этих ранних форм возникло бесчисленное множество видов живых организмов, которые, появившись, процветали в течение более или менее продолжительного времени, а затем вымирали. От ранее существовавших форм произошли и современные организмы, образующие четыре царства живой природы: более 1,5 млн. видов животных, 500 тыс. видов растений, значительное количество разнообразных грибов, а также множество прокариотических организмов.

Мир живых существ, включая человека, представлен биологическими системами различной структурной организации и разного уровня соподчинения, или согласованности. Из курса ботаники и зоологии известно, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка, например, может быть и отдельным организмом, и частью многоклеточного растения или животного. Она бывает довольно просто устроенной, как бактериальная, но и значительно более сложно, как клетки одноклеточных животных – Простейших. Как бактериальная клетка, так и клетка Простейших представляет собой целый организм, способный выполнять все функции, необходимые для обеспечения жизнедеятельности. А вот клетки, входящие в состав многоклеточного организма, специализированны, т.е. могут осуществлять только одну какую-либо функцию и не способны самостоятельно существовать вне организма. У многоклеточных организмов взаимосвязь и взаимозависимость многих клеток приводит к созданию нового качества, неравнозначного простой их сумме. Элементы организма – клетки, ткани и органы – в сумме ещё не представляют собой целостный организм. Лишь соединение их в исторически сложившемся в процессе эволюции порядке, их взаимодействие, образует целостный организм, которому присущи определенные свойства.

Сущность живого, его основные признаки.

Интуитивно мы все понимаем, что есть живое и что – мертвое. Однако при попытке определить сущность живого возникают трудности. Так, один из авторов предложил следующее «глубокомысленное» определение: живой организм – это тело, слагаемое из живых объектов; неживое тело – слагаемое из неживых объектов.

Но кроме подобных, явно бессодержательных определений, представляющих собой, по сути, тавтологию, имеют и другие, более содержательные. Однако и они на поверку оказываются неполными и потому уязвимыми. Широко известно, например, определение, данное Ф.Энгельсом, что жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой. И все же живая мышь и горящая свеча с физико-химической точки зрения находятся в одинаковом состоянии обмена веществ с внешней средой, равно потребляя кислород и выделяя углекислый газ, но в одном случае – в результате дыхания, а в другом – в процессе горения. Этот простой пример показывает, что обмениваться веществами с окружающей средой могут и мертвые объекты. Таким образом, обмен веществ является хотя и необходимым, но недостаточным критерием определения жизни, впрочем, как и наличие белков.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что дать точное определение жизни весьма непросто. И это люди поняли очень давно. Так, французский философ-просветитель Д. Дидро писал: «Я могу понять, что такое агрегат, ткань, состоящая из крохотных чувствительных телец, но живой организм!.. Но целое, система, представляющая собой единый организм, индивидуум, сознающий себя как единое целое, выше моего понимания! Не понимаю, не могу понять, что это такое!»

Современная биология при описании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни.

К числу свойств живого обычно относят следующие:

Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах.

Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию.

Живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Если толкнуть камень, то он пассивно сдвигается с места. Если толкнуть животное, оно отреагирует активно: убежит, нападет или изменит форму. Способность реагировать на внешние раздражения – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных.

Живые организмы не только изменяются, но и усложняются. Так у растения или животного появляются новые ветви или новые органы, отличающиеся по своему химическому составу от породивших их структур.

Все живое размножается. Эта способность к самовоспроизведению, пожалуй, самая поразительная способность живых организмов. Причем потомство и похоже, и в то же время чем-то отличается от родителей. В этом проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы.

Сходство потомства с родителями обусловлено ещё одной замечательной особенностью живых организмов – передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в генах – единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько видоизменяется, искажается. В связи с этим потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них.

Живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни. Строение крота, рыбы, лягушки, дождевого червя полностью соответствует условиям, в которых они живут.

Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого, можно отметить, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут, не размножаются.

Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное определение сущности живого: жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты1.

И, наконец, ещё более краткое определение жизни предложил американский физик Ф. Типлер в своей сенсационной книге «Физика бессмертия». «Мы не хотим, — пишет он – привязывать определение жизни к молекуле нуклеиновой кислоты, потому что можно вообразить себе существования жизни, которая к этому определению не подходит. Если к нам в космический корабль явится внеземное существо, химическую основу которого составляют не нуклеиновая кислота, то нам все равно захочется признать его живым». Жизнь, по мнению Типлера, представляет собой лишь информацию особого рода: «Я определяю жизнь как некую закодированную информацию, которая сохраняется естественным отбором»2. Но если это так, то жизнь-информация является вечной, бесконечной и бессмертной. И хотя с этим определением согласны далеко не все, его несомненная ценность состоит в попытке выделить из всех критериев жизни в качестве главного – способность живых организмов сохранять и предавать информацию.

Отличие живого от неживого.

Есть несколько фундаментальных отличий в вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения, называемые биополимерами, — белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). В структурном плане живое отличается от неживого клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых системах. Но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения. Не что-то воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.

Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава и функций, способностью к движению, раздражимостью, приспособленностью к среде и т.д. Неотъемлемым свойством живого является деятельность, активность. «Все живые существа должны или действовать, или погибнуть. Мышь должна находиться в постоянном движении, птица летать, рыба плавать и даже растение должно расти»3.

Многогранность живого.

Предбиологические структуры, представляющие собой гигантские органические макромолекулы, являются пределом химической эволюции вещества. Следующий и принципиально иной уровень сложности в организации материи по сравнению с атомарно-молекулярном уровнем – это живая материя, живая природа, Жизнь во всех ее формах является объектом биологии, поэтому, имея в виду все живое, можно говорить о биологическом уровне организации материи.

Живая природа (коротко – жизнь) – это такая форма организации материи на уровне макромира, которая резко отличается от других форм сразу многими признаками. Каждый из этих признаков может служить для разграничения живой и неживой природы, а соответственно – основой для определения, что есть жизнь. Существенными оказываются все эти признаки. Ни одним из них нельзя пренебречь.

Прежде всего любой живой объект является системой – совокупностью взаимодействующих элементов, которая обладает свойствами, отсутствующими у элементов, образующих этот объект. Для последующего анализа живого воспользуемся определением жизни, которое дал академик М.В. Волькенштейн: «Жизнь есть форма существования макроскопических гетерогенных открытых сильнонеравновесных систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению». Рассмотрим отдельные положения этой формулировки.

Микроскопичность живого означает, что любой живой организм, начиная с бактерии, или же его самостоятельно функционирующая подсистема должна содержать большое число атомов. Иначе упорядоченность, необходимая для жизни, разрушилась бы флуктуациями.

Гетерогенность означает, что организм образован из множества различных веществ.

Открытость живой системы проявляется в непрерывном обмене энергией и веществом с окружающей средой. Самоорганизация возможна лишь в открытых сильнонеравновесных системах.

Помимо отмеченных ключевых особенностей живых систем следует указать на другие важные свойства живых организмов.

Сходство химического состава всех живых организмов. Элементный состав живого определяется главным образом шестью элементами: кислород, углерод, водород, азот, сера, фосфор. Кроме того, живые системы содержат совокупность сложных биополимеров, которые для неживых систем не характерны (белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и др.)

Живые системы существуют конечное время. Свойство самовоспроизведения сохраняет биологические виды. Конечность живых систем создает условия их сменяемости и совершенствования.

Свойство всего живого – раздражимость – проявляется в виде реакции живой системы на информацию, воздействие извне.

Живая система обладает дискретностью – состоит из отдельных (дискретных) элементов, взаимодействующих между собой. Каждый из них также является живой системой. Наряду с дискретностью живой системе присуще свойство цельности – все ее элементы функционируют только благодаря функционированию всей системы в целом.

Критерии живых систем.

Рассмотри подробнее критерии, отличающие живые системы от объектов неживой природы, и основные характеристики процессов жизнедеятельности, выделяющие живое вещество в особую форму существования материи.

Особенности химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. Элементный состав неживой природы наряду с кислородом представлен в основном кремнием, железом, магнием, алюминием и т.д. В живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента – углерод, кислород, азот и водород. Однако в живых телах эти элементы участвуют в образовании сложных органических молекул, распространение которых в неживой природе принципиально иное по количеству, как по количеству, так и по существу. Подавляющее большинство органических молекул окружающей среды представляют собой продукты жизнедеятельности организмов. В живом веществе несколько основных групп органических молекул, характеризующихся определенными специфическими функциями и в большинстве своей представляющих собой регулярные полимеры. Во-первых, это нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, свойства которых обеспечивают явления наследственности и изменчивости, а также самовоспроизведение. Во-вторых, это белки – основные структурные компоненты биологических мембран и клеточных стенок, главные источники энергии, необходимой для обеспечения процессов жизнедеятельности. И наконец, огромная группа разнообразных так называемых «малых молекул», принимающих участие в многочисленных и разнообразных процессах метаболизма в живых организмах.

Метаболизм. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности.

В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте веществ они просто переносятся с одного места на другое или меняется их агрегатное состояние: например смыв почвы, превращение воды в пар или лед.

В отличие от обменных процессов в неживой природе у живых организмов ори имеют качественно иной уровень В круговороте органических веществ самыми существенными стали процессы превращения веществ – процессы синтеза и распада.

Живые организмы поглощают из окружающей среды различные вещества. Вследствие целого ряда сложных химических превращений вещества из окружающей среды уподобляются веществами живого организма и из них строится его тело. Эти процессы называются ассимиляцией, или пластическим обменом.

Другая сторона обмена веществ – процессы диссимиляции, в результате которых сложные органические соединения распадаются на простые, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиляцию называют энергетическим обменом.

Обмен веществ обеспечивает гомеостаз организма, т.е. неизменность химического состава и строения всех частей организма, и как следствие, постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

Единый принцип структурной организации. Все живые организмы, к какой бы систематической группе они ни относились, имеют клеточное строение. Клетка, как уже указывалось выше, является единой структурно-функциональной единицей, а также единицей развития всех обитателей Земли.

Репродукция. На организменном уровне самовоспроизведение или репродукция, проявляется в виде бесполого или полового размножения особей. При размножении живых организмов потомство обычно похоже на родителей: кошки воспроизводят котят, собаки – щенят. Из семян тополя опять вырастает тополь. Деление одноклеточного организма – амебы – приводит к образованию двух амеб, полностью схожих с материнской клеткой.

Таким образом, размножение – это свойство организмов производить себе подобных.

Благодаря репродукции не только целые организмы, но и клетки, органеллы клеток (митохондрии, пластиды и др.) после деления сходны со своими предшественниками. Из одной молекулы ДНК при ее удвоении образуются две дочерние молекулы, полностью повторяющие исходную.

В основе самовоспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т.е. образование новых молекул и структур на основе информации, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК. Следовательно, самовоспроизведение – одно из основных свойств живого, тесно связанное с явлением наследственности.

Наследственность. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Признаком называют любую особенность строения на самых различных уровнях организации живой материи, а под свойствами понимают функциональные особенности, в основе которых лежат конкретные структуры. Наследственность обусловлена специфической организацией генетического вещества (генетического аппарата) – генетическим кодом. Под генетическим кодом понимают такую организацию молекул ДНК, при которой последовательность нуклеотидов в ней определяет порядок аминокислот в белковой молекулу. Обеспечивается явление наследственности стабильностью молекул ДНК и воспроизведение ее химического строения (редупликацией) с высокой точностью. Наследственность обеспечивает материальную преемственность (поток информации) между организмами я в ряду поколений.

Изменчивость-это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней, так как при этом изменяются наследственные задатки – гены, определяющие развитие тех или иных признаков. Если бы репродукция матриц – молекул ДНК – всегда происходила с абсолютной точностью, то при размножении организмов осуществлялась бы преемственность только существовавших прежде признаков, и приспособление видов к меняющимся условиям среды оказалось бы невозможным. Следовательно, изменчивость – это способность организмов приобретать новые признаки и свойства, в основе которой лежат изменения биологических матриц.

Изменчивость создает разнообразный материал для естественного отбора, т.е. отбора наиболее приспособленных особей к конкретным условиям существования в природных условиях, что в свою очередь, приводит е появлению новых форм жизни, новых видов организмов.

Рост и развитие. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественно состояние объекта, вследствие которого изменяется его состав и структура. Развитие живой формы существования материи представлено индивидуальным развитием, или онтогенезом, и историческим развитие, или филогенезом.

На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Развитие сопровождается ростом. Независимо от способа размножения все дочерние особи, образующиеся из одной зиготы или споры, почки или клетки, получают по наследству только генетическую информация, т.е. возможность проявить те или иные признаки. В процессе развития возникает специфическая структурная организация индивида, а увеличение его массы обусловлено репродукцией макромолекул, элементарных структур клеток и самих клеток.

Филогенез, или эволюция, — это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. Результатом эволюции является все многообразие живых организмов на Земле.

Раздражимость. Любой организм неразрывно связан с окружающей средой: извлекает из нее питательные вещества, подвергается воздействию неблагоприятных факторов среды, вступает во взаимодействие с другими организмами и т.д. В процессе эволюции у живых организмов выработалось и закрепилось свойство избирательно реагировать на внешние воздействия. Это свойство носит название раздражимости. Всякое изменение окружающих организм условий среды представляет собой по отношению к нему раздражение, а его реакция на внешние раздражители служит показателем его чувствительности и проявлением раздражимости.

Реакция многоклеточных животных на раздражимость осуществляется через посредство нервной системы и называется рефлексом.

Организмы, не имеющие нервной системы, например простейшие или растения, лишены и рефлексов. Их реакции, выражающиеся в изменении характера движения или роста, принято называть таксисами или тропизмами, прибавляя при их обозначении название раздражителя. Например, фототаксис – движение в направлении к свету; хемотаксис – перемещение организма по отношению к концентрации химических веществ. Каждый род таксиса может быть положительным или отрицательным в зависимости от того, действует раздражимость на организм притягивающим или отталкивающим образом.

Под тропизмами понимают определенный характер роста, который свойственен растениям. Так, гелиотропизм (от греч. «helios» — Солнце) означает рост наземных частей растений (стебля, листьев) по направлению к Солнцу, а геотропизм (от греч «geo» — Земля) – рост подземных частей (корней) в направлении к центру Земли.

Для растений характерны также настии – движения частей растительного организма, например движение листьев в течение светового дня, зависящее от положения Солнца на небосводе, раскрытие и закрытие венчика цветка и т.д.

Дискретность. Само слово дискретность произошло от латинского «discretus», что означат прерывистый, разделенный. Дискретность – всеобщее свойство материи. Так, из курса физики и общей химии известно, что каждый атом состоит из элементарных частиц, что атомы образуют молекулу. Простын молекулы входят в состав сложных соединений или кристаллов и т.д.

Жизнь на Земле также проявляется в виде дискретных форм. Это означает, что отдельный организм или иная биологическая система (вид, биоценоз и др.) состоит из отдельных изолированных, т.е. обособленных или отграниченных в пространстве, но тем не менее тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Например, любой вид организмов включает отдельные особи. Тело высокоорганизованной особи образует пространственно отграниченные органы, которые, в свою очередь, состоят из отдельных клеток. Энергетический аппарат клетки представлен отдельными митохондриями, аппарат синтеза белков – рибосомами и т.д. вплоть до макромолекул, каждая из которых может выполнять свою функцию, лишь будучи пространственно изолированной от других. Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления его путем замены «износившихся» структурных элементов (молекул, ферментов, органоидов клетки, целых клеток) без прекращения выполняемой функции. Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции путем гибели или устранения индивидов с полезными для выживания признаками.

Авторегуляция. Это способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов – гомеостаз. При этом недостаток поступления каких-либо питательных веществ мобилизует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает запасание этих веществ. Подобные реакции осуществляются разными путями благодаря деятельности регуляторных систем – нервной, эндокринной и некоторых других. Сигналом для включения той или иной регулирующей системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.

Ритмичность. Периодические изменения в окружающей среде оказывают глубокое влияние на живую природу и на собственные ритмы живых организмов.

Ритм – это, в общих чертах, повторение одного и того же события или воспроизведение одного и того же состояния через равные промежутки времени. В биологии под ритмичностью понимают периодические изменения интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний (от нескольких секунд до года и столетия). Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека; сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих (суслики, ежи, медведи) и многие другие.

Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой, т.е. на приспособление к периодически меняющимся условиям существования.

Энергозависимость. Живые тела представляют собой «открытые» для поступления энергии системы. Это понятие заимствовано из физики. Под «открытыми» системами понимают динамические, т.е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи извне. Таким образом, живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают энергия и материя в виде пищи из окружающей среды. Следует отметить, что живые организмы в отличие от объектов неживой природы отграничены от окружающей среды оболочками (наружная клеточная мембрана у одноклеточных, покровная ткань у многоклеточных). Эти оболочки затрудняют обмен веществ между организмом и окружающей средой, сводят к минимуму потери вещества и поддерживают пространственное единство системы.

Таким образом, живые организмы резко отличаются от объектов физики и химии – неживых систем – своей исключительной сложностью и высокой структурной функциональной упорядоченностью. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства. Живое представляет собой особую ступень развития материи.

Многочисленные определения сущности жизни можно свести к двум основным. Согласно первому, жизнь определяется субстратом – носителем ее свойств, например белком. Вторая группа определений оперирует совокупностью специфических физико-химических процессов, характерных для живых систем. Классическое определение Ф. Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» — лишь формально может быть отнесено к первой категории, так как Энгельс имел в виду не собственно белки, а структуры, содержащие белок. С другой стороны, обмен веществ также не может служить единственным критерием жизни, да и сам нуждается в объяснении при посредстве жизни.

За счет чего функционирует энергетика всего живого?

Все функции живых систем, требующие расходования энергии, должны обеспечиваться ею от некоторых внешних источников. Ими являются органические вещества с запасенной в них химической энергией. Часть организмов синтезирует эти вещества внутри себя из неорганических веществ. Например, из углекислого газа и воды под действием солнечного света (такой процесс называется фотосинтезом) или в процессе окисления (хемосинтез в некоторых бактериях). Эти организмы называют автотрофами. Большинство автотрофов – это зеленые растения, осуществляющие фотосинтез. Другая часть организмов (например, все животные и человек), называемых гетеротрофами, приспособилась к потреблению энергии из готовых органических веществ, синтезированных автотрофами.

Питательные органические вещества, поглощаемые гетеротрофами, обладают большей упорядоченностью (меньшей энтропией), чем выделяемые продукты обмена. Организмы гетеротрофов переносят упорядоченность (неэнтропию) из внешней среды в самих себя. Для автотрофов эта же цель достигается путем выполнения внутренней работы за счет энергии электромагнитного излучения солнца.

Таким образом, назначение метаболизма, то есть обмена веществ живой системы с внешней средой, состоит в поддерживании определенного уровня организации этой системы и ее частей. Эта цель достигается за счет отбора извне веществ и энергии, которые обеспечивают химический синтез необходимых организму соединений, а также вывод из живой системы всего, что не может быть ею использовано. Метаболизм необходим для противодействия увеличению энтропии, обусловленному необратимыми процессами в живой системе.

Между двумя типами организмов – авто- и гетеротрофами – существует пищевая (трофическая) связь. Живые системы образуют пищевые цепочки: энергия, накопленная при фотосинтезе растениями, передается через травоядных к хищникам; заключительным звеном пищевой цепочки являются микробы, перерабатывающие вещество отмерших организмов в неорганические вещества. В последующем эти молекулы вновь могут участвовать в образовании и живых систем. В итоге в биосфере сформировался глобальный круговорот веществ, который обусловлен так называемыми биогеохимическими циклами. Основными являются циклы обращения в биосфере воды, а также элементов, из которых состоят живые системы.

Первоисточником энергетического потока, проходящего сквозь все пищевые цепочки в биосфере, служит энергия солнечного электромагнитного излучения, попадающая на поверхность Земли в видимом диапазоне (свет). Финалом преобразований в пищевых цепочках является освобождение энергии в виде тепла при переработке микробами органических остатков. Вся высвободившаяся в процессе жизнедеятельности в биосфере энергия возвращается поверхностью Земли в мировое пространство главным образом в виде электромагнитного инфракрасного диапазона.

В глобальном энергетическом балансе принципиально важно, что энтропия поступающего на Землю коротковолнового излучения меньше, чем энтропия длинноволнового излучения, переизлучаемого нашей планетой. За счет этой отрицательной разности энтропий на поверхности Земли возможно образование и поддержание упорядоченных структур (как это происходит и во многих других природных системах). Вся биосфера Земли представляет собой высокоорганизованную систему, упорядоченность в которой поддерживается за счет отрицательного энтропийного баланса.

плотность радиации во Вселенной была бы столь велика, что жизнь не могла бы существовать. Углерод синтезирован в звездах-гигантах несколько миллиардов лет назад, Если бы возраст, Вселенной был меньше, то жизнь также не могла бы возникнуть. Планеты должна иметь определенную массу для того, чтобы удержать атмосферу. Организации живых систем.

С момента возникновения жизни органическая природа находится в непрерывном развитии. Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до конца его не описано и не классифицировано.

Жизнь на Земле представлена ядерными и доядерными, одноклеточными и многоклеточными существами; многоклеточные, в свою очередь, представлены грибами, растениями и животными. Любое их этих царств объединяют разнообразные типы, классы, отряды, семейства, роды, виды, популяции и индивидуумы.

Первые представления о системах и уровнях организации живых систем были заимствованы из опыта изучения живой природы. Следующий, теоретический шаг в понимании сущности вопросов неизбежно связан с анализом непосредственно данной живой системы, ее расчленением на отдельные подсистемы и элементы, изучение структуры системы, выявлением различных структурных уровней организации живых систем.

Можно выделить несколько разных уровней организации живого: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, онтогенетический, популяционный, видовой, биогеоцентрический, биосферный. Перечисленные уровни выделены по удобству изучения.

При изучении молекулярно-генетического уровня достигнута, видимо, наибольшая ясность в определении основных понятий, а также в выявлении элементарных структур и явлений. Развитие хромосомной теории наследственности, анализ мутационного процесса, изучение строения хромосом, фагов и вирусов вскрыли основные черты организации элементарных генетических структур и связанных с ними явлений.

Представление о структурных уровнях организации сформировалось под влиянием открытия клеточной теории строения живых тел. В середине XIX в. клетка рассматривалась как последняя единица живой материи, наподобие атома неорганических тел. Л. Пастер высказал мысль, что важнейшим свойством всей живой материи является молекулярная асимметричность, подобная асимметричности левой и правой рук. Опираясь на эту аналогию, в современной науке это свойство назвали молекулярной хиральностью (от греч. cheir – «рука»).

Наряду с изучением структуры белка в последние 50 лет интенсивно изучались механизмы наследственности и воспроизводства живых систем.

Особенно остро этот вопрос встал перед биологами в связи с определением границы между живым и неживым. Строго научное разграничение живого и неживого встречает определенные трудности. Имеются как бы переходные формы от нежизни к жизни. Большие споры возникли вокруг природы вирусов, обладающих способностью к самовоспроизводству, но не имеющих возможности осуществлять процессы, которые мы обычно приписываем живым системам: обмениваться веществом, реагировать на внешние раздражители, расти и т.п.

Вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его ферментные системы. Очевидно, если считать определяющим свойством живого обмен веществ, то вирусы нельзя назвать живыми организмами, но если таким свойством считать воспроизводимость, то их следует отнести к живым телам. В зависимости от того, какой признак мы считаем самым важным, мы относим вирусы в живым системам или нет. Как это ни странно но до сих пор нет удовлетворяющего всех определения понятия «жизнь, живое».

Переход на молекулярный уровень исследования во многом изменил представления о механизме изменчивости. Согласно доминирующей точке зрения основным источником изменений и последующего отбора являются мутации, возникающие на молекулярно-генетическом уровне. Однако, кроме переноса свойств от одного организма к другому, существуют и другие механизмы изменчивости, важнейшим из которых являются «генетические рекомбинации». В одних случаях, называемых «классическими» они не приводят к увеличению генетической информации, что наблюдается главным образом у высших организмов. В других, «неклассических» случаях рекомбинация сопровождается увеличением информации генома клетки. При этом фрагменты хромосомы клетки-донора могут включаться в хромосому клетки-реципиента, а могут оставаться в латентном скрытом состоянии, но под влиянием внешних факторов они становятся активными и поэтому могут соединиться с клеткой-реципиентом.

Дальнейшее исследование «неклассических» форм генетических рекомбинаций привело к открытию целого ряда переносимых, или «мигрирующих», генетических элементов. Важнейшим из них являются автономные генетические элементы, названные плазмидами, которые служат активными переносчиками генетической информации. На основе этих результатов некоторыми учеными высказано предположение, что «мигрирующие» генетические элементы вызывают более существенные изменения в геномах клеток, чем мутации.

Все это не могло не поставить вопроса: работает ли естественный отбор на молекулярно-генетическом уровне?

Появление «теории нейтральных мутаций» ещё больше обострило ситуацию, поскольку она доказывает, что изменение в функциях аппарата, синтезирующего белок, являются результатом нейтральных, случайных мутаций, не оказывающих влияния на эволюцию. Хотя такой вывод и не является общепризнанным, но хорошо известно, что действие естественного отбора проявляется на уровне фенотипа, то есть живого целостного организма, а это связано уже с более высоким уровнем исследования.

Список литературы.

Горелов А.А. Концепции современного естествознания. Курс лекций – М.: Центр, 2000.

Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. Биология: общие закономерности. Учебник для 10-11 кл. общеобразовательных учебных заведений. М.: Школа-Пресс, 1996.

Концепции современного естествознания. Учебник. Под ред. профессора В.Н. Лавриненко, профессора В.П. Ратникова. М.: «Культура и спорт». Издательское объединение «ЮНИТИ», 1997.

Самыгин С.И., Голубинцев В.О., Любченко В.С., Минасян Л.А. Концепции современного естествознания: экзаменационные ответы. Серия «сдаем экзамен». Ростов-на-Дону: «Феникс», 2001.

Чипак Ю.А., Борисов Д.А., Попова Н.С., Сарафанова Е.В. «Экзамен по курсу концепции современного естествознания». Под ред. Т.В. Макеевой. М.: «приор-издат», 2004.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат гепатит б
• 
  Древний крым реферат
• 
  Реферат понятие конституции
• 
  Понятие конституции реферат
• 
  Навои алишер реферат
• 
  Про экологию реферат
• 
  Виды метания реферат
• 
  Психология творчества реферат
• 
  Заимствованные слова реферат
• 
  Древнерусская культура реферат
• 
  Крымское ханство реферат