Учение о биосфере В.И.Вернадского

Неумелое и бесконтрольное использование любых удобрений и ядохимикатов приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

4. Теория самоорганизации биосферы Синергетика это междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из подсистем). Системный характер биосферы позволяет ее изучить посредством использования системного подхода.

Синергетика изначально являлась просто междисциплинарным подходом, поскольку обнаруживается единство принципов, управляющих процессами самоорганизации.

Синергетика поясняет процесс самоорганизации в динамических системах следующим образом:

1. Система, т. е. биосфера, должна быть открытой. Закрытая система согласно законам термодинамики приходит в состояние с максимальной энтропией и после этого приостанавливает свое развитие.

2. Точка термодинамического равновесия для открытой системы должна быть достаточно далека. В точке равновесия любая сложная система обладает максимальной мерой неупорядоченности и теряет способность к самоорганизации. В случаях, когда система приближается к равновесию и когда отсутствует приток внешней энергии, любая система стремительно приближается к равновесному состоянию.

3. Фундаментальным принципом самоорганизации биосферы служит способность системы к возникновению нового уровня и усложнению посредством флуктуаций (случайных отклонений). Такие флуктуации обычно сдерживаются во всех динамических стабильных и адаптивных системах посредством отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранность структуры и недалекого от равновесия состояния системы. Но в более сложных открытых системах, из-за постоянного притока энергии, который усиливает неравновесность, аномалии со временем усиливаются, накапливаются. Таким образом происходит разрушение системы, либо переход на качественно новый уровень. Поскольку флуктуации носят случайный характер, то появление любых новаций в мире (эволюций, революций, катастроф) обусловлено действием суммы случайных факторов.

4. Самоорганизация биосферы, результатом которой является формирование посредством хаоса нового порядка или новых структур. такая самоорганизация свойственна системам высокого уровня сложности, имеющих определённое количество взаимодействующих между собой элементов, имеющих отдельные напряженные параметры связи и относительно высокие значения вероятностей своих флуктуаций. В противном случае эффекты от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления коллективного поведения элементов системы и тем самым возникновения самоорганизации. Недостаточно сложные системы не способны ни к спонтанной адаптации ни, тем более, к развитию и при получении извне чрезмерного количества энергии теряют свою структуру и необратимо разрушаются.

5. Этап самоорганизации биосферы наступает только в случае преобладания положительных обратных связей, действующих в открытой системе, над отрицательными обратными связями. В самоорганизующейся, в развивающейся системе возникающие модификации не ликвидируются, а скапливаются и приумножаются в результате общей позитивной реактивности системы, что может спровоцировать возникновение нового порядка и новых структур, созданных из элементов прежней, разрушенной системы.

6. Самоорганизация в биосфере, переходы между структурами, появление новых уровней организации материи сопутствуются срывом симметрии. При описании эволюционных процессов необходимо отказаться от симметрии времени, характерной для полностью детерминированных и обратимых процессов в классической механике.

Появление синергетики в современном естествознании спровоцировано глобальным эволюционным синтезом всех естественнонаучных дисциплин. Такой взгляд на вещи сформировался под воздействием образцовой физической дисциплины —равновесной термодинамики.

Эта наука исследует процессы превращения различных видов энергии. В термодинамике было введено новое понятие — энтропия. Под энтропией понимают меру беспорядка системы. Таким образом, формулировка второго начала термодинамики: «При самопроизвольных процессах в системах, обладающих постоянной энергией, энтропия всегда повышается».

Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно полному хаосу.

Для сохранения непротиворечивости общей картины мира необходимо постулировать наличие у материи в целом не только разрушительной, но и созидательной тенденции. Материя способна осуществлять работу и против термодинамического равновесия, самоорганизовываться и самоусложняться.

Основные мировоззренческие принципы, которые сформулированы теорией самоорганизации:

— равноправие процессов разгрома и созидания, деградации и эволюции во Вселенной по меньшей мере равноправны;

— процессы возрастания уровня сложности и хаотичности имеют единую последовательность свободно от природы систем, в которых они осуществляются.

Таким образом, синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация как в живой, так и неживой природе. Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации.

Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть отнюдь не любые системы, а только те, которые удовлетворяют по меньшей мере двум условиям:

— они должны быть открытыми, т. е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой;

— они должны также быть существенно неравновесными, т. е. находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия.

Итак, синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности.

Период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию.

Заключение

В данной работе не только дано представление об учении о биосфере, основанное В. И. Вернадским, но и рассмотрены основные этапы ее формирования, а так же теории, описывающие ее функкционирование. Раскрыта сущность современной естественнонаучной картины мира, приведены основные закономерности развития природных систем. Дана оценка роли человека в процессе формирования и развития природы.

Особое внимание уделено изучению теории самоорганизации. По литературным данным подробнее изучены основные свойства природных систем с позиции синергетики.

Исходя из современных соображений, биосфера — это особенная оболочка Земли, включающая весь комплекс живых организмов и ту часть планеты, которая пребывает в постоянном обмене веществом и энергией с этими организмами.

Природа развивается по принципу постоянного усложнения систем (т.е. неизбежного возникновения систем более высокого уровня), при условии способности к воспроизводству. Суть учения В. И. Вернадского сводится к признанию выдающейся роли «живого вещества», преобразовывающего облик планеты.

1.Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания. Учебник. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Дашков и К°, 2007.

2. Познание — закон — природа. Электронный ресурс. Режим доступа:

http://www.ngpedia.ru/. 03.

12.2014.

3. Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания. Дубнищева Т. Я. 6-е изд., испр. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2006.

4. Шилов И. А. Экология: учебник для вузов / И. А. Шилов. -.

4 изд. стер. — М.: Высшая школа, 2005. — 128 с.

5. Протасов В. Ф., Молчанов А. В. Экология и природопользование в России. — М.: Финансы и статистика, 2005.

6. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека Среды: Словрь-справочник. — М.: Просвещение, 2002 — 320 с.

8. Экономическая теория /СВ. Фомишин, С В. Мочерний— Ростов н/Д: Феникс, 2006.

9. Земля — уникальная планета! [Электронный ресурс] ;

http://o-planete.ru/obolotchki-zemli. (дата обращения: 28.

11.2014 г.).