Теория глобального эволюционизма

Зарождение и становление теории глобального эволюционизма

В 1922 году русский ученый А. А. Фридман нашел объединяющее решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна и на их основе показал, что Вселенная не может быть стационарной. По современным научным данным видимая часть Вселенной, составляет ничтожно малую ее долю, которая называется Метагалактикой. Теория Фридмана рассматривает эволюцию не Вселенной в целом, а лишь эволюцию Метагалактики. Основными постулатами фридмановской космологии являются:

• — эволюция Метагалактики определяется только гравитационным взаимодействием;
• — пространство Метагалактики однородно и изотропно, т. е. не имеет выделенных точек и направлений, если рассматривать достаточно большие масштабы.

На основании этих предположений, которые хорошо согласуются с опытными данными, Фридман построил следующую модель эволюции Метагалактики. Ее главная идея состоит в том, что Метагалактика возникла около 15−20 миллиардов лет назад в результате грандиозного космического взрыва компактного сгустка сверхплотной материи.

Первым важным доводом в пользу модели Фридмана является открытое Хабблом в 1929 году космологическое красное смещение линий в спектрах звезд и галактик, по которому определяется скорость их удаления. Чем дальше галактика, тем больше скорость ее удаления от нас. Оказалось, что существует именно такая зависимость между скоростью удаления галактики и расстоянием до нее, какая предсказывалась теорией расширяющейся Вселенной, т. е. теорией Фридмана.

Вторым доводом является существование реликтового излучения. Это результат эволюции излучения, возникшего в первые мгновения после начала расширения. В соответствии с теорией оно изотропно. Точный анализ излучения показал, что речь может идти об излучении абсолютно черного тела с температурой 3 К. Получено также много подтверждений изотропности этого излучения. И здесь опытные данные подтверждают теорию.

В-третьих, из теории следует, что в Метагалактике должны присутствовать ядра гелия примерно в количестве 25% от полного количества вещества. Это предсказание также подтверждается наблюдениями.

В-четвертых, возраст самых старых минералов, когда-либо попавших из космоса на Землю, оценивают в 14 миллиардов лет. Это поразительно хорошо согласуется с теорией Фридмана. Этих фактов вполне достаточно, чтобы убедиться в приемлемости космологии Фридмана. Однако, как уже было сказано, она описывает Метагалактику после большого взрыва, ничего не говоря о том, что привело к нему. То есть границы применимости теории не дают возможности ответить на вопрос о начале начал.

Итак, можно прийти к следующим выводам:

• 1. Метагалактика имела начало, соответственно она эволюционирует.
• 2. Образование упорядоченных структур идет под воздействием гравитационных сил.
• 3. Проблема происхождения Метагалактики остается нерешенной.

Таким образом, в космологии идеи космической эволюции утвердились достаточно прочно. Идеи возникновения жизни путем эволюционного усложнения биохимических структур высказывал А. И. Опарин. Причем он выявил любопытную закономерность, когда в процессе развития возникают новые формы движения материи, темп их развития резко возрастает, но при этом указанное ускорение сосредотачивается на все более ограниченной области развивающейся материи.

Эволюция физической и химической формы движения материи нашла свое отражение во второй половине ХХ века в соавторских работах И. Р. Пригожина при изучении диссипативных структур, Б. Л. Белоусова, открывшего концетрационныеавтоволны в периодических реакциях, А. М. Жаботинского, исследовавшего самоорганизацию элементарных открытых каталитических систем в эволюционном катализе, Г. Хакена при рассмотрении механизма диссипативных структур в лазерах как синхронизацию индивидуальных осцилляторов, обеспечивающих кооперативное взаимодействие и когерентное поведение в макросистеме. Говоря об эволюции физической формы движения материи, И. Р. Пригожин и И. Стенгерс подчеркивали, что имеется возможность установить эволюционную парадигму в физике, причем не только на макроскопическом, но и на всех уровнях описания. А. П. Руденко показал возможность рассматривать и решать на количественном уровне не только проблемы самоорганизации, но и прогрессивной химической эволюции и возникновения жизни на основе каталитических реакций. Эволюция сложных каталитических систем идет в направлении дальнейшего усложнения механизма базисной реакции, в направлении дробления этого процесса на все большее число стадий и появления все большего числа промежуточных и вспомогательных веществ.

Таким образом, во второй половине ХХ века эволюция материи рассматривалась в самых различных областях знания, что в конечном итоге привело наряду с синергетическим подходом к концепции глобального эволюционизма. Ее основная идея состоит в том, что законы эволюции едины для любой формы движения материи, хотя конечно же имеется определенное своеобразие для каждого конкретного случая. Тем не менее, как отмечает А. Н. Аверьянов, принцип существования систем живой и неживой природы един, как едины и наиболее общие законы их формирования и развития.

Глобальный эволюционизм как современное направление естествознания Идею глобального эволюционизма связывают с новым мировидением и новым мироощущением. Идея однонаправленного развития универсума прежде всего имеет мировоззренческую значимость для субъекта. Она обеспечивает оптимистическое, жизнеутверждающее мироощущение, приводит к представлениям о всеобщем совершенствовании. Она необходима для того, чтобы человек чувствовал себя спокойно в мире, чтобы человечеству было комфортно в огромной, наполненной неожиданными и странными объектами Вселенной — ведь глобальное развитие Вселенной всегда приводит в конечном итоге к возникновению самого познающего субъекта, как к высшему своему продукту.

Она обращена одновременно и к философскому, и к естественнонаучному знанию, не сводясь ни к тому, ни к другому. Специфический для нее образ эволюции эта идея выражает на языке конкретных наук, но по степени обобщения эволюционных представлений выходит за рамки любой из них. Идея глобального эволюционизма должна быть отнесена к уровню знания, часто называемому научной картиной мира. Таким образом, глобальный эволюционизм претендует на мировоззренческий методологический статус, и его можно использовать в качестве методологии исследования научных проблем.

Глобальный эволюционизм характеризует взаимосвязь самоорганизующихся систем разной сложности и объясняет генезис новых структур. Такие «синтетические» устремления проявляются в разных науках. Биологи хотят построить целостную теоретическую биологию. Математики хотят построить огромное здание математики на единой основе теории множеств. Физики хотят создать единую теорию поля — единую теорию всех взаимосвязей. А в пределе должна возникнуть единая теория всего. Глобалистика, охват возможно большего разнообразия многогранного мира, требует очень широких знаний в области физики, химии, биологии, естествознания, социологии, управления, системного анализа. Узкая специализация ученых — это барьер взаимного непонимания, ограниченность видения Мира, неспособность правильно прогнозировать будущее.

Методология изучения эволюционных процессов Эволюционные процессы являются особыми объектами с точки зрения методологии исследования. Мы не можем на строгом научном уровне обосновать развитие мира от начала Вселенной до наших дней, поскольку не имеем экспериментальных данных этого развития и не можем эти процессы воспроизвести, повторить. Здесь работает метод историзма. Информацию о возникновении вселенной, жизни и всех форм жизни могут дать только исторические свидетельства и отпечатки прошлого с учетом, разумеется, результатов естественных наук. В этом аспекте исследование происхождения вселенной, жизни и всех форм жизни следует рассматривать как относящееся к исторической науке и только частично опирающееся на естественно-научные методы. В связи с этим возникают вопросы о том, можно ли концепциям развития мира дать строгий научный статус. Со времени Ламарка и Дарвина эволюционные парадигмы пытаются преподносить в виде законченных научных теорий, хотя оснований для признания этих теорий научными по сей день нет. Особую сложность при таком подходе создает нелинейность мира, возможность развиваться в различных направлениях, которые могут приводить чуть ли не к противоположным конечным результатам.

Другими словами — теоретически предсказать поведение системы в нелинейных процессах невозможно. Теряется ли при этом статус научности. Конечно, в таком случае ученые говорят не о теориях, а о моделях возможного развития. Но, наука объективно отражает окружающий мир, мир объективно неоднозначен как же в таком случае наука может давать однозначные предсказания. В квантовой физике эта проблема давно решена, и соотношение неопределенностей принимается как научно доказанный факт, что отнюдь не нарушает научности квантовой механики, несмотря на ее неоднозначность. Если же развернуть линию времени вспять то мы та-же придем к точке бифуркации где невозможно точно определить звенья исторической цепочки предшествующие данной позиции. Практически мы имеем ситуацию схожую с вероятностным описанием будущего. Можно сохранить научный подход при описании эволюционных процессов, если ставить вопрос так: наука не можем описать однозначно, что именно так проходили те или иные процессы, но наука может дать непротиворечивое теоретическое объяснение того, что тот или иной процесс мог произойти определенным образом (или несколькими возможными путями). А как конкретно это произошло, мы не можем ответить ввиду отсутствия экспериментальных данных.

Идеи универсального эволюционизма и свойства общественного человеческого сознания имеют много общего: стержневая идея эволюционизма — это сквозная линия развитие от низших форм движения к высшим. Эта линия допускает развитие, усложнение и усовершенствование, вследствие чего процессы природы и процессы в обществе могут рассматриваться с некоторых единых позиций.

Идеи универсального эволюционизма обладают и универсальной гибкостью и могут быть использованы в решении обществоведческих проблем гуманитарных наук.

Новая мировоззренческая парадигма, основанная на представлениях самоорганизации (синергетики), устраняет различия между естествознанием и обществознанием и дает возможность создать универсальную эволюционно-синергетическую картину мира.

Системно-структурный анализ Макромира глобальный эволюционизм структурный макромир Рассмотрим Макромир как систему, он состоит из Макротел (веществ). При определенных условиях однотипные атомы и молекулы могут собираться в огромные совокупности — макроскопические тела (вещество). Вещество — вид материи; то, из чего состоит весь окружающий материальный мир. Вещества состоят из мельчайших частиц — атомов, молекул, ионов, элементарных частиц, имеющих массу и находящихся в постоянном движении и взаимодействии. Существует огромное множество веществ, различных по составу и свойствам. Каждый день ученые-химики осуществляют синтез новых соединений, и к настоящему времени зарегистрировано более 10 млн различных веществ, среди которых большую долю составляют вещества, полученные искусственно. Вещества делятся на простые, сложные, чистые, неорганические и органические. Свойства веществ можно объяснить и предсказать на основе их состава и строения.

Вещество простое состоит из частиц (атомов или молекул), образованных атомами одного химического элемента. Вещество чистое — вещество, состоящее из одинаковых частиц (молекул, атомов, ионов), обладающее определенными специфическими свойствами. Вещества неорганические — это химические соединения, образуемые всеми химическими элементами (кроме соединений углерода, относящихся к органическим веществам). Неорганические вещества образуются на Земле и в космосе под воздействием природных физико-химических факторов. Известно около 300 тысяч неорганических соединений. Они образуют практически всю литосферу, гидросферу и атмосферу Земли. В их состав могут входить атомы всех химических элементов, известных в настоящее время, в различных сочетаниях и количественных соотношениях. Кроме того, огромное количество неорганических веществ получают в научных лабораториях и на химических предприятиях искусственно. Все неорганические вещества делятся на группы со сходными свойствами (классы неорганических соединений). Ныне известно более ста химических элементов. Из них образовались более десяти миллионов химических соединений или веществ.

Основу живых веществ составляют только шесть элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, общая весовая доля которых в организмах составляет 97,4%. Остальные 12 элементов являются физиологически важными компонентами биосистем: натрий, калий, кальций, магний, железо, алюминий, кремний, хлор, медь, цинк, кобальт, весовая доля которых составляет 1,6%.

Вещества органические — это соединения углерода с некоторыми другими элементами: водородом, кислородом, азотом, серой. Из соединений углерода к органическим не относятся оксиды углерода, угольная кислота и ее соли, являющиеся неорганическими соединениями. Название «органические» эти соединения получили в связи с тем, что первые представители этой группы веществ были выделены из тканей организмов. Долгое время считалось, что подобные соединения нельзя синтезировать в пробирке, вне живого организма.

Однако в первой половине XIX в. ученым удалось получить искусственно вещества, которые ранее извлекали только из тканей животных и растений или продуктов их жизнедеятельности: мочевину, жир и сахаристое вещество. Это послужило доказательством возможности искусственного получения органических веществ и началом новых наук — органической химии и биохимии. Органические вещества обладают рядом свойств, отличающих их от неорганических веществ: они неустойчивы к действию высоких температур; реакции с их участием протекают медленно и требуют особых условий. К органическим соединениям относятся нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды, гормоны, витамины и многие другие вещества, играющие основную роль в построении и жизнедеятельности растительных и животных организмов. Пища, топливо, многие лекарства, одежда — все это состоит из органических веществ. В настоящее время известно более 10 млн органических соединений, имеющих природное происхождение, а кроме того, буквально ежедневно в мире производится искусственный синтез органических веществ, для многих из которых пока не найдена область практического применения. Структурные уровни материи приведены в таблице 1.

Таблица 1. Структурные уровни материи макромира.

Индивид. Жизнь всегда представлена в виде дискретных индивидуумов. Это в равной мере присуще микроорганизмамрастениям, грибам и животным, хотя в указанных царствах индивиды имеют различное морфологическое содержание. Так, одноклеточные состоят из ядра, цитоплазмы, множества органелл и мембран, макромолекул и т. д. Сложность индивидуума у многоклеточных во много раз выше, поскольку он образован из миллионов и миллиардов клеток. Но одноклеточная и многоклеточная особи обладают системной организацией и регуляцией и выступают как единое целое. Индивид (индивидуум, особь) — элементарная неделимая единица жизни на Земле. Разделить индивид на части без потери «индивидуальности» невозможно. Конечно, в ряде случаев вопрос об определении границ индивида, особи не столь прост и самоочевиден. С эволюционной точки зрения индивидуумом следует считать все морфофизиологические единицы, происходящие от одной зиготы, гаметы, споры, почки и индивидуально подлежащие действию элементарных факторов. На онтогенетическом уровне единицей жизни служит индивид с момента ее возникновения до смерти. Через оценку индивидуума в процессе естественного отбора происходит проверка жизнеспособности данного генотипа. Индивиды в природе не абсолютно изолированы друг от друга, а объединены более высоким рангом биологической организации на популяционно-видовом уровне. Вид. Сущность биологической концепции вида заключается в признании того, что виды реальны, состоят из популяций, а все особи вида имеют общую генетическую программу, которая возникла в ходе предшествующей эволюции. Виды определяются не столько различиями, сколько обособленностью. Из биологической концепции вида вытекают критерии, позволяющие отличать один вид от другого:

• 1. Морфологический критерий вида есть характеристика особенностей строения, совокупность его признаков.
• 2. Генетический критерий утверждает, что каждый вид имеет свойственный ему набор хромосом, характеризующийся определенным числом хромосом, их структурой и дифференциальной окраской.
• 3. Эколого-географический критерий вида включает как ареал обитания, так и непосредственную среду обитания вида — его экологическую нишу.
• 4. К важнейшей характеристике вида, размножающегося половым путем, относится репродуктивная изоляция. Он является результатом эволюции всей генетической системы данного вида и охраняет его от проникновения генетической информации извне.

Итак, каждый критерий в отдельности недостаточен для определения вида, только в совокупности они позволяют точно выяснить видовую принадлежность живого организма. Наиболее существенной характеристикой вида является то, что он представляет собой генетически единую систему.

Таким образом, вид — совокупность географически и экологически близких популяций, способных в природных условиях скрещиваться между собой, имеющих единый генетический фонд, обладающих общими морфофизиологическими признаками, биологически изолированных от популяций других видов.

Популяция. Совокупность особей одного вида, длительно населяющих определенное пространство, размножающихся путем свободного скрещивания и в той или иной степени изолированных друг от друга, называют популяцией. В генетическом смысле популяция — это пространственно-временная группа скрещивающихся между собой особей одного вида. Популяция является элементарной биологической структурой, способной к эволюционным изменениям. Популяции оказываются элементарными единицами, а виды — качественными этапами процесса эволюции. Совокупность генотипов всех особей популяции образует генофонд. Популяции и виды, несмотря на то что состоят из множества особей, целостны. Целостность популяций и видов связана с взаимодействием особей в популяциях и поддерживается обменом генетического материала в процессе полового размножения. Популяции и виды всегда существуют в определенной среде, включающей как биотические, так и абиотические компоненты. Конкретная среда протекания процесса эволюции, идущего в отдельных популяциях, — сообщество, биоценоз.

Сообщество. Популяции разных видов всегда образуют в биосфере Земли сложные сообщества — биоценозы.

Биоценоз — совокупность растений, животных, грибов и прокариот, населяющих участок суши или водоема и находящихся в определенных отношениях между собой. Вместе с конкретными участками земной поверхности, занимаемыми биоценозами, и атмосферой сообщество составляет экосистему.

Экосистема — взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергий.

Биогеоценоз — это такая экосистема, внутри которой не проходят биогенетические, микроклиматические, почвенные и гидрологические границы. Биогеоценоз — одна из наиболее сложных природных систем. Внешне заметные границы биогеоценозов чаще всего совпадают с границами растительных сообществ. Все группы экосистемы — продукт совместного исторического развития видов, различающихся по систематическому положению. Первичной основой для сложения биогеоценозов служат растения и прокариоты — продуценты органического вещества (автотрофы). В ходе эволюции до заселения растениями и микроорганизмами определенного пространства биосферы не могло быть и речи о заселении его животными. Растения и прокариоты представляют жизненную среду для животных-гетеротрофов. Биогеоценозы — среда для эволюции входящих в них популяций. Популяции разных видов в биогеоценозах взаимодействуют друг на друга по принципу прямой и обратной связи. В целом жизнь биогеоценоза регулируется в основном силами, действующими внутри самой системы, т. е. можно говорить о саморегуляции биогеоценоза. Автономность и саморегуляция биогеоценоза определяют его ключевое положение в биосфере нашей планеты как элементарной единицы на биогеоценотическом уровне.

Биосфера. Взаимосвязь разных сообществ, обмен между ними веществом и энергией позволяют рассматривать все живые организмы Земли и среду их обитания как одну очень протяженную и разнообразную экосистему — биосферу. Биосфера — те части земных оболочек (лито, гидрои атмосферы), которые на протяжении геологической истории подвергались влиянию живых организмов и несут следы их жизнедеятельности. Биогеоценозы, образующие в совокупности биосферу нашей планеты, взаимосвязаны круговоротом веществ и энергии. В этом круговороте жизнь на Земле выступает как ведущий компонент биосферы. Биогеоценоз представляет собой незамкнутую систему, имеющую энергетические «входы» и «выходы», связывающие соседние биогеоценозы. Обмен веществ между соседними биогеоценозами может осуществляться в газообразной, жидкой и твердой фазах, а также в форме живого вещества (миграции животных). Кроме живого вещества в составе биосферы есть косное (неживое) вещество, а также слржные по своей природе биокосные тела. В их состав входят как живые организмы, так и видоизмененное неживое вещество. К биокосным телам относятся почвы, илы, природные воды.

Каждый структурный уровень материи в своем развитии подчиняется специфическим законам, но при этом между этими уровнями нет строгих и жестких границ, все они теснейшим образом связаны между собой. Границы макромира подвижны, не существует отдельного макромира. Макрообъекты и мегаобъекты построены из микрообъектов.

Ацюковский В. А. Концепции современного естествознания. — М.: ИД СП, 2006. — 446 с.

Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Естествознание, 2006. — 497 с.

Данилова В. С. Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания: Учебн. пособие для вузов.-М.:Аспект Пресс, 2007. -256 с.

Дубнищева Т. Я. Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Уч. пособие.-М.: «Маркетинг», 2007. — 160 с.

Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания: Учебник.-М.: Высшая школа. 2007. — 334 с.

Конспект лекций по КСЕ. — Сост. Ревская Н.В.- СПб: Альфа. 2008.-160 с.

Концепции современного естествознания. — Под ред. В. Н. Лавриненко.: М. ЮНИТИ, 2008. 303 с.

Концепции современного естествознания.: учебник для вузов под ред.С. И. Самыгина.- Ростов-н-Д.: Феникс, 2008, 2003.-576 с.

Липовко П. О. Практикум по естествознанию — Ростов-на-Дону/ Феникс. 2008. 320 с.

Лось В. А. Основы современного естествознания. Уч. пособие. М.: ИНФРА, 2007. — 192 с.

Масленникова И.С., Дыбов А. М., Шапошникова Т. А. Концепции современного естествознания. — СПб, СПбГИЭУ. 2008.-283 с.

Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. М.:Высшая школа, 2009.

Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов.-М.:ЮНИТИ, 2009.-287 с.

Торосян В. Г. Концепции современного естествознания. М.:Высшая школа, 2009. 208 с.