Естественно-научное представление о зарождении живой материи

Введение

В глубокой древности люди задавали себе вопросы: откуда произошла живая природа? Как появилась жизнь? Где та грань, через которую природа перешагнула при переходе от неживого к живому? Почему живые системы для своего построения выбрали молекулы лишь с определенной пространственной организацией[1,12],

Проблема происхождения живого решалась довольно просто, пока ученые находились в счастливом неведении относительно сущности живого, как, впрочем, и того, что представляла собой Земля в младенчестве.

Многовековые исследования и попытки решения вопросов о происхождении природы и сущности жизни породили разные концепции возникновения жизни на Земле:

1) жизнь возникала неоднократно и самопроизвольно из неживого вещества;

2) жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния);

3) жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия);

4) жизнь возникла в результате биохимической эволюции.

Цель работы изучить биологические особенности уровня организации материи.

Задачи работы:

Принцип системности в естествознании Научные революции в естествознании Принцип глобального эволюционизма Всеобщие методы научного познания

1. Принцип системности в естествознании В основе представлений лежит системный подход — о строении материального мира — согласно которому любой объект материального мира, будь то атом, планета, организм или галактика, может быть рассмотрен как слоное образование, включающее в себя составные части, организованные в целостность. Для обозначения целостности объектов в науке было выработано понятие системы Представить иерархию природных систем в виде следующей цепочки позволяет современный уровень знаний: элементарные частицы — атомы — молекулы — клетки — многоклеточные — экосистемы — биосфера — космическое тело — звездная система — галактика — Вселенная. Между уровнями приведенной иерархии биосистем не существует четких границ или разрывов, здесь обнаруживается масса промежуточных переходных форм, например, молекула — макромолекула (полимер) — сложномолекулярный комплекс (вирус) — коацерватная капля — клетка. По большому счету четкой границы нет даже между отдельным организмом и экосистемой: организм, изолированный от экосистемы, не может жить долго, так же как изолированный орган не может жить долго без тела, в котором он изначально зародился.

2. Научные революции в естествознании Физика:

До гипотезы Планка электрон считался частицей. Электромагнитная волна испускается порциями, которые получили названия квантов по словам Планка. Но такая дискретность означает, что волна имеет свойство частиц, корпускул. Энергия же одной такой частицы определяется частотой волны, то есть ее длиной, и равна произведению частоты на новую мировую константу (постоянную Планка h), которая хоть и очень мала (h = 6,62*1034 Дж*с), но все же конечна. А. Эйнштейн применил странную идею Планка к объяснению явления фотоэффекта, и все стало на место: для выбивания электронов из материала электрода, которое и приводит к возникновению тока, нужны частицы с большой энергией, то есть свет с малой длиной волны. Выполнив соответствующий расчет, Планк получил распределение энергий волн, излучаемых черным телом, в точности совпадающее с экспериментом. Интенсивность света соответствует количеству налетающих частиц, но не характеризует сами частицы. Поэтому интенсивный свет, но с большой длиной волны (соответственно — с малой частотой), к эффекту привести не может. Ну и световое давление — это просто бомбардировка частицами, причем величина давления зависит от энергии частиц (то есть от длины волны) в точном соответствии с теорией Планка. Идея дискретности, прерывности, счетноси в генетике утвердилась в том же 1900 году. [2,36]

Работы Шредингера и Гейзенберга превратили обычную механику в волновую, основным понятием которой стала так называемая волновая функция, с помощью которой можно было предсказать вероятность обнаружения микрочастицы в том или ином месте пространства.

Еще одной новой парадигмой, приобретшей конкретные черты в связи с появлением квантовой теории, была концепция атома. В начале века эту неделимую частицу представляли себе в виде капли положительно заряженной жидкости, в которой плавали отрицательно заряженные электроны. Нильс Бор сформулировал новый постулат. Он провозгласил, что законы микромира и здесь отличаются от законов макромира, и электрон в атоме может двигаться по орбите и не излучать. Но не по всякой орбите, а только по такой, длина которой соответствует целому числу длин волн Де-Бройля, соответствующих движущемуся электрону.

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

Во второй половине XIX в. было экспериментально доказано, что электрон является одной из основных частей любого вещества, до этого атом считался неделимым. 2,54]

Химия и биология:

До начала XIX столетия все известные вещества делили по их происхождению на две группы: вещества минеральные и вещества органические. Многие ученые тех времен считали, что органические вещества могут образоваться только в живых организмах при помощи «жизненной силы». Такие идеалистические взгляды назывались виталистическими. Виталистические взгляды о невозможности синтезировать органические вещества из неорганических задерживали развитие химии.

Большой удар взглядам виталисов нанес немецкий химик Ф. Велер. Он получил органические вещества из неорганических: в 1824 г. щавелевую кислоту, а в 1828 г. мочевину.

Успехи в химии и биологии привели к разработке технологий органических веществ, разработке методов управления химическими процессами, в частности, синтеза многих лекарств, взрывчатых веществ, красителей, продуктов питания, получение новых веществ с заданными свойствами. Появились новые науки генетика, молекулярная биология, кибернетика.

В современном естествознании утвердилось убеждение о том, что материя, Вселенная в целом и во всех ее элементах не могут существовать вне развития. Радикальное обновление представлений об устройстве мироздания заключается в следующем: Вселенная нестационарна, она имела начало во времени.

На протяжении тысячелетий господствовало элементарное объяснение, которое состояло в том, что будто бы все виды организмов были созданы однажды в их нынешних формах и больше никогда не изменялись. парадигма искусственной систематизации сменилась принципами естественной классификации, основанной на теории эволюции и исходившей не только из внешнего сходства форм, но и из общности происхождения, родства. Концепция креационизма постепенно стала сдавать свои позиции под натиском эволюционных идей.

Интенсивное проникновение эволюционной парадигмы в биологию началось в конце XVIII в. благодаря работам выдающегося французского биолога Ж. Б. Ламарка.