Термодинамика открытых систем. Энтропия и информация

Сегодня наука считает все известные системы от самых малых до самых больших открытыми, находящимися в состоянии далеком от термодинамического равновесия. Развитие таких систем идет по пути нарастающей упорядоченности.

Энтропия – это мера косности системы. Существует противоположное понятие – негативная энтропия – негэнтропия – это мера живучести системы. Негэнтропия приравнена информации, информация = негэнтропия.

В закрытых (застывших, косных) системах энтропия постоянно возрастает, согласно II-му закону термодинамики.

В открытых жизнеспособных системах возрастает негэнтропия (информация) и уменьшается энтропия. По Шредингеру: «Жизнь базируется на негативной энтропии», т.е. жизнь есть упорядоченное состояние, в котором постоянно осуществляется отбор (селекция).

В 1973 г. д-р И. Пригожин получил Нобелевскую премию. Согласно Пригожину, всякая организованная система находится в динамическом равновесии между энтропией и отрицательной энтропией, между хаосом и информацией. Чем сложнее система, тем больше ее нестабильность.

Оказывается нестабильность не всегда является недостатком. Она необходима эволюции. Например, Общества насекомых (пчелы, муравьи) очень стабильны и в течение многих миллионов лет они не прошли почти никакого развития. Человеческое общество очень нестабильно и находится в стадии постоянной эволюции. Пригожин доказывает эволюционное значение нестабильности в своей концепции диссипативных структур.

Диссипативная структура очень сложна и потому очень нестабильна. Чем больше ее сложность, тем больше ее нестабильность и тем выше вероятность ее изменений или развития. Все диссипативные структуры постоянно колеблются между саморазрушением и реорганизацией. Причем реорганизация обеспечивает более высокий информационный уровень (когерентность) чем прежде.

Математические выкладки Пригожина оптимистичны. Сложные открытые структуры имеют тенденцию скорее к подъему на более высокую ступень когерентности, чем к саморазрушению. Человеческий мир настолько богат информацией, что он должен скорее двигаться к совершенствованию, чем найти свой конец в хаосе и саморазрушении.

4. Синергетика. С 70-х годов 20 века начинает развитие направление, называемое синергетикой, которое рассматривает сложные открытые системы с самоорганизующимися процессами, в которых эволюция идет от хаоса к порядку. Синергетика – содружество, коллективное поведение (греч).

Самоорганизация, по определению немецкого физика Г. Хакена – спонтанное образование высокоупорядоченных структур из зародышей или даже из «хаоса», спонтанный переход от неупорядоченного состояния к упорядоченному за счет совместного действия многих подсистем. Это наука о превращении хаоса в порядок.

Процесс самоорганизации проходит три обязательных этапа.

1. Открытость. Обязательное условие – система должна быть открытой – обмен ресурсами с окружением. Открытость приводит к возникновению флуктуаций в системе (отклонения от среднего значения).

2. Неравновесность. При изменении определенных параметров флуктуирующая система переходит в критическое состояние и теряет устойчивость. По мере дальнейшего притока вещества и энергии система нелинейно (с ускорением) уходит все дальше от равновесного состояния. Неравновесный процесс переходит от порядка к хаосу.

Состояние крайнего неравновесия и максимального хаоса называют точкой бифуркации (лат. раздвоенный). Из т. бифуркации существует множество путей ветвления. В этот момент на судьбу системы могут повлиять различные случайные непредвиденные факторы.

3. Выход из критического состояния. Из бифуркации система внезапно скачком переходит из хаотического состояния в новое устойчивое состояние, абсолютно непохожее на прежнее с более высоким уровнем упорядоченности.

Из-за действия поступающей извне энергии множество случайных разнонаправленных явлений, характерных для состояния хаоса, вдруг обретают когерентное, т.е. совместное, согласованное поведение – синергетические процессы.

Этими системами можно управлять, изменяя действующие на них внешние факторы. По природе системы могут быть физическими, химическими, биологическими, социальными.

Вопросы:

1. Чем отличаются открытые системы от закрытых систем?

2. Возможна ли тепловая смерть Вселенной?

3. Почему невозможно построить «вечный двигатель»?

4. При каких условиях идут синергетические процессы самоорганизации?

5. Чем отличается направленность эволюции в закрытой системе и в открытой системе?

6. Что характеризует максимальная энтропия в системе: порядок или хаос?

7. В каком соотношении находятся понятия «энтропия» и «информация»?

8. Что такое положительная и отрицательная обратная связь?

9. Применимы ли синергетические модели к общественным процессам?

Задание: Развить синергетическое видение эволюции для биологической системы «численность популяции» (хищник – жертва; биологический вид – климатические условия и т.п.).

Литература:

Дубнищева Т.Я. КСЕ. – С. 683-704. С. 710-729.

Горелов А.А. КСЕ. – С. 101-119.

Самыгин С.И. КСЕ. – С. 138., 165-191.

Игнатова В.А. Естествознание. – М. – 2002. – 254 с.

ПригожинИ., СтингерсИ. Порядок из хаоса. – М. 1986.

Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. – М: Наука. – 1983. – 343с.

Пекелис В. Кибернетика. – М. – 1990. – 477с.

Князева Е., Курдюмов С. Синергетика: начала нелинейного мышления// общественные науки и современность. - №3, 1994.

Хакен Г. Информация и самоорганизация. М. 1993.

Тема 8. Возникновение и эволюция Вселенной. Геологическая эволюция.

1. Современная космология. Эволюция Вселенной. Науку, изучающую эволюцию Вселенной, называют космологией. Основные задачи, которые стоят перед ней, это объяснение на основе наблюдаемых фактов и теоретических моделей происхождение Вселенной и предсказание ее будущего. Выдвигаемые модели невозможно подтвердить экспериментально из-за огромных размеров Вселенной, они могут быть подтверждены или опровергнуты лишь косвенно физико-математическими расчетами и наблюдениями.

История науки знает множество моделей эволюции Вселенной.

К концу XIX века господствовала стационарная космологическая модель Вселенной, т.е. убежденность в том, что Вселенная неизменна и бесконечна в пространстве и времени.

В начале ХХ века общая теория относительности стала причиной появления других моделей Вселенной. В 1922 г. Советский математик Александр Фридман (1888-1925) пришел к выводу: если Вселенную считать однородной и изотропной (одинаковой во всех точках и направлениях) должно наблюдаться ее непрерывное расширение или сжатие в зависимости от величины плотности материи.

Вскоре появилось подтверждение этой теории. В 1926 г. американский астроном Эрвин Хаббл (1889-1969) открыл так называемое «красное смещение» в спектрах излучения галактик. Ученые связали «красное смещение» с эффектом Доплера в физике (при наблюдении за источником света в оптические приборы: при удалении источника света наблюдается красное смещение, при его приближении – сине-фиолетовое смещение). Получалось, что все наблюдаемые объекты в космосе удаляются друг от друга, разбегаются, т.е. происходит общее, повсеместное расширение Вселенной.

Если же процесс расширения Вселенной мысленно повернуть вспять, то можно прийти к выводу, что когда-то материя во Вселенной была сосредоточена в одном первоначальном сгустке. Исследования показали, что возраст Вселенной составляет около 12 - 18 млрд. лет. Какие же размеры имела Вселенная? Как шла эволюция Вселенной?

Одна из теорий происхождения и эволюции Вселенной – это теория «Горячей Вселенной» или «Теория Большого взрыва». Эту теорию разработал Георгий Гамов (1904-1968). Он также разработал теорию альфа-распада, теорию образования химических элементов, первую модель генетического кода.

2. Теория Большого взрыва. Опираясь на научные данные почти все современные ученые-космологи полагают, что начало Вселенной положил так называемый Большой взрыв. По этой гипотезе все вещество Вселенной в момент до взрыва находилось в сгустке микроскопических размеров огромной плотности и температуры. Появление этого зародыша окутано научными спорами. Этот зародыш, послуживший началом взрыва, называют сингулярностью или сингулярной точкой. До взрыва не существовало материи, а значит ни времени, ни пространства. С первых тысячных долей первой секунды после взрыва, когда температура Вселенной была 10¹⁶-10¹⁸ К, образовались первые частицы вещества: кварки, антикварки и излучение (фотоны). В течение той же секунды из кварков и антикварков образовались протоны, антипротоны и нейтроны. В этих условиях стали частыми реакции аннигиляции. При столкновении протона и антипротона происходит реакция аннигиляции, в ходе которой обе частицы сталкиваясь взаимопогашаются, исчезают с образованием излучения (фотонов).

В описываемый момент во Вселенной преобладало излучение, так как вещество во Вселенной было очень плотно, и частицы постоянно сталкивались между собой. При высоких температурах энергии частиц, а следовательно их скорости, настолько велики, что соединение частиц в более сложные образования (атомы) просто невозможно.

К исходу первой секунды, когда температура Вселенной упала до 10 млрд градусов К, образовались и некоторые другие элементарные частицы, в том числе электрон и парная ему античастица – позитрон. К тому времени большая часть частиц аннигилировала. Так вышло, что частиц вещества было чуть больше, чем антивещества. Этот факт до сих пор нуждается в объяснении. Но, так или иначе, наша Вселенная состоит из вещества, а не из антивещества. Названия «вещество» и «антивещество» условны.

К третьей минуте из четверти всех протонов и нейтронов образовались ядра гелия. Через несколько сот тысяч лет расширяющаяся Вселенная остыла настолько, что ядра гелия и протоны смогли удерживать возле себя электроны. Так образовались атомы гелия и водорода. Вселенная стала просторнее. Излучение, не сдерживаемое больше свободными электронами, смогло распространяться на значительные расстояния. В наше время физики регистрируют это излучение, оно является микроволновым. Его называют реликтовым, его существование подтверждает теорию Большого взрыва.

При расширении, в общем, однородной Вселенной в тех или иных ее местах образовывались случайные сгущения, которые стали зачатками будущих уплотнений и центрами концентрации вещества в виде ячеистой структуры. Под действием сил гравитационного притяжения уплотнения увеличивались и начинали отставать от общего темпа расширения. Некоторые уплотнения стали вращаться и с течением времени образовали дискообразные и спиральные галактики. Другие без вращения стали эллиптическими или вообще бесформенными. В состав начального вещества для строительства галактик входили лишь водород и гелий в соотношении три к одному.

3. Теория физического вакуума. Вопрос о возникновении различных космических объектов в космосе еще окончательно не решен. Несмотря на это, уже сейчас ясно, что первоначальный плазменный сгусток, и то из чего он образовался, были особыми формами существования материи. Некоторые ученые считают, что первоначальный сгусток возник из вакуума.

Вакуум той эпохи Вселенной называют «ложным вакуумом». Он отличался от истинного тем, что обладает огромной энергией. «Ложный вакуум» обладал стремлением к гравитационному отталкиванию, обеспечивающему его раздувание. Он представлял собой симметричное, энергетически невыгодное, нестабильное состояние, что на языке физики означает стремление к распаду. Считается, что в процессе расширения из вакуумного суперсимметричного состояния Вселенная разгорелась до Большого взрыва.

С современной научной точки зрения рождение Вселенной из ничего означает ее самопроизвольное возникновение из вакуума, когда в отсутствии частиц происходит случайная флуктуация.

Модель «горячей Вселенной» является не единственной. В 1948 году астрофизики Х Бонди, Г.Гоулд, Ф.Хойл высказали идею: несмотря на разбегание галактик, плотность материи в данной конкретной области не меняется. Рождается новое вещество, из которого образуются новые галактики, и Вселенная выглядит неизменной,то есть число галактик в любом заданном объеме остается постоянным. Откуда же появляется материя. Для объяснения этого можно привлечь теорию физического вакуума, которая разрабатывает креативную роль вакуума.

Самые последние гипотезы астрофизиков – это мембранная теория, или М-теория. Согласно которой, существует Мультивселенная, состоящая из параллельных вселенных, а наша Вселенная одна из многих. Ученые вводят понятие множественности измерений, в частности, в 11-м измерении мембраны параллельных вселенных покрыты рябью, при столкновении параллельльные вселенные соприкасаются в разных точках. В результате происходит Большой взрыв и возникает материя.

4. Теория пульсирующей Вселенной. А.Фридман предлагал три модели расширяющейся Вселенной. Согласно первой, расширение будет происходить до определенного момента, под влиянием гравитационного притяжения расширение сменится сжатием. Закончится все должно тем же, с чего начиналось: образованием сингулярности и новым Большим взрывом. Согласно этой теории, Вселенная пульсирует.

Две другие модели А.Фридмана предсказывают бесконечное расширение Вселенной, так как пространство в этих моделях бесконечно, в одной имеет плоскую форму, в другой форму седла, тогда как в первой модели, пространство сферическое и замыкается на себе.

По современным подсчетам вещества во Вселенной для гравитационной остановки расширения не хватает. Одна из задач космологии – поиск срытой массы, неизлучающего свет вещества, которое распределено в галактиках и которое может перевешивать светящееся вещество (звезды) в десятки раз.

По современным представлениям Вселенная: однородная, изотропная, нестационарная, горячая, расширяющаяся.

Планета Земля. Геологическая эволюция.

Общая характеристика планеты. Средний радиус Земли составляет 6370 км, масса 5,98 * 10 24 кг, движется почти по круговой орбите радиуса 149, 6 млн км со средней скоростью 30 км/с. Период ее обращения вокруг Солнца 355, 25 суток, период обращения вокруг собственной оси 23 часа 56 минут 4, 09 секунд. Вместе со всей Солнечной системой Земля обращается вокруг центра нашей галактики. Это определяет периодичность поступления солнечной энергии на различные участки поверхности, смену периодов похолодания и потепления, времен года, зональность распределения растительного и животного мира.

Возраст Земли составляет 4,5 – 5 млрд лет, 3,5 млрд лет назад на Земле появились простейшие организмы и примитивная биосфера. Под влиянием живого вещества изменился состав атмосферы, гидросферы, появился гумусный слой, т.е. наряду с абиотическими факторами (неживое вещество), начинают играть важную роль биотические.

Физические оболочки Земли. Земля – это гигантская физическая система, состоящая из множества подсистем – оболочек, которые находятся во взаимодействии.

Формирование Земли как планеты происходило в первые сотни миллионов лет ее жизни. По одной из гипотез она образовалась в результате конденсации холодных частиц. В процессе гравитационного сжатия, распада радиоактивных элементов, столкновения с массивными космическими телами протоземля разогрелась до высоких температур (до 5000 К).

В первые сотни миллионов лет понижение температуры привело к стратификации вещества земной тверди. Наиболее тяжелые элементы образовали ядро, мантию, земную кору. Менее плотные граниты всплыли на поверхность, более плотные базальты расположились под ними, еще более плотные образовали мантию и ядро. Ядро имеет радиус 3000 км, температура его внутренних областей достигает 5000 К. Огромные давления препятствуют плавлению, предполагается, что ядро находится в твердом состоянии и имеет железно-никелевую основу (отсюда мощное магнитное поле).

Над ядром находится мантия, толщиной около 3000 км. На разных глубинах ее вещество находится в разных состояниях: пограничный с ядром слой – в твердом, более высокие слои в жидком; слои, находящиеся на глубине около 300 км (астеносфера) – в размягченном. В силу неоднородности в верхних слоях мантии возникают разрывы и сдвиги, что и определяет подвижки земной коры, толщина которой на материках составляе 35-70 км, в океане 3-10 км. Кора состоит из отдельных блоков – литосферных плит, которые впаяны в вещество мантии и медленно, со скоростью 1-5 см в год перемещаются, как бы ползут по размягченной астеносфере. Это движение – результат сложного взаимодействия механического движения Земли и гигантской конвекции тепла в ее внутренних слоях. Характер движения определяет особенности литосферных процессов: тектоники, образования островных дуг, океанических впадин, горных хребтов, изменения формы и очертания материков и др.

Первая теория дрейфа материков была разработана немецким геофизиком А. Вегенером. Когда-то на Земле существовал единый материк вблизи Северного полюса – Пангея. Около 350 млн. лет назад он разделился на два материка Лавразию и Гондвану, которые около 100 млн. лет назад распались на более мелкие куски. Они стали дрейфовать к югу и образовали современные материки.

На поверхности Земли вода занимает ¾ - гидросфера. Гидросфера самая тонкая оболочка, ее масса составляет 1/1000 долю всей массы Земли. Малый и большой круговороты воды поддерживают равновесие гидросферы и способствуют возобновлению запасов пресной воды. Большой круговорот полностью осуществляется за 200 млн лет, за это время происходит самоочищение всех океанических вод..

Атмосфера состоит из тропосферы (20 км над уровнем моря), стратосферы (до 50 км), мезосферы (до 80 км) и ионосферы. На высоте 30-50 км находится озоновый слой, предохраняющий от жесткого космического излучения. Атмосфера состоит на 78 % из азота, 21% кислорода и 1% составляют инертные газы, двуокись углерода, метан, оксиды азота, водород, озон и примеси. 4/5 всей массы воздуха находится в тропосфере.

Все физические оболочки Земли представляют собой единый комплекс и находятся в тесном взаимодействии.

Вопросы:

1. Чем отличались выводы А. Фридмана от ранее существующих воззрений?

2. Что установил Хаббл?

3. Что является началом отсчета времени во Вселенной?

4. Как было доказано существование сингулярной точки?

5. Что такое реликтовое излучение?

6. Как определили возраст Вселенной?

7. Что общего в трех моделях Фридмана?

8. Почему Вселенная построена из вещества, а не из антивещества?

9. Описать процесс возникновения и самоорганизации материи во Вселенной.

10. Описать эволюцию Солнечной системы по современным представлениям.

Литература:

Дубнищева Т.Я. КСЕ. – 2003. – С. 463-482. С. 486 – 508.

Горелов А.А. КСЕ. – 2004. – С. 61-75.

Мир вокруг нас. – 1976. – С. 23-75.

Игнатова В.А. Естествознание. – М. – 2002. – 254 с.

Шкловский И.С. Звезды, их рождение, жизнь и смерть. – М: Наука, 1977. – С.3, 113-142.

Вайнберг С. Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной. – М. – 1981.

Левитан Е.П. Эволюционирующая Вселенная. – М. – 1993.

Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная. – М. – 1996.

Зигель Ф.Ю. Планета Земля. – М:Мысль. – 1974. – 221с.

Тема 9. Возникновение и эволюция жизни.

1. Теория возникновения жизни в результате биохимической

эволюции А.И. Опарина. Согласно этой теории, жизнь закономерно возникла на определённом этапе истории Земли в результате физико-химических процессов при эволюции планеты, причём одной из причин, определившей большую вероятность возникновения жизни явилась относительно более высокая распространённость на Земле углерода. Как писал Тимирязев в 1912г., «живая материя осуществлялась также, как и все остальные процессы, путём эволюции».

Наиболее полно и глубоко проблема происхождения и сущности жизни как особой формы организации и движения материи не только в отечественной, но и в моровой науке разработана академиком А.И. Опариным в 1957-1960 гг., за что он в 1978 г. был удостоен международной премии Колинга, присуждаемой ЮНЕСКО.

Первый очерк Опарина на эту тему, написанный ещё в 1924 г., содержал в себе намётки новой программы химических и биологических исследований (можно встретить название «теория Опарина-Холдейна», т.к. английский учёный Холдейн выдвинул сходные идеи независимо от Опарина в 1929 г.). Изучение происхождения жизни может быть успешно осуществлено только на фоне рассмотрения общего развития материи. «Чтобы представить себе этот процесс, необходимо учесть всю совокупность взаимодействий всех без исключения ступеней химической эволюции, которая имеет интегральную направленность на живое». Согласно теории Опарина жизнь является результатом последовательного усложнения углеродистых соединений, поэтому особое значение уделено эволюции этих соединений, приведшей к образованию органических веществ и возникновению из них сложных многомолекулярных систем.

Органические вещества - главнейшие и обязательные составляющие материального субстрата жизни. Их простейшими представителями служат соединения водорода и углерода. По данным науки, с самых начальных периодов образования нашей планеты на её поверхности, в коре, гидросфере и атмосфере чисто химическим, абиогенным (т.е. небиологического происхождения) путём создавались и накапливались метан и другие разнообразные углеводороды, обладающие поразительными химическими возможностями. Они не могли долго оставаться неизменными, а обязательно вступали в химические взаимодействия между собой и с другими веществами, образуя такое разнообразие сложных соединений, которое чуждо неорганической природе. Именно это, вероятно, и поставило их в такое исключительное положение на пути возникновения жизни.

Теория биохимической эволюции имеет наибольшее признание среди ученых, хотя и эта теория не доказана до конца. Согласно этой теории, эволюция живого вещества прошла два этапа. Первый – это химическая эволюция, в результате которой в первичном океане («первичном бульоне») образовались первые аминокислоты, белки, белковые полимеры. Данный этап химической эволюции имеет экспериментальное подтверждение, поэтому первая часть теории Опарина считается доказанной.

Второй этап – это биохимическая эволюция «теория коацервата». Эта часть теории Опарина не имеет экспериментальных подтверждений. По этой причине, в науке нет единой теории, описывающей истинные причины возникновения жизни.

2. Эволюция человека. Фундаментальные процессы генетической изменчивости, адаптации и отбора, которые лежат в основе огромного разнообразия органической жизни, определяют также ход эволюции человека. Изучением процессов становления человека как вида, а также внутривидовых вариаций, анатомических и физиологических, занимается антропология (во многих странах эту науку называют физической антропологией, отличая от культурной антропологии, к которой относят лингвистику, доисторическую археологию и этнографию).

В 1739 шведский естествоиспытатель Карл Линней в своей Системе природы (Systema Naturae) классифицировал человека – Homo sapiens – как одного из приматов. В этой системе приматы образуют один из отрядов в составе класса млекопитающих и разделяются на два подотряда: полуобезьяны (в их число входят лемуры и долгопяты) и высшие приматы. К последним относятся обезьяны, человекообразные обезьяны (гиббоны и крупные человекообразные обезьяны – орангутан, гориллы, шимпанзе) и человек. Приматы обладают многими общими специфическими признаками, отличающими их от других млекопитающих.

Некоторые эволюционные концепции были сформулированы еще до опубликования в 1859 Происхождения видов (On the Origin of Species) Дарвина. В конце 18 в. на эти темы писали Дидро, Кант и Лаплас, а в начале 19 в. работы, в которых разнообразие органического мира объяснялось эволюционным процессом, опубликовали Ламарк и Эразм Дарвин, дед Чарлза Дарвина.

Хотя эти ранние концепции и позволяли предполагать, что современный человек, возможно, произошел от более примитивных обезьяноподобных видов, тем не менее обнаруженные к тому времени ископаемые остатки тех, кого мы теперь признаем предшественниками современного человека, либо совсем не вызывали интереса, либо рассматривались как аномалии. Только после выхода в свет Происхождения видов, гибралтарский человек, открытый в 1848, а также неандертальский череп, найденный при раскопках в 1856, привлекли внимание в качестве доказательств эволюции человека.

Британский биолог Томас Гексли, последователь учения Дарвина, одним из первых дал оценку этим скудным ископаемым остаткам, имевшим относительно небольшой возраст. В 20 в. в Европе, Азии и Африке было обнаружено множество остатков гоминид, т.е. представителей родословной линии человека. Эти открытия совершаются и в наши дни, так что мы все больше узнаем, как и в каких временн х рамках протекала эволюция человека, а также, до некоторой степени, какие факторы могли влиять на этот процесс.

3. Биосфера и человек. Современный человек сформировался около 30-40 тысяч лет назад. С того времени в эволюции биосферы стал действовать новый – антропогенный фактор.

Палеолит- первая культура, созданная человеком. Она совпала с длительным периодом оледенения. Тогда экономической основой жизни была охота на крупных животных, что привело к исчезновению многих видов. Дополнительные сложности для травоядных животных возникли вследствие изменения природных условий в конце палеолита, когда наступило резкое потепление, отступил ледник, леса распространились по Европе, вымерли крупные животные. Закончился период развития общества, характеризовавшийся чисто потребительским отношением к окружающей среде.

Во времена Неолита наряду с охотой, рыбной ловлей и собирательством все большее значение приобретает процесс производства пищи. Происходят первые попытки одомашнивания животных, зарождается производство керамики. Уже 9-10 тыс. лет назад существовали поселения, среди остатков которых обнаруживают пшеницу, кости коз, свиней. В разных местах развиваются зачатки земледельческого и скотоводческого хозяйства. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия.

Рост населения, качественный скачок в развитии техники и науки за последние столетия привели к тому, что деятельность человека стала направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы.

4. Эпоха ноосферы. Ситуация коренным образом изменилась, когда появился главный компонент биосферы – человек. Он вступил как новая мощная геологическая сила, положившая начало перестройке биосферы: началась эпоха ноосферы.

Термин “ноосфера ” был еще в 1927 г. предложен французскими учеными и философами Э. Леруа и П. Тейяром де Шарденом. Однако они вложили в этот термин особое содержание, истолковав его как некий надбиосферный “мыслительный пласт”, как единый покров, окутывающий планету. Другое истолкование термину “неосфера” дал В.И. Вернадский, понимая под ним ту часть нашей планеты и околопланетного пространства, которая несет на себе печать разумной деятельности человека: так же, как и биосфера, неосфера становится геологической силой, влияющей на все сферы Земли. Таким образом, Вернадский расширил учение о взаимном влиянии живых организмов и среды, т.е. представления о предмете экологии, включив в них проблемы воздействия неосферы на биосферу. В результате экология из чисто биологической превратилась в междисциплинарную область не только естественно-научного, но и философского знания

Вопросы:

1. Перечислить основные гипотезы возникновения жизни.

2. Выделите сильные и слабые стороны гипотезы Опарина.

3. Описать эволюционные ступени усложнения живых организмов.

4. Какое значение имел фотосинтез для биосферы?

5. Что такое биологическая информация?

6. Объяснить, почему разнообразие видов обеспечивает сохранение вида.

7. Кто является автором термина «ноосфера»?

8. Какие достижения естествознания помогли обосновать концепцию ноосферы? Почему она так называется?

9. В чем смысл принципа «устойчивое развитие»?

10. Как вы понимаете коэволюцию природы и общества?

11. Что такое информационное общество?

12. Является ли человек неотъемлемой частью природы или он стоит над ней?

13. Какие процессы действуют в обществе: линейные или нелинейные, и даст ли что-либо общественным наукам изучение нелинейных физических процессов?

Литература:

Горелов А.А. КСЕ. – 2004. – С. 143-154.

КСЕ под ред. Самыгина. – 2003. – С. 389 – 407.

Дубнищева. КСЕ. – 2003. – С. 754-772. С. 773-789.

Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь разума. М. – 2000. – 224 с.

Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. – М. – 1991.

Тейяр де Шарден П. Феномен человека. – М. – 1989.

Вернадский В.И. Биосфера. Разл издания.

Вернадский В.И. Несколько слов о ноосфере.

Опарин А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие.- М. – 1960. – 192с.

Войткевич Г.В. Возникновение и развитие жизни на Земле. – М. 1988.

Шредингер Э. Что такое жизнь? – М. – 1972.

Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул. – М. – 1973.

Югай Г.А. Общая теория жизни. – М. – 1985.

СОДЕРЖАНИЕ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ К СЕМИНАРАМ

При подготовке к семинару каждый студент готовит выступление, используя при этом учебную литературу и дополнительную литературу, которая указана к каждой теме. Кроме этого необходимо активно использовать любую справочную, энциклопедическую и другую литературу по теме, которой вы располагаете.

Каждое практическое занятие условно делится на два этапа. В первой большей по времени части идет выступление участников семинара. Во второй части проводится проверка усвоения материала по данной теме в виде письменных, устных ответов на вопросы или тестовых заданий. Вопросы приводятся в изложении теоретического курса в конце каждой темы.