- •Федеральное агентство по образованию
- •Предисловие
- •1. Естественно-научная и гуманитарная формы культуры. Научный метод
- •1.1. Естественно-научная и гуманитарная формы культуры
- •1.2. Научный метод
- •Контрольные вопросы
- •2. Физические концепции описания природы
- •2.1. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы
- •2.1.1. Концепции строения материи и развития материального мира
- •2.1.2. Развитие представлений о природе света. Корпускулярно-волновой дуализм
- •2.2. Порядок и беспорядок в природе, детерминированный хаос
- •2.3. Структурные уровни организации материи
- •2.3.1. Микромир
- •2.3.2. Макромир
- •2.3.3. Мегамир
- •2.4. Пространство и время
- •2.4.1. Единство и многообразие свойств пространства и времени
- •2.4.2. Принцип причинности
- •2.4.3. Необратимость – неустранимое свойство реальности. Стрела времени
- •2.4.4. Современные взгляды на пространство и время
- •2.5. Принципы относительности
- •2.5.1. Принцип относительности в классической механике
- •2.5.2. Специальная теория относительности
- •2.5.3. Общая теория относительности
- •2.6. Принципы симметрии и законы сохранения
- •2.6.1. Симметрия: понятие, формы и свойства
- •2.6.2. Принципы симметрии и законы сохранения
- •2.6.3. Диалектика симметрии и асимметрии
- •2.7. Взаимодействие, близкодействие, дальнодействие
- •2.7.1. Концепции близкодействия и дальнодействия
- •2.7.2. Фундаментальные типы взаимодействий
- •2.8. Состояние, принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности
- •2.8.1. Принцип неопределенности
- •2.8.2. Принцип дополнительности
- •2.8.3. Принцип суперпозиции
- •2.9. Динамические и статистические закономерности в природе
- •2.10. Законы сохранения энергии в макроскопических процессах
- •2.10.1. Формы энергии
- •2.10.2. Закон сохранения энергии для механических процессов
- •2.10.3. Всеобщий закон сохранения и превращения энергии
- •2.10.4. Закон сохранения энергии в термодинамике
- •2.11. Принцип возрастания энтропии
- •2.11.1. Понятие энтропии
- •2.12. Основные космологические теории эволюции Вселенной
- •3. Химические концепции описания природы
- •3.1. Развитие учения о составе вещества
- •3.2. Развитие учения о структуре молекул
- •3.3. Развитие учения о химических процессах
- •3.3.1. Энергетика химических процессов и систем
- •3.3.2. Реакционная способность веществ
- •3.3.3. Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье
- •3.4. Развитие представлений об эволюционной химии
- •4. Геологические концепции описания природы
- •4.1. Внутреннее строение и история образования Земли
- •4.1.1. Внутреннее строение Земли
- •4.1.2. История геологического строения Земли
- •4.2. Современные концепции развития геосферных оболочек
- •4.2.1. Концепция глобальной геологической эволюции Земли
- •4.2.2. История формирования геосферных оболочек
- •4.3. Литосфера как абиотическая основа жизни
- •4.3.1. Понятие литосферы
- •4.3.2. Экологический функции литосферы
- •4.3.3. Литосфера как абиотическая среда
- •5. Биологические концепции описания природы
- •5.1. Особенности биологического уровня организации материи
- •5.1.1. Уровни организации живой материи
- •5.1.2. Свойства живых систем
- •5.1.3. Химический состав, строение и воспроизведение клеток
- •5.1.4. Биосфера и ее структура
- •5.1.5. Функции живого вещества биосферы
- •5.1.6. Круговорот веществ в биосфере
- •5.2. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем
- •5.2.1. Основные эволюционные учения
- •5.2.3. Микро- и макроэволюция. Факторы эволюции
- •5.2.4. Направления эволюционного процесса
- •5.2.5. Основные правила эволюции
- •5.3. Происхождение жизни на Земле
- •5.3.1. Условия возникновения жизни при биохимической эволюции
- •5.3.2. Механизм возникновения жизни
- •5.3.3. Начальные этапы развития жизни на Земле
- •5.3.4. Основные этапы развития биосферы
- •5.4. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы
- •5.4.1. Система органического мира Земли
- •Неклеточные формы
- •Клеточные формы Надцарство Прокариоты
- •Надцарство Эукариоты
- •5.4.2. Экологические факторы. Структура и функционирование экологических систем
- •5.4.3. Глобальные экологические проблемы. Концепции устойчивого развития
- •5.5. Генетика и эволюция
- •5.5.1. Генетические признаки и носители наследственной информации
- •5.5.2. Основные генетические процессы. Биосинтез белка
- •5.5.3. Основные законы генетики
- •5.5.4. Наследственная и ненаследственная изменчивость
- •5.5.7. Генная инженерия и клонирование как факторы дальнейшей эволюции
- •Контрольные вопросы
- •6. Человек: происхождение, физиология, здоровье
- •6.1.2. Физиологические особенности человека
- •6.1.3. Здоровье человека
- •Группировка факторов риска и их значение для здоровья
- •6.1.4. Эмоции. Творчество
- •6.1.5. Работоспособность
- •7. Человек, биосфера и космические циклы
- •7.1. Биоэтика
- •7.1.1. Противоречия современной цивилизации
- •7.1.2. Понятие биоэтики и ее принципы
- •7.1.3. Медицинская биоэтика
- •7.2. Биосфера и космические циклы
- •7.3. Биосфера и ноосфера
- •7.4. Современное естествознание и экология
- •7.5. Экологическая философия
- •7.6. Планетарное мышление
- •7.6. Ноосфера
- •Контрольные вопросы
- •8. Проблемы самоорганизации материи и универсальный эволюционизм
- •8.1. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •8.1.1. Пространственные диссипативные структуры
- •8.1.2. Временные диссипативные структуры
- •8.1.3. Химическая основа морфогенеза
- •8.1.4. Самоорганизация в живой природе
- •8.2.5. Самоорганизация в неравновесных системах
- •8.1.6. Типы процессов самоорганизации
- •8.2. Принципы универсального эволюционизма
- •8.3. Самоорганизация в микромире. Формирование элементного состава вещества материи
- •8.4. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •8.5. Концепции эволюционного естествознания
- •8.5.1 Структурность и целостность в природе. Фундаментальность понятия целостности
- •8.5.2. Принципы целостности современного естествознания
- •8.5.3. Самоорганизация в природе в терминах параметров порядка
- •Контрольные вопросы
- •9. Путь к единой культуре. Синергетическая парадигма фундаментальности
- •9. 1. Методология постижения открытого нелинейного мира
- •9.2. Чему «учат» концепции современного естествознания?
- •9.3. Основные черты современного естествознания
- •9.4. Принципы синергетики, эволюционная триада и синергетическая среда в постижении природы
- •9.5. Принципы нелинейного образа мира
- •9.6. От автоколебаний к самоорганизации
- •9.7. Формирование инновационной культуры
- •Глоссарий
- •Список литературы
- •Приложение
- •(Для студентов дневного, заочного и дистанционного обучения)
- •Оглавление
- •Концепции современного естествознания Учебник
- •445677, Г. Тольятти, ул. Гагарина, 4.
7. Человек, биосфера и космические циклы
7.1. Биоэтика
Сравнительно недавно возникла одна из многих междисциплинарных наук – биоэтика. Причем в данном случае речь идет о науке, пограничной между естественными и гуманитарными знаниями. Предпосылки создания биоэтики, ее цели и задачи будут рассмотрены ниже.
7.1.1. Противоречия современной цивилизации
Сто пятьдесят лет тому назад в биосфере сложилось определенное равновесие. Человек использовал относительно небольшую часть ресурсов природы, перерабатывал ее для обеспечения своих потребностей и часть их снова возвращал в окружающую среду. В этот период природа испытывала небольшую нагрузку со стороны человечества и была в состоянии самовосстанавливаться. Для изучения проблем взаимодействия животного мира, мира растений и человека между собой и со средой обитания возникла новая наука – экология.
Постепенно, в связи с развитием производства и началом использования природных ресурсов во все возрастающих масштабах, сложившееся равновесие стало постепенно нарушаться, и изменения в природе стали происходить такими темпами, что качество среды обитания резко ухудшилось. Особенно интенсивно этот процесс протекал, начиная со второй половины прошлого века. К настоящему времени все три сферы обитания животных и растений — атмосфера, гидросфера, литосфера – оказались сильно загрязнены вредными для живых организмов веществами.
Причем в последние десятилетия ухудшение среды обитания живых организмов (в том числе и человека) происходит со все возрастающей скоростью. Указанный дисбаланс состояния биосферы привел к тому, что экология стала в большей мере заниматься проблемами выяснения причин ухудшения качества окружающей среды и в основном превратилась в науку изучения окружающей среды и выработки оптимальных условий природопользования. Сегодня с понятием экологии чаще всего связывают вопросы состояния окружающей среды и проведение природоохранных мероприятий.
Итак, налицо ситуация, когда развитие цивилизации приходит в противоречие с возможностью выживания живых организмов в существенно ухудшающейся среде обитания.
Другим противоречием современной цивилизации является, с одной стороны, все убыстряющееся развитие естественно-научных направлений исследования природы в физике, химии, биологии и т.д., а с другой – возможности использования достижений этих наук для уничтожения всего живого при применении ядерного, химического или бактериологического оружия.
Новым направлением биологии является также генная инженерия, дающая возможности клонирования живых организмов. С одной стороны, это исключительно перспективное направление исследований для улучшения существующих в природе живых организмов – выведения более продуктивных пород скота и сортов сельскохозяйственных растений, возможность искусственного создания банка разнообразных человеческих органов для замены, трансплантации и других медицинских целей. А с другой стороны, клонирование может привести к созданию различного рода мутантов с непредсказуемыми свойствами, в том числе и с вредными для окружающего живого мира.
Можно указать также на противоречия, связанные с развитием и превращением биосферы в техносферу. Происходит создание новых высокосовершенных роботов, способных заменить труд человека на многих производственных операциях, компьютеров с искусственным интеллектом, способных обыграть в шахматы выдающихся шахматистов. Развитие этих направлений, в том числе самообучающихся систем, может привести к неконтролируемым человеком результатам.
Перечисленных фактов достаточно для того, чтобы сложился пессимистический взгляд на дальнейшее развитие цивилизации с возможностью самоуничтожения биосферы в обозримом будущем. Некоторые ученые усматривают в таком исходе некоторый общий принцип, суть которого сводится к тому, что путь биологического развития, подобный земному, проходил во Вселенной многократно и заканчивался самоуничтожением цивилизаций.
Эта точка зрения основывается на следующих соображениях. Эволюция жизни сопровождается созданием, накоплением и передачей информации. Наиболее фундаментальным типом биологической информации является информация генетическая. Ее носитель – молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В сущности, эволюция жизни есть эволюция информационной молекулы.
Информация получила способность накапливаться и передаваться по наследству небиологическим путем. Возник способ эволюции, параллельный биологическому. Эволюция информации более не нуждается в жизни с ее медленным механизмом эволюции. Биосфера передала эстафетную палочку эволюции антропогенному миру.
В конечном счете, человек окажется, и уже в значительной степени оказался, в искусственном мире. Он выходит из равновесия с живой природой, перестает быть частью биологического мира. Подобно созревшему плоду, человек отрывается от древа жизни. Он отчуждается от жизни с ее законами эволюции. Ни одно живое существо не может выжить вне живой природы, кроме человека. Он может уничтожить все живое и продолжать существовать. Он не зависит от кислорода атмосферы, вырабатываемого растениями, ибо может добыть его электролизом. Ему не нужно мясо животных, ибо он может синтезировать любой набор аминокислот. Если он еще не достиг этого состояния сейчас, то, во всяком случае, приближается к нему.
С этого момента существование жизни на Земле перестает быть условием его собственного существования. Он может сохранить жизнь для забавы и для развлечения в виде ландшафтных заповедников и биологических парков. Но, скорее всего, жизнь не сохранится в неволе у человека и, лишенная собственного саморегулирования, исчезнет, если только не успеет адаптироваться к человеку, но уже не как к биологическому виду, а как к чужеродной стихии.
Из семени плода, оторвавшегося от древа жизни, разовьется новое древо, имя которому антропогенный мир. В этом мире удовлетворение биологических потребностей человека становится целиком зависимым от производства. В отличие от биологического, в антропогенном мире производство –необходимый элемент гомеостаза.
Биологически существование живого организма сводится к исполнению трех функций:
поддержанию жизни, т.е. удовлетворению потребности в пище, физиологических отправлениях, восстановлению сил (сон, отдых);
приспособлению к внешней среде, пассивному (гнездо, нора, средства мимикрии и т.д. у животных; кров, одежда – у человека) и активному (защите от посягательств других особей);
воспроизводству себе подобных.
Природа снабдила все живое средствами для исполнения этих функций, сделав, однако, так, что эти средства не являются абсолютными. Относительность и ограниченность их в отношении каждого отдельного организма делают ограниченным время жизни индивидуума, что является условием обновления, совершенствования и развития живого как целого.
По мере развития нового древа неизбежно возникает вопрос: «Нужны ли вообще человеку его биологические потребности?» Ведь логика их была продиктована смыслом жизни. Вне биологической жизни самое их назначение, механизм осуществления и относительный характер средств, отпущенных живым существам для удовлетворения потребностей, теряют изначальный смысл – служить средством отбора и эволюции.
Поэтому следующей ступенью развития технологической цивилизации будет устранение биологических функций человека. Нетрудно предвидеть возможность радикального изменения механизма питания и деторождения, последовательной замены биогенных органов техногенными, постепенное возникновение биотехногенного гибрида. Но решающим и, может быть, роковым шагом будет устранение смертности. Конечность существования индивидуума – непременное условие эволюции жизни. Но это и условие устойчивости любой развивающейся системы. Преодолеет ли техногенная цивилизация этот опасный рубеж или ему суждено стать завершающим в развитии оторвавшегося от древа жизни плода?
Будущее антропогенного мира находится за пределами возможности предвидения. Вечен ли разум? Вездесущ ли он во Вселенной? Или это краткий миг в истории Вселенной, и жизнь гаснет, взобравшись на эту вершину? Нигде в окрестной Вселенной мы не наблюдаем следов разумной жизни. 4,5 миллиарда лет заняла на Земле эволюция, приведшая к появлению разума. Возможно, миллиарды лет – это тот масштаб времени, который требуется в любых условиях и любых мирах для достижения эволюцией подобного уровня организации.
Невозможно представить, что Земля – единственное место Вселенной, где возникла разумная жизнь. Тогда ненаблюдаемость космического разума, вероятнее всего, связана с исторической краткостью его существования. Появляясь в разных точках Вселенной как результат эволюции, занимающей миллиарды лет, разумная жизнь, вероятно, длится недолго в своей высшей фазе – может быть, лишь, тысячелетия. В необъятном пространстве она вспыхивает и гаснет подобно искрам, так что одновременное существование даже нескольких искр в обозримой Вселенной маловероятно.