Синергетика и современное миропонимание.
Синергетика сотрудничества изменила представление о мире. Развитие понимается в синергетике как процесс становления качественно нового, того, что еще не существовало в природе и предсказать это невозможно. Синергетика XXI в. решает вечную проблему рождения материи. Она предлагает механизм, включающий два основных понятия: первое – спонтанная флуктуация – случайные отклонения параметров системы от равновесия; второе – определенное событие в точке бифуркации, т.е. в состоянии максимального беспорядка (хаоса) в любом процессе.
Точка бифуркации – это точка «выбора» дальнейшего пути развития системы.
Появление неустойчивых состояний в системе создает потенциальную возможность для нее перейти в новое качественное состояние. Оно характеризуется новыми параметрами системы и новым режимом ее функционирования.
Синергетика сформулировала принцип самодвижения, создания более сложных систем из более простых. Синергетика подтверждает вывод теории относительности о взаимопревращении вещества и энергии и объясняет образование веществ. С точки зрения синергетики, вещество – это застывшая энергия. Энергия, как бы застывает в виде кристаллах, превращаясь из кинетической в потенциальную. С точки зрения синергетики энтропия – это форма выражения количества связанной энергии, которое имеет вещество.
Моделирование отклика живого организма на воздействие сложная задача. Ответная реакция системы непредсказуема, нелинейна, она может быть и адекватной и неадекватной. Процессы в саморазвивающихся системах сложны (предсказание погоды).
|
|
|
При изучении простых моделей, обнаружено, что в нелинейных системах при конкуренции ряда противоположных факторов реализуются режимы, необъяснимые только ньютоновской физикой. Малые изменения ведут к совершенно неповторимым сценариям развития. Исследования выявляют наличие нескольких основных сценариев – аттракторов (притягивать), притягивающих все остальные. Если система подпитывается необходимым для ее существования потоком энергии она переходит от одного сценария к другому. Знание характеристик системы в выделенные моменты перехода с одной ветви аттрактора на другую позволяет определить ее поведение на относительно долговременную перспективу.
Возникновение порядка из хаоса – характерная черта в поведение сложных синергетических систем. Малые изменения начальных условий возрастают до макроскопического уровня. На этом уровне возникают неустойчивости, приводящие к бифуркациям, т.е. резким изменениям состояния систем – фазовые переходы. В синергетической системе реализуется самоорганизация и самоупорядочение в пространстве и времени.
|
|
|
Соответствующие явления наблюдаются на всех уровнях, начиная со Вселенной и до частиц вируса. Хаотической является система, поведение которой существенно зависит от малых случайных изменений начальных условий.
Аксиомой неравновесной термодинамики является утверждение: любая термодинамическая система стремится к равновесному состоянию, при этом в системе возрастает беспорядок. Мерой беспорядка является энтропия. Энтропия замкнутой системы в целом или постоянна или возрастает. В отдельных частях системы могут возникать самопроизвольно и случайно отклонения от равновесного состояния – флуктуации. Математические модели показывают: видообразование в эволюции подобно фазовому переходу.
Тема 3
ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА
Начальные этапы биологической эволюции.
Появление примитивной клетки – начало биологической эволюции жизни.
Первые возникли одноклеточные, примитивные бактерии, не обладающие ядром – прокариоты, анаэробы, жившие в бескислородной среде, гетеротрофы, питавшиеся готовыми органическими соединениями (веществами синтезированными в ходе химической эволюции) – «органическим бульоном».
|
|
|
Энергетический обмен происходил по типу брожения. По мере исчерпания «бульона» некоторые организмы стали вырабатывать свои способы формирования макромолекул биохимическим путем, внутри самих клеток при помощи ферментов. Конкурентоспособными оказались клетки, способные получать большую часть необходимой энергии непосредственно от излучения Солнца. По этому пути шел процесс формирования хлорофилла и фотосинтеза.
Переход живого к фотосинтезу и автотрофному типу питания – поворот в эволюции живого. Это привело к наполнению атмосферы Земли кислородом, явившимся ядом для многих анаэробов: одни погибли, другие перешли к бескислородной среде, третьи приспособились к кислороду. У них центральный механизм обмена – кислородное дыхание, позволившее увеличить выход полезной энергии в 10-15 раз по сравнению с брожением – анаэробным типом обмена. Переход к фотосинтезу завершился 18 миллиардов лет назад. С возникновением фотосинтеза в органическом веществе Земле накапливалось все больше энергии солнечного света, это ускоряло биологический круговорот веществ и эволюцию живого в целом.
В кислородной среде сформировались эукариоты - одноклеточные с ядром, обладали фотосинтетической активностью, имели сконцентрированные в хромосомы ДНК. Эукариотическая клетка воспроизводилась без существенных изменений.
|
|
|
Последующая эволюция разделила эукориоты на растительные и животные клетки. Растительная клетка эволюционировала в сторону уменьшения способности передвижения (имелась жесткая целлюлозная оболочка) и в направлении использования фотосинтеза.
Животные эволюционировали в сторону увеличения способности к передвижению и совершенствовали способы поглощать и выделять продукты переработки пищи.
Следующий этап – половое размножение эволюции, возникшее около 900 миллионов лет назад.
Следующий шаг в эволюции живого – появление многоклеточных организмов с дифференцированным телом (700-800 миллионов лет назад). Это губки, кишечнополостные, членистоногие.
Дальнейшая эволюция позвоночных шла в направлении челюстных ракообразных позднее амфибии, затем насекомые.
Особо важный этап в эволюции форм живого – выход растительных и животных организмов из воды на сушу и их дальнейшее количественное увеличение.
Переход на сушу, к воздушной среде резко увеличил темпы эволюции живого на Земле. Жизнь в воздушной среде резко увеличила массу тела организмов.
Первыми приспособившимися к условиям жизни на суши были рептилии. Примерно 67 миллионов лет назад преимущество в естественном отборе получили птицы и млекопитающие. Их теплокровность стала решающим фактором выживания в связи с условиями похолодания на планете.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 362; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!