Пособие предназначено для студентов вузов, аспирантов и преподавателей. Ббк 20я73. icon

Пособие предназначено для студентов вузов, аспирантов и преподавателей. Ббк 20я73.


2 чел. помогло.

Смотрите также:
Учебное пособие предназначено для студентов вузов естественнонаучных...
Учебное пособие Москва 2008 удк 519. 68. 02 Ббк 65 с 51...
Предлагаемое учебное пособие предназначено для студентов...
Учебное пособие Белгород 2009 ббк 67. 400. 7 К 21...
Учебное пособие для студентов специальности 271200 «Технология продуктов общественного питания»...
Социология Учебно-методическое пособие для студентов Казань 2010 удк 005 101 1701841 ббк 60 5 (Я...
Учебное пособие москва 2008 удк ббк федоров И. В., Новикова М. А...
Учебное пособие предназначено для преподавателей, студентов и аспирантов университетов и всех...
Учебно-методическое пособие предназначено для, студентов высших учебных заведений, аспирантов...
Учебно-методическое пособие Сибай 2010 удк ббк аламов И. Л., Аламова С. М...
Психолого-педагогических...
Учебно-методическое пособие по дисциплине Управленческие решения Ярославль, 2011...



страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
вернуться в начало
скачать

^ 4.4.3 Основная проблема химии как науки

Д. И. Менделеев называл химию «наукой о химических элементах и их соединениях». В одних учебниках химию определяют как «науку о веществах и их превращениях», в других – как «науку, изучающую процессы качественного превращения веществ» и т.д. Все эти определения по своему хороши, но они не учитывают тот факт, что химия является не просто суммой знаний о веществах, а упорядоченной, постоянно развивающейся системой знаний, имеющей определенное социальное назначение и свое место в ряду других наук.

Химия как наука с момента своего зарождения ставила перед собой весьма практические цели и с тех пор она всегда была нужна человечеству для того, чтобы получать из природных веществ по возможности все необходимые металлы и керамику, известь и цемент, стекло и бетон, красители и лекарства, взрывчатые вещества и горючесмазочные материалы, каучук и пластмассы, химические волокна и материалы для электроники с заданными свойствами. Поэтому все химические знания, которые были приобретены в течение многих веков подчинены единственной главной задаче химии – задаче получения веществ с необходимыми свойствами. «Но это, скажете вы, – задача вовсе и ненаучная, а скорее производственная». Да, действительно, химия как никакая другая естественная наука, тесно связана с производством новых веществ. Вспомним о самых первых попытках средневековых химиков (вернее алхимиков) добыть драгоценные металлы из доступных природных соединений. Эти попытки были безуспешными, но зато сколько новых простых и сложных химических веществ было попутно открыто! Практическая задача – получение золота и платины стимулировала поиск новых веществ, их синтез и, трансформировавшись, расширяла горизонты представлений о многообразии веществ, существующих в мире. Исследование же химических и физических свойств искусственно синтезируемых веществ ставило перед учеными уже вполне научную задачу, – от каких факторов зависят свойства получаемых веществ и возможно ли заранее предугадать свойства этих соединений.

Итак, основная двуединая проблема химии – это:

1. Получение веществ с заданными свойствами – производственная задача

2. Выявление способов управления свойствами вещества – задача научного исследования.

Существует только четыре способа решения этой проблемы, связанные прежде всего с наличием всего четырех основных природных факторов, от которых зависят свойства получаемых веществ.

Эти основные природные факторы, влияющие на свойства получаемых веществ, следующие:

1) состав вещества (элементарный, молекулярный);

2) структура молекул;

3) термодинамические и кинетические условия химической реакции, в процессе которой это вещество получается;

4) уровень организации вещества.


^ 4.5. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ

Земля – от общеславянского зем – пол, низ, третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы. Земля занимает пятое место по размеру и массе среди больших планет, но из планет так называемой земной группы, в которую входят Меркурий, Венера, Земля и Maрс, она является самой крупной.

Важнейшим отличием земли от других планет Солнечной системы является существование на ней жизни, достигшей с появлением человека своей высшей разумной формы. Условия для развития жизни на ближайших к Земле телах Солнечной системы неблагоприятны и жизнь на них пока не обнаружена. Но жизнь – естественный этап развития материи, поэтому Землю нельзя считать единственным обитаемым космическим телом Вселенной, а земные формы жизни – ее единственно возможными формами.

Согласно современным представлениям Земля образовалась около 4,5 млрд. лет назад путем гравитационной конденсации из рассеянного в околосолнечном пространстве газо-пылевого вещества, содержащего все известные в природе химические элементы. Формирование Земли сопровождалось дифференциацией вещества, которой способствовал постепенный разогрев земных недр, в основном за счет теплоты, выделявшейся при распаде радиоактивных элементов – урана, тория, калия и других. В результате этого Земля разделилась на концентрически расположенные слои геосферы, различающиеся химическим составом, агрегатным состоянием и физическими свойствами. В центре образовалось ядро Земли, окруженное так называемой мантией. Из наиболее легких и легкоплавких компонентов вещества, выделившихся из мантии в процессах выплавления, возникла расположенная над мантией земная кора. Совокупность этих внутренних геосфер, ограниченных твердой земной поверхностью, иногда называют «твердой» Землей. Хотя это не совсем точно, поскольку установлено, что внешняя часть ядра обладает свойствами вязкой жидкости. «Твердая» Земля заключает почти всю массу планеты. За ее пределами находятся внешние геосферы – водная (гидросфера) и воздушная (атмосфера), которые сформировались из паров и газов, выделившихся из недр Земли. Большую часть поверхности Земли занимает Мировой океан, а суша образует шесть крупных материков: Евразию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Антарктиду и Австралию, а также многочисленные острова

Деление суши на материки не совпадает с делением на части света: Евразию делят на две части света – Европу и Азию, а оба американских материка считают за одну часть света – Америку, иногда за особую «океаническую» часть света принимают острова Тихого океана – Океанию, площадь которой обычно учитывается вместе с Австралией. Мировой океан расчленяется материками на Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый, а некоторые исследователи выделяют приантарктические части Атлантического, Тихого и Индийского океанов в особый Южный океан.

Северное полушарие Земли – материковое, суша здесь занимает 39 % поверхности, а Южное – океаническое, суша составляет лишь 19 % поверхности. В Западном полушарии преобладающая часть поверхности занята водой, в Восточном – сушей. Над равнинной поверхностью материков возвышаются горы, отдельные вершины которых имеют высоту 7–8 км и более. Высочайшая вершина мира – г. Джомолунгма в Гималаях – достигает 8848 м.

Земля обладает гравитационным, магнитным и электрическим полями. Гравитационное притяжение Земли удерживает на околоземной орбите Луну и искусственные спутники Действием гравитационного поля обусловлены сферическая форма Земли, многие черты рельефа земной поверхности, течение рек, движение ледников и другие процессы.

Магнитное поле создается в результате сложного движения вещества в ядре Земли. В межпланетном пространстве оно занимает область, объем которой намного превосходит объем Земли, а форма напоминает комету с хвостом, направленным от Солнца. Эту область называют магнитосферой.

С магнитным полем Земли тесно связано ее электрическое поле. «Твердая» Земля несет отрицательный электрический заряд, который компенсируется объемным положительным зарядом атмосферы, так что в целом Земля, по-видимому, электронейтральна.

В пространстве, ограниченном внешним пределом геофизических полей Земли, главным образом в магнитосфере и атмосфере, происходит последовательное и глубокое изменение первичных космических факторов, поглощение и преобразование солнечных и галактических космических лучей, солнечного ветра, рентгеновского, ультрафиолетового, оптического и радиоизлучений Солнца, а это имеет огромное значение для процессов, протекающих на земной поверхности.

Биосфера (в современном понимании) своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев:

Тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80 % газового состава атмосферы и весь водяной пар;

Стратосфера; – до 55 км – это 20 % массы атмосферы.

Ноосфера – там «живое вещество» отсутствует.

Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78 %), О2 (21 %), СО2 (0,03 %).

Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мг/л растворимых веществ.

Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, , СL– , S, С. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

Преобладающие элементы химического состава литосферы: О, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92 % ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора– это царство кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.


^ 4.6. БИОЛОГИЕЧСКИЕ ЯВЛЕНИЯ.

ФОРМЫ И УРОВНИ ЖИЗНИ

В результате великих открытий второй половины нашего века биология вышла на молекулярный уровень изучения своих объектов и явлений, и естествознание обрело контуры целостной науки, исследующей единую Природу во всех ее проявлениях. Появилась даже тенденция квалифицировать биологию, химию и физику не как самостоятельные естественные науки, а лишь как относительные части единого всепоглощающего Естествознания.

Вместе с тем не следует забывать о том, что каждая из этих частей имеет свои особенности, свою специфику. Биология по сложности в несколько раз превосходит химию и в несравненно большее число раз – физику.

Революционное потрясение, которое пережило естествознание с выходом изучения живой материи на молекулярный уровень сравнимо лишь с переворотами, произведенными Н. Коперником и И. Ньютоном, повлиявшими на переосмыслении картины мира. Ведь биология 1950–1970 гг. проникла в тайны живой природы, расшифровав механизмы ее функционирования, активно вторгшись в бытие человека и окружающей его среды.

Однако, биология, будучи «равной среди равных» в системе естественных наук, отмечена особым знаком свадьбы. До сих пор нет единой точки зрения на ее «образ» как теоретической науки.


^ БИОЛОГИЯ КАК БЫ СУЩЕСТВУЕТ ОДНОВРЕМЕННО В ТРЕХ ЛИЦАХ, РАЗВИВАЕТСЯ В ТРЕХ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ:


Традиционная (натуралистическая) биология

Эволюционная биология

Физико-химическая биология



Все эти направления научных поисков в биологии хотя и различаются по содержанию, но преследуют одну и ту же цель – познание феномена Природы – Жизни. Все эти направления имеют один тот же живой объект исследования, т.е объект, отличающийся от неживой природы своей функциональной сложностью, уникальностью и непредсказуемостью.

В настоящее время ведутся усиленные поиски объединяющего начала для всех трех «образов» биологии и создания единой теории жизни. Такая теория, безусловно, может быть создана лишь при помощи знаний смежных с биологией естественных наук: физики и химии.


^ 4.6.1. Традиционная или натуралистическая биология.

Биологическая система Линнея

Объектом изучения традиционной биологии всегда была и остается живая природа в ее естественном состоянии. Эта мысль принадлежит Эразму Дарвину. Эразму Дарвину (деду великого Ч. Дарвина), принадлежит термин Храм природы. Всякий входящий в этот Храм, должен был испытывать трепет и благоговение перед красотой и совершенством созданий Природы, а познающий ее тайны – приобщение к премудрости Творца, ее создавшего.

Традиционная биология имеет давние истоки своего зарождения. Они восходят к средним векам, а становление ее в самостоятельную науку, получившую название натуралистическая биология, приходится на XVIII-XIX вв. Методами биологии стало тщательное наблюдение и описание явлений природы, а главной задачей – их классификация.

Первый этап истории натуралистической биологии ознаменовался первыми классификациями животных и растений. Гигантский труд по классифицированию осуществляется под воздействием идей великих мыслителей древности.

Вершиной искусственной классификации стала система, созданная К. Линнеем (1707–1778). Все его труды были посвящены грандиозной систематизации растительного мира по произвольно выбранным, зачастую единичным признакам. Однако, она четко отображала закономерности, реально существующие в природе и позволяла выделять растения в отдельные группы. К. Линней называл эти группы таксонами. Именем этого ученого связано введение бинарной номенклатуры с обозначением рода и вида, а также принцип иерархического соподчинения таксонов и их наименования – классы, отряды, роды, виды, разновидности.

Более близкими к природе были системы, созданные позже А.Л. Жюссе (1748–1836), О.-П. Декандолем (1778–1841) и Ж.-Б. Ламарком (1744–1829).

Труд Ж.-Б. Ламарка «Естественная история растений» (1803) был построен по принципу развития от простого к сложному. В нем ученый акцентировал внимание на происхождении отдельных групп растений и пытался установить родственные связи между разными группами растений.

«Первая инвентаризация» животного мира велась несколько иным способом. Биологи составляли фундаментальные сводки энциклопедического характера. Примерами могут служить труды К. Гесснера (1516–1565) «История животных», Р. Реомюра (1683–1757) «Мемуары по истории насекомых» и особенно 44-томный труд Ж. Брюффона (1707–1788) и его соавторов «Естественная история».

Одной из первых классификаций животных является классификация, созданная К. Линнеем и представления в его работе «Система природы» (1758). Эволюционный подход к классификации царства животных применили несколько позже Ж.-Б. Ламарк (1801–1832), С.-И. Жорффруа (1805–1861) и Ж. Кювье (1769–1832).

Становление традиционной биологии – это зарождение комплексного или системного подхода к исследованию Природы, поскольку объектом исследования натуралистов была и остается живая природа в ее целостном и нерасчлененном виде, во всем ее многообразии и сложности. Поэтому можно говорить, что первым традиционалистам было свойственно стихийное, т.е. неосознанное системное мышление. Оно и позволяло воспринимать Природу в целом, видеть неискаженные вмешательством человека царящие в ней законы.

В наши дни традиционная биология не утратила своего назначения. Напротив, ее роль возросла, т.к. перед человечеством возникли совершенно новые экологические проблемы. А ведь экология – это наука, исследующая взаимоотношения организмов, как между собой, так и со средой их обитания, и поэтому нет ничего удивительного в том, что ее выводы «опираются» на традиционные биологические методы исследования Природы. Кроме того, любой уважающий себя ученый – биолог прежде, чем начать исследования в своей области знаний, обязательно пронаблюдает за естественным течением жизни, чтобы понять какое место в общей системе жизненных явлений занимает тот процесс или та структура, которые он намерен изучать. Традиционная биология является источником фактов, почерпнутых из наблюдений реальности, ее объект изучения – целостная живая природа, воспринимаемая как единая нерасчлененная система во всем ее многообразии. А ведь именно такая природа требует от нас самого бережного и гуманного отношения к себе.


^ 4.6.2. Физико-химическая биология

Название физико-химическая биология имеет два смысла. Во-первых, это понятие означает, что предметом исследования данного направления науки являются объекты живой природы, которые изучаются на физико-химическом уровне, т.е. на молекулярном и надмолекулярном уровнях. С другой стороны, сохраняется и первоначальное значение этого термина: использование физико-химических методов для расшифровки структур и функций живой природы на всех уровнях ее организации. Так или иначе, физико-химическая биология в наибольшей степени содействовала сближению биологии с точными науками и становлению естествознания как единой науки о Природе.

Биологи-экспериментаторы, в принципе, уже давно использовали различные точные физико-химические методы в своей работе. Среди них были Л. Пастер (1822–1895), И.М. Сеченов (1829–1905), И.П. Павлов (1849–1936), И.И. Мечников (1845–1916) и многие другие. Именно они проложили путь к раскрытию сущности процессов жизнедеятельности живых организмов. С тех пор точные методы, которыми пользуются ученые, и экспериментальная техника шагнули далеко вперед. Создание новых методов стимулировало научный поиск, а свежие научные открытия, в свою очередь, приводили к созданию принципиально новой аппаратуры.

В настоящее время ученые при поиске истины используют весь арсенал накопленных к настоящему времени методов исследования живого. Среди них – как очень старые – классические методы исследования, так и ультрасовременные, оригинальные методы, иногда разрабатываемые прямо в лаборатории. Наиболее широкое распространение в биологии получили метод меченых атомов (используемый для наблюдения за передвижением и превращением веществ в живом организме), методы рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии (позволяющие исследовать крупные молекулярные компоненты и субмикроскопические структуры в живых клетках), хроматографические методы (используемые при биохимических исследованиях), спектральные методы и методы зондирования в тканях (позволяющие следить за работой живых органов – ЯМР-томография; УЗИ-томография, оптические зонды и т.д.). Широкое внедрение компьютеров позволило автоматизировать экспериментальные установки и привело к созданию большого количества различных томографов – компьютерной аппаратуры, позволяющей послойно анализировать любой орган или клеточный органоид, не нанося ему вреда.

В отличие от физики и химии, биология пока не располагает такими интегрированными теоретическими знаниями о многообразии живой природы, которые могли бы составить базу для теоретической биологии. На сегодняшний день это достаточно сложная задача. Ведь для создания теоретической биологии необходимо осуществить синтез всех обширных знаний из всех областей биологии и, проанализировав все эти знания о живом, выделить существенные закономерности, которые были бы присущи всем уровням организации живой материи. При этом следует особенно подчеркнуть тот факт, что речь идет именно о живой, а не мертвой материи, и потому в науке теоретической биологии должна быть дана характеристика жизни, не сводимая к физике или химии.

Вместе с тем совершенно очевидно, что живые организмы находятся в постоянном взаимодействии с окружающей природой. Вместе с пищей они поглощают бесчисленное множество органических и минеральных соединений, которые претерпевают биохимические превращения в живом организме и затем (в виде продуктов распада) выводятся вновь в окружающую среду. Строительным материалом для живых клеток являются макромолекулы: белки, фосфолипиды, жиры, нуклеиновые кислоты. Гормональная регуляция, осуществляемая в организме, производится так же химическим путем. В общем, куда ни брось взгляд – всюду химия! А химическое учение основано на конкретных физических закономерностях. Вот и получается, что и без физики в биологии «далеко не уедешь»! Именно эти две науки, выбрав своим объектом исследования живые структуры на молекулярном уровне, связали работу живых клеток с химическими и физическими превращениями биомолекул.

Объединение биологии с химией породило новую науку – биохимию, целью которой является изучение структуры и свойств биомолекул одновременно с их метаболизмом в живых тканях и органах, т.е. с изменениями этих молекул внутри живого организма. В числе открытий, сделанных биохимиками, регулирующих основные пути метаболизма, – установление роли мембран, рибосом и других ультраструктурных элементов клеток, выяснение того факта, что последовательность аминокислот определяет пространственную структуру белков, а следовательно, и их биологические функции, познание молекулярных основ генетики. По сути, биохимия пытается объяснить все существующие явления, происходящие в клетке или в живых жидкостях и тканях на языке, понятном химикам. Такой шаг открывает широкие перспективы для возможностей регуляции и корректировки функций живого химическим путем. Он находит свое непосредственное применение в фармацевтике, медицине и сельском хозяйстве.

На стыке биохимии, биологии и физики в 1950-е гг. возникла новая наука – биофизика. Целью этой науки является объяснение ряда биологических явлений с точки зрения физики. Биофизики, рассматривая сложное биологическое явление, делают попытку расчленить его на несколько более элементарных, доступных для понимания актов – ступеней этого явления, и исследуют затем их физические свойства. Методами биофизики было дано объяснение механизмам мышечного сокращения, проведения нервного импульса, актов ферментативного катализа; предложены модели многих автоколебательных процессов, наблюдаемых в биологии, объяснены тайны фотосинтеза. Биофизиков можно встретить сегодня в любой биологической лаборатории, начиная с экологической и заканчивая лабораторией молекулярной генетики. Спецификой биофизического знания является умение оперировать понятиями всех уровней биологии и биохимии.

Биофизика и биохимия осуществили давнюю мечту биологов об объединении знаний о структуре и функциях организма в целом. Однако, ни биохимия, ни биофизика не могут дать ответа на основной вопрос биологии: чем живая материя отличается от неживой и что является толчком при зарождении жизни.


^ 4.6.3. Эволюционная биология. Теория эволюции Ч. Дарвина

Для живой природы развитие во времени – неотъемлемое и наиболее характерное свойство. В биологии эта концепция обрела функции платформы, на которой происходит синтез разнородного специализированного биологического знания. В итоге сформировалась достаточно самостоятельная область знаний – эволюционная биология.

Вам, конечно, хорошо известны основы дарвинизма из курса средней школы. Ч. Дарвин создал свою теорию, будучи типичным натуралистом: его учение – плод пристальных наблюдений над живой природой в самых различных ее проявлениях. Весьма скромные в его времена знания о химическом составе организмов и процессах обмена веществ не имели для него сколько-нибудь существенного значения. Тем не менее одних только наблюдений и описаний оказалось достаточно, чтобы родилась главная идея, переросшая затем в целостную теорию – идея естественного отбора. Ч. Дарвину удалось выявить такие факты, которые при их обобщении, как оказалось, имеют универсальное значение. Идея развития (или эволюции), а также исторический метод были взяты на вооружение всем естествознанием.

Облик эволюционный биологии как науки сложился в результате объединения двух потоков знаний: самого эволюционного учения и знаний, полученных другими науками относительно эволюции и ее механизмов. Содержание эволюционной биологии постоянно расширяется. Новые научные достижения в молекулярной биологии, цитологии (науке о строении и функционировании живых клеток), палеонтологии способствуют этому. Ученые даже всерьез подумывают: а не пора ли провести новый эволюционный синтез полученных знаний. В его осуществлении многие биологи видят путь к оформлению самостоятельной дисциплины – теоретической биологии. Однако, ряд ученых считают, что уровень достигнутых знаний пока еще недостаточно высок для подобной революции в биологии.

^ Формы и уровни жизни.

Все объекты живой и неживой природы по строению представляют собой системы, для которых характерно иерархическое соподчинение входящих в них элементов, т.е. структурных уровней организации. Самые элементарные из них относятся к области познания физики, – это электроны, протоны, другие элементарные частицы. Затем идут атомные уровни, молекулярные уровни, изучением которых занимаются как физика, так и химия. За молекулярным уровнем следует субмолекулярный, – уровень исследования работы макромолекул как единого целого; и так далее, вплоть до уровня организмов и сообществ из них. Каждый нижележащий уровень располагается как бы в оболочке вышележащего уровня и сохраняет его особенности. Действительно, молекулярный состав мембраны клетки будет отличаться, например, от молекулярного состава ядра клетки, а конкретный химический элемент будет всегда иметь свое, отличное от других строение электронных оболочек. Конкретизация знания об объекте предполагает суммирование знаний о его строении на всех уровнях знаний. А изучение каждого уровня организации живой материи должно иметь биологический смысл, т.е. должно быть направлено на изучение феномена, а не просто структуры ее физико-химической организации.

Для наглядности приведем пример не из биологии, а из жизни. Представьте себя владельцем небольшого особняка. Каждый из кирпичей, из которых построен ваш дом, имеет тот же цвет, что и цвет всего здания. Таким образом, рассматривая отдельный кирпич в стене дома, вы одновременно получаете информацию о свойствах целого дома. Но можете ли вы быть уверены в том, что цвет стен в комнатах соответствует цвету кирпичей? Да, – в том случае, если стены в вашем доме голые. Нет, – если они покрыты обоями.

Как мы видим на этом простом примере, – изучение объекта на более низком уровне несет только часть информации обо всем объекте и не всегда соответствует полному представлению о нем. Ясно, что для того, чтобы картина была более полной, желательно осмотреть все здание снаружи, изучить его планировку, узнать из каких строительных материалов оно сделано, узнать свойства этих материалов и т.д. В более общем виде, это и обозначает суммирование или синтез знаний об объекте исследования, полученных на всех уровнях познания.

Это задача архисложная и не всегда выполнимая. Среди ученых есть откровенные противники структурирования и выделения уровней познания при изучении биологических объектов. Они считают жизнь уникальным явлением, не подлежащим сухому анализу и рассматривают проявления жизни во всем многообразии. Безусловно, эта идея очень привлекательная, но трудно не согласиться с тем фактом, что биологические явления сами по себе – явления достаточно сложные для изучения и понимания, сложные по своей органической структуре и по своим функциональным проявлениям. Поэтому ясно, что без деления такой системы на отдельные части, которые был бы в силах охватить мозг исследователя просто не обойтись. Деление же на части или уровни исследования происходит в соответствии с реальными структурными уровнями живого объекта.

Проблема различной степени упорядоченности и организованности живой материи возникла у натуралистов еще в XVIII–XIX вв. Первым толчком к ее проявлению послужило провозглашение в 1830-е годы клеточной теории. А в 1846 г. М. Шлейден – один из основателей этой теории – сформулировал положение о существовании живых тел «различного порядка организованности». Незадолго до этого Э. Геккель выдвинул гипотезу, согласно которой протоплазма клетки не однородна, а состоит из каких-то надмолекулярных частиц, названных им пластидулами. С одной стороны – утверждалась идея дискретности, т.е. делимости целого на структуры более низкой организации, а с другой – этим структурам приписывалась постоянная и самостоятельная функция.

В первой половине XIX в. в биологии появляется история теории систем. Одна из первых ее страниц была посвящена редукционизму, представляющему собой механистический материализм. Согласно ему все высшее сводится к низшему: процессы жизнедеятельности – к совокупности их физико-химических реакций. Качественное своеобразие живого отрицалось. Противников «редукционистов» в то время называли виталистами. «Виталисты» утверждали, что органическое целое невозможно свести к простой сумме его частей, и оно управляется божественной силой. Несколько в стороне находились взгляды экспериментирующих биологов, придерживавшихся физиологического детерминизма. Так К. Бернар, полагал, что все структуры и процессы в многоклеточном организме определяются внутренними причинами организма, поиском которых необходимо заниматься ученым.

В 1920-е годы американские философы Г. Браун и Р. Селларс разработали новое понятие структурные уровни. Согласно их теории, эти уровни различаются не только классами сложности, но и закономерностями их функционирования. Они выдвинули идею иерархической соподчиненности уровней, вхождение каждого последующего уровня в предыдущий с образованием единого целого, в котором низкий уровень «виден» в самом высшем. Так родилась концепция многоуровневой иерархической «матрешки».

Данная концепция – это не теория жизни. Но она является эффективным инструментом для получения комплексного, интегрирующего знания, которое может служить базой для возведения теоретической биологии.

^ СХЕМА КЛАССИФИКАЦИИ СТРУКТУРНЫХ УРОВНЕЙ БИОСИСТЕМ.

неживая живая общество

природа природа


племя




род




стадо




Многоклеточные организмы




Органы и ткани




клетки




Органеллы клеток




Комплексы макромолекул




макромолекулы




молекулы




атомы




Элементарные частицы






оставить комментарий
страница7/12
Дата31.08.2011
Размер1,48 Mb.
ТипУчебное пособие, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
отлично
  3
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх