Контрольная работа по дисциплине: "Концепции современного естествознания"

3. Синтетическая теория эволюции

Обсуждая основные факторы эволюции, мы убедились, что первоначальная теория Дарвина в дальнейшем подверглась значительным уточнениям, дополнениям и исправлениям, которые привели в конце концов к возникновению новой синтетической теории эволюции.

В синтетической теории элементарной единицей эволюции служит популяция, поскольку именно в ее рамках происходят наследственные изменения генофонда.

Другое существенное отличие синтетической эволюции от дарвиновской состоит в четком разграничении областей исследования микроэволюции и макроэволюции. Эти термины впервые были введены в 1927 г. отечественным генетиком Юрием Александровичем Филипченко (1882—1930) для характеристики разных масштабов эволюции.

Эволюция не всегда идет от простого к сложному. Некоторые группы организмов, как, например, бактерии, сохранились с древнейших эпох только благодаря упрощению своей организации.

Решение многих проблем развития органического мира предполагает не противопоставление, а дополнение макроэволюционного подхода микроэволюционным. Особенно важен такой подход при рассмотрении мировоззренческих вопросов эволюции.

4. Философские проблемы эволюционной теории

Важнейшая мировоззренческая проблема, вокруг которой происходили ожесточенные споры между материализмом и идеализмом, наукой и религией, состоит в объяснении явлений целесообразности в живой природе. Наблюдая удивительную приспособляемость живых организмов к условиям своего существования, целесообразное устройство их тел и органов, люди уже давно задумались над причиной такой целесообразности.

Рассмотрим, как пытались объяснить эти явления первоначально в рамках античной философии и науки. Согласно телеологическому подходу, совершенство и приспособленность живых организмов к условиям среды есть результат заложенной в них внутренней цели (от греч. teleos — цель), которая раскрывается в ходе индивидуального развития организмов. Такой телеологический подход выступает в разной форме. У Аристотеля он фигурирует, как мы видели, в виде энтелехии как своеобразной целевой причины.

По мере развития живой природы происходит усложнение характера взаимодействия между организмами и внешней средой, популяциями и условиями их существования.

Вторая важная проблема, связанная с теорией эволюции, касается соотношения случайности и необходимости в развитии органического мира. То, что целесообразно в одних условиях, оказывается нецелесообразным и даже вредным в других. Поэтому целесообразность всегда имеет относительный характер.

Третья проблема мировоззренческого характера связана с характеристикой направленности развития в органическом мире. Существует ли в нем прогресс и каковы его критерии?   В настоящее время не существует пока общепризнанных критериев прогресса, хотя в последние годы его связывает со степенью упорядоченности и сложностью организации биологических систем.

Глава III. Концепция системного метода

В самом общем и широком смысле слова под системным исследованием предметов и явлений окружающего нас мира понимают такой метод, при котором они рассматриваются как части или элементы определенного целостного образования. Тем не менее на практике нередко к системам относят совокупности разнородных объектов, объединенных в одно целое для достижения определенной цели.

Главное, что определяет систему, — это взаимосвязь и взаимодействие частей в рамках целого.

1. Специфика системного метода исследования

Приведенное выше интуитивное определение системы достаточно для того, чтобы отличать системы от таких совокупностей предметов и явлений, которые системами не являются. Таким образом, для системного подхода характерно именно целостное рассмотрение, установление взаимодействия составных частей или элементов совокупности, несводимость свойств целого к свойствам частей.

Следует, однако, отметить, что различие между системами и агрегатами, или простыми совокупностями, имеет неабсолютный, а относительный характер и зависит от того, как подходят к исследованию совокупности. Ведь даже кучу камней можно рассматривать как некоторую систему, элементы которой взаимодействуют по закону всемирного тяготения. Тем не менее, здесь мы не обнаруживаем возникновения новых целостных свойств, которые присущи настоящим системам. Этот отличительный признак систем, заключающийся в наличии у них новых системных свойств, возникающих вследствие взаимодействия составляющих их частей или элементов, всегда следует иметь в виду при их определении.

Для лучшего понимания природы систем необходимо рассмотреть сначала их строение и структуру, а затем их классификацию.

Строение системы характеризуется теми компонентами, из которых она образована. Такими компонентами являются: подсистемы, части или элементы системы в зависимости от того, какие единицы принимаются за основу деления.

Подсистемы составляют наибольшие части системы, которые обладают определенной автономностью, но в то же время они подчинены и управляются системой. Обычно подсистемы выделяются в особым образом организованные системы, которые называются иерархическими.

Элементами часто называют наименьшие единицы системы, хотя в принципе любую часть можно рассматривать в качестве элемента, если отвлечься от их размера.

В качестве типичного примера можно привести человеческий организм, который состоит из нервной, дыхательной, пищеварительной и других подсистем, часто называемых просто системами.

Структурой системы называют совокупность тех специфических взаимосвязей и взаимодействий, благодаря которым возникают новые целостные свойства, присущие только системе и отсутствующие у отдельных ее компонентов. В зависимости от конкретного характера взаимодействия между компонентами мы различаем различные типы систем: электромагнитные, атомные, ядерные, химические, биологические и социальные.

Для более тщательного исследования обычно выделяют те системы, с которыми данная система взаимодействует непосредственно и которые называют окружением или внешней средой системы. Все реальные системы в природе и обществе являются, как мы уже знаем, открытыми и, следовательно, взаимодействующими с окружением путем обмена веществом, энергией и информацией. Представление о закрытой, или изолированной, системе является далеко идущей абстракцией и потому не отражающей адекватно реальность, поскольку никакая реальная система не может быть изолирована от воздействия других систем, составляющих ее окружение.

Классификация систем может производиться по самым разным основаниям деления. Прежде всего, все системы можно разделить на материальные и идеальные, или концептуальные. К материальным системам относится подавляющее большинство систем неорганического, органического и социального характера.

Наиболее типичным примером концептуальной системы является научная теория, которая выражает с помощью своих понятий, обобщений и законов объективные, реальные связи и отношения, существующие в конкретных природных и социальных системах. Все наше знание не только в области науки, но и в других сферах деятельности мы стремимся определенным образом систематизировать, чтобы стала ясной логическая взаимосвязь отдельных суждений, а также всей структуры знания в целом. Отдельное, изолированное суждение не представляет особого интереса для науки. Только тогда, когда его удается логически связать с другими элементами знания, в частности с суждениями теории, оно приобретает определенный смысл и значение. 

Наиболее простой классификацией систем является деление их на статические и динамические, которое в известной мере условно, так как все в мире находится в постоянном изменении и движении. Среди динамических систем обычно выделяют детерминистские и стохастические (вероятностные) системы.

2. Метод и перспективы системного исследования

В неявной форме системный подход в простейшем виде применялся в науке с самого начала ее возникновения. Однако возникновение системного метода как особого способа исследования многие относят ко времени Второй мировой войны, когда ученые столкнулись с проблемами комплексного характера, которые требуют учета взаимосвязи и взаимодействия многих факторов в рамках целого. К таким проблемам относились, в частности, планирование и проведение военных операций, вопросы снабжения и организации армии, принятие решений в сложных условиях и т. п. На этой основе возникла одна из первых системных дисциплин, названная исследованием операций. Применение системных идей к анализу экономических и социальных процессов способствовало возникновению теории игр и теории принятия решении. Пожалуй, самым значительным шагом в формировании идей системного метода было появление кибернетики как общей теории управления в технических системах, живых организмах и обществе.

Обратимся теперь к вопросу о преимуществах и перспективах системного метода исследования.

Прежде всего заметим, что возникновение самого системного метода и его применение в естествознании и других науках знаменуют значительно возросшую зрелость современного этапа их развития. Системный метод прошел разные этапы, что отразилось на самой терминологии, которая, к сожалению, не отличается единством. С точки зрения практической значимости можно выделить:

- системотехнику, занимающуюся исследованием, проектированием и конструированием новейших технических систем, в которых учитываются не только работа механизмов, но и действия человека-оператора, управляющего ими.

- важной областью применения системных идей является системный анализ, который занимается изучением комплексных и многоуровневых систем.

- системы в точном смысле слова, изучающие специфические свойства объектов единой природы, например, физические, химические, биологические и социальные, представляют особый интерес для науки.

Иначе говоря, при системном подходе каждая конкретная система выступает как частный случай общей теории систем.

Фундаментальная роль системного метода заключается в том, что с его помощью достигается наиболее Полное выражение единства научного знания. Это единство проявляется, с одной стороны, во взаимосвязи различных научных дисциплин, которая выражается в возникновении новых дисциплин на "стыке" старых (физическая химия, химическая физика, биофизика, биохимия, биогеохимия и другие), в появлении междисциплинарных направлений исследования (кибернетика, синергетика, экологические программы и т. п.). С другой стороны, системный подход дает возможность выявить единство и взаимосвязь в рамках отдельных научных дисциплин.

3. Системный метод и современное научное мировоззрение

Широкое распространение идей и принципов системного метода способствовало выдвижению ряда новых проблем мировоззренческого характера. Более того, некоторые западные лидеры системного подхода стали рассматривать его в качестве новой научной философии, которая в отличие от господствовавшей раньше философии позитивизма, подчеркивавшей приоритет анализа и редукции, главный упор делают на синтез и антиредукционизм. В связи с этим особую актуальность приобретает старая философская проблема о соотношении части и целого.

На первый взгляд может показаться, что концепция холизма о приоритете целого над частью согласуется с принципами системного метода, который также подчеркивает большое значение идей целостности, интеграции и единства в познании явлений и процессов природы и общества. Но при более внимательном знакомстве оказывается, что холизм чрезмерно преувеличивает роль целого в сравнении с частью, значение синтеза по отношению к анализу. Поэтому он является такой же односторонней концепцией, как атомизм и редукционизм. Системный подход избегает крайностей в познании мира. Он исходит из того, что система как целое возникает не каким-то мистическим и иррациональным путем, а в результате конкретного, специфического взаимодействия вполне определенных реальных частей.

Глава IV. Пищевая цепочка реки

В зависимости от размера и объема водные потоки подразделяются на ручьи, речки и реки. С точки зрения скорости водного потока они классифицируются на заводи, стремнины, водопады и т. д. В озерах роль первичного производителя принадлежит планктону. Однако водный поток создает далеко не самые благоприятные условия для существования этих дрейфующих организмов. Обнаруживаемый здесь планктон обычно принесен водой из озер или медленно текущих (стоячих) водоемов. В быстрых водных потоках зеленая растительность в основном состоит из мхов, лишайников и водорослей, покрывающих камни на дне.

(1) Холодная и насыщенная кислородом водя источника стекает вниз часто по довольно каменистому руслу. (2) Ниже по течению глубина увеличивается и сила потока ослабевает, в воде еще достаточно кислорода, а каменистое дно кое-где покрыто песком и гравием. (3) В нижней половине реки дно в основном покрыто песком и гравием, а течение гораздо медленнее. Здесь часто встречаются окунь и угорь. (4) В своем нижнем течении река напоминает скорее пруд, где мутная вода медленно течет по илистому дну.

Дрейф живых и мертвых органических материалов в потоке воды известен как органический снос. Он представляет собой смесь насекомых и их личинок, упавших на поверхность воды, планктона, смытого потоком из озер, организмов, унесенных со дна и т. д. Эти органические вещества частично потребляются определенным типом организмов, которые называются фильтраторами. Таким образом, снос, фильтраторы и хищники "сообща" формируют пищевую цепочку, эффективную, словно фабрика. Однако, сравнивая различные участки рек, а также принимая во внимание их масштабность, можно констатировать, что для проточных водоемов количество звеньев пищевой цепочки может доходить до 5, где: