Биосфера и человек

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Биосфера и человек

Человек как особый уровень организации живой материи. Феномен человека "как существа трёхстороннего - биосоциокультурного"

С биологической точки зрения появление человека разумного - вполне ординарное событие. Количество всех видов животных, населяющих Землю - более полутора миллионов, из них видов позвоночных насчитывается около 70 тысяч, среди которых и биологический вид - человек разумный (Homesapiens).

Но человек- носитель разума, мысли, особый феномен природы. Человека можно рассматривать как особый уровень организации живой материи.

Живой организм представляет собой открытую физико-химическую систему, существующую в окружающей среде в стационарном состоянии. В отношении человека как биологического существа это может быть выражено словами французского физиолога Клода Бернара: «Постоянство внутренней среды является обязательным условием свободной жизни».

Для наглядности представим схематически термины и понятия, характеризующие развитие и разнообразные системы саморегуляции живого организма

Развитие и разнообразные системы саморегуляции живого организма

«Постоянство внутренней среды» взаимосвязано с биологическими часами, как бы встроенными в организм на основе безусловных и условных рефлексов. С биологическими ритмами необходимо увязывать ритм труда и отдыха и помнить как о генетике биологических, так и о социокультурных часах человека. Биоритмы проявляются не только во время бодрствования, но и во время медленного и быстрого сна. При этом сновидения - нормальная психическая деятельность мозга.

Преимущество человека перед другими высшими животными закреплено в материальном носителе разума - мозге. Выделить принципиальные различия в строении мозга человека и шимпанзе удалось только в последние 30 - 40 лет. Выяснено, что простейшей структурной единицей мозга служит не нервная клетка (нейрон), как считалось раньше, а структурный ансамбль таких клеток со сложными, но фиксированными разветвлениями взаимосвязей.

Эволюция мозга, его усложнение идет не столько за счет количественного роста нервных клеток (хотя такой рост имеет место), сколько за счет растущей организованности, упорядоченности как отдельных структурных ансамблей, так и центров, объединяющих отдельные функции в сложные поведенческие решения.

Нобелевская премия в области физиологии 1981 года была присуждена Р. Сперри за исследование межполушарной асимметрии головного мозга, т.е. различий функций двух его полушарий. На макроуровне мышления в целом намечаются две тенденции в психологическом восприятии действительности: правополушарная - интегрирующая, синтетическая, левополушарная - дифференцирующая, аналитическая. В частности, левое полушарие ответственно за речь и логическое мышление, а правое полушарие за ориентацию в пространстве и восприятие музыки и живописи.

Может сложиться иллюзия, что каждая из тенденций познавательной деятельности мозга, взятая в отдельности, искажает восприятие действительности. На самом деле обе тенденции способствуют адекватному объяснению природы и имеют одинаковую значимость в её познании. Именно в гармонии обеих тенденций познания окружающий мир постигается в адекватной форме не только отдельным человеком, но и научной мыслью коллективного разума.

Отметим одно характерное обстоятельство так же задающее единое поле сознания. Строение ансамблей нервных клеток, их связи в мозгу программируются генетическим аппаратом. Развитость речевых и двигательно-трудовых структурных ансамблей мозга человека наследуется детьми от родителей. Но наследуются не речь и не трудовые навыки как таковые, а лишь потенциальная возможность их последующего приобретения. Генетические возможности реализуются только при условии, что с раннего детства конкретный ребенок воспитывается и обучается в сообществе людей, в постоянном общении с ними. Генетический потенциал ограничен во времени жесткими возрастными рамками. Если сроки пропущены, то потенциал гаснет, а человек остается на уровне того же примата.

У человека выделяются лобные доли, которые согласно сложившимся представлениям осуществляют интеграцию различных функций мозга в целенаправленные поведенческие реакции, а также участвуют в ассоциативных и обобщающих мыслительных процессах. У человека рекордная для животного мира относительная площадь лобных долей мозга, достигающая 25%. Комментарии здесь излишни.

Итак, со строением мозга и его программированием генетическим аппаратом, развивающимся в процессе обучения и воспитания, взаимосвязана особая нейрофизиологическая сущность человека, проявляющаяся в едином поле сознания. Единое поле сознания связывает эмоции, сознание, внимание память, мышление в единое поле функциональной системности.

Представим единое поле сознания схематически на основе терминов и понятий, характеризующих особую физиологическую сущность человека.

Единое поле сознания в терминах и понятиях, характеризующих особую физиологическую сущность человека

Взаимодействие общества и природы задает неклассическую модель феномена человека, «как существа трехстороннего - биосоциокультурного». Такая модель феномена человека была предложена культурологом, социальным антропологом М.С. Каганом и приведена в схеме с опорой на три понятия, которые системно задают сложную самоуправляющуюся целостную систему феномена человека. В эту же схему введена неклассическая модель рациональности с опорой на понятия биоэтики, социальной этики, здоровья и валеологии, усилившая сложность феномена человека в рамках неклассического разрыва между желаниями и убеждениями и самим действием.

Основные понятия неклассической модели человека «как существа трехстороннего, биосоциокультурного»

Концепции биосферы и ноосферы

Биосфера (греч.: Bios- жизнь, sphaira- сфера) - термин был введен австрийским геологом и палеонтологом Э. Зюссом в 1872 году. Русский мыслитель и естествоиспытатель В.И. Вернадский внес основополагающий вклад в разработку концепции биосферы. Главным отличием биосферы от других геосфер Вернадский считал ее организованность. Он выделил семь компонентов биосферы, приведенных нами в рамках схемы

Основные компоненты биосферы

Классификация вещества биосферы, предложенная Вернадским, с логической точки зрения не является безупречной, так как выделенные категории вещества частично перекрывают друг друга, а «биокосное вещество» - это фактически динамическая система, состоящая из двух веществ - живого и косного, что подчеркивал и сам Вернадский.

Существуют в связи с этим видоизмененные классификации веществ биосферы. Так, например, А. В. Лано в 1979 г. ввёл всего два типа веществ: живое и неживое, внутри данных типов веществ выделил две градации по исходному материалу: биогенное и абиогенное.

Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. Выделяют следующие основные геохимические функции живого вещества, которые сгруппированы в схеме

Основные геохимические функции живого вещества

Живое вещество биосферы насчитывает около миллиона видов животных (75 % из них - членистоногие и лишь около 4 % - позвоночные) и около 400 тыс. видов растений. Животные и растения заселяют в основном сушу исоставляют около 21012 тонн.

Для наглядности представим схематически основные свойства биосферы (см. схему).

Схема Основные свойства биосферы

Особое место в трудах В.И. Вернадского занимает концепция эволюции биосферы. Он выделяет три этапа развития биосферы. Первый этап - возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом веществ. Ведущие факторы на этом этапе - геологические и климатические изменения на Земле. Второй этап - усложнение циклической структуры биосферы в результате появления одноклеточных и многоклеточных эукариотных организмов. Движущим фактором выступает биологическая эволюция. Оба этапа объединяют в понятие биогеоценоза. И, наконец, третий этап - возникновение человеческого общества и постепенное превращение биосферы в ноосферу. Этот этап получил понятийное определение ноогенеза. Ведущим фактором в этом процессе является разумная деятельность человека «как существа трехстороннего- биосоциокультурного», характеризующаяся рациональным регулированием взаимоотношений человека и природы.

Важное место в этом процессе играет все более возрастающий антропный характер закона максимума биогенной энергии (энтропии) - любая биологическая, а ей является и человек, или биокосная система, и особенно связанная с созданной человеком техносферой, находясь в состоянии динамического подвижного равновесия с окружающей средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду, если этому не препятствуют внешние факторы.

Ноосфера представляет собой область взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится основным определяющим фактором развития. Понятие «ноосфера» введено Э. Леруа и П. Тейяром де Шарденом в 1927 г. В 30 - 40-е г.г. XX в.в. В.И. Вернадский развил представление о ноосфере в рамках ноогенеза - эволюционного процесса, управляемого человеческим сознанием. Структура ноосферы включает: человечество, социальные системы, науку и технологии в единстве с биосферой.

Концепции экологии

Концепции ноосферы и биосферы все теснее переплетаются в концепциях экологии. Господствующий до конца XX столетия экономический императив все чаще заменяется экологическим. На наш взгляд правильней говорить о двусторонности взаимодействия экологического и социально-экономического образов мышления. В этом плане все более важную роль приобретают социально-эколого-экономические модели в ноосферном развитии общества и соответствующая социально-эколого-экономическая синергетика интеллектуальной сферы культуры.

Экология (от греч.oikos - дом, жилище и logos - учение) - наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой их обитания. Термин «экология» впервые ввел немецкий биолог Э. Геккель (1866 г.) как «познание экономики природы, одновременное исследование взаимоотношения живого с органическими и неорганическими компонентами среды…».

В рамках концепции экологии выделяют основные предметные основания экологии, экологические факторы и экологические законы Б. Коммонера (1974г.) взаимодействия природы и общества, сгруппированые нами в схеме.

Схема. Предметные основания экологии, экологические факторы и законы.

Даже краткий схематический анализ концепций экологии указывает не только на принципиально важную роль её в курсе «Концепции современного естествознания», но явно указывает на многогранность и многоликость экологии в современной экономике природопользования, а так же на её особое значение в развитии и сохранении человеческой цивилизации.

Особое значение предается динамике экосистем и экологической нише, т.е. совокупности всех факторов среды, в пределах которой возможно существование вида в природе, в частности, и вида - человек разумный (homosapiens). Мы для примера привели пирамиды чисел (а), биомасс (б) и энергии (в), представляющих упрощенную экосистему: люцерна (продуцент) - телята (консумент) - мальчик 12 лет (по Ю. Одуму, 1959) (см. схему).

Схема Экологические пирамиды упрощенной экосистемы: люцерна-телята-мальчик.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 теленка, а для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 210растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24 % солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребенка в течение года используется 0,7% энергии, аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для ребенка в течение одного года.

В «законах» Б. Коммонера обращается внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе, любая природная система может развиваться только за счёт использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей её среды. Пока мы не имеем абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы, подобно человеку, не знакомому с устройством часов, но желающему их починить, легко вредим природным системам, пытаясь их улучшить. Иллюстрацией здесь может служить то, что один лишь математический расчёт параметров биосферы требует безмерно большего времени, чем весь период существования нашей планеты как твердого тела.

Особое значение для математических расчётов приобретает синергетический подход к пониманию целостности природы как кооперативного взаимодействия её частей (систем и подсистем) на основе неравновесной термодинамики и нелинейной динамики с использованием суперкомпьютеров.

биосфера человек саморегуляция экология

Коэволюционная синергетическая парадигма современного естествознания

Основополагающая концепция коэволюции природных систем и человека в глобальном масштабе опирается на двухстороннее взаимодействие антропного принципа и принципа глобального эволюционизма.

Антропный принцип, как мы уже отмечали, утверждает, что даже незначительное отклонение значения любой из фундаментальных (мировых) констант приводит к невозможности появления во Вселенной высокоупорядоченных структур, в том числе и человека.

Принцип глобального эволюционизма распространяет развитие на основе единого древа эволюции (иерархии «стрел времени») на все сферы бытия, устанавливая связь между неживой, живой и социальной материей. Принцип, провозглашающий единство эволюционирующего Космоса.

Существенное место в исследованиях взаимоотношений человека и космоса занимает учение гелиобиолога А.Л.Чижевского, который занимался изучением солнечно - земных связей. Космические излучения и, прежде всего, энергия Солнца оказывают постоянное действие на все явления на Земле: химические превращения в педосфере и земной коре, развитие атмо-, гидро- и литосферы планеты протекают под непосредственным воздействием солнечного излучения.

Солнце является основным (наряду с космическим излучением и энергией радиоактивного распада в недрах Земли и вулканической деятельностью) источником энергии, причиной всего на Земле - от легкого ветерка до смерчей и ураганов, от фотосинтеза растений до умственной активности человека. Биосфера улавливает лишь небольшую часть солнечной энергии поступающей на Землю.

А.Л.Чижевский считал, что Солнце диктует ритм большинства биологических процессов на Земле: когда на нем образуется много пятен, появляются хромосферные вспышки и усиливается яркость короны, на нашей планете разряжаются эпидемии, активизируются социальные процессы (в том числе социальные конфликты - войны, бунты, революции), усиливается рост деревьев, особенно сильно размножаются вредители сельского хозяйства и микроорганизмы - возбудители различных болезней. По его подсчетам, во время минимальной солнечной активности происходит минимум массовых активных социальных проявлений в обществе (5%), во время же пика активности Солнца их число достигает 60% (1905г., 1917г., 1941г.). Ритмичность активности Солнца составляет в среднем 11 лет.

Человек все активней вмешивается во взаимоотношения биосферы и Солнца, создав термодинамический кризис на основе парникового эффекта из выбросов СО2 в атмосферу и озоновые дыры с помощью фреонов. Тем не менее, всё-таки прав Б Коммонер, утверждая в одном из своих законов экологии, что «Природа знает лучшее».

Возможно, стратегическая социокультурная нестабильность XXI века взаимосвязана с цикличностью как экзогенных, в том числе обусловленных антропогенными факторами, так и эндогенных геодинамических процессов, эволюцию которых мы ещё в недостаточной степени можем предсказать, а тем более контролировать.

И в этом плане особое значение приобретает проблема происхождения и предназначения Человека на Земле и в Космосе, которая может быть решена только в рамках целостной культуры и картины мироздания (бытия), включая мифологическую, религиозную, философскую и естественнонаучную картины мира.

С принципом универсального эволюционизма тесно связана синергетическая концепция взаимопроникновения Порядка и Хаоса. Оформилась коэволюционная синергетическая парадигма современного естествознания, которая включает в себя «понятийную сетку» истинного предназначения ноосферы - коэволюции всех природных систем Космоса и Человека, а также синергетики, т.е. совокупности наук о взаимопроникновении Порядка и Хаоса (см. лекцию 5) в изучении общих закономерностей процессов самоорганизации в открытых неравновесных системах. Синергетике есть, что сказать о глобальных кризисах в коэволюции природных систем и человека, о стратегической нестабильности социокультурного пространства человеческой цивилизации в XXI веке.

Необратимость, неопределенность, нелинейность встроены в механизм эволюции. Эволюцию динамических систем во времени удобно анализировать с помощью фазового пространства - абстрактного пространства с числом измерений, равных числу переменных, характеризующих состояние системы.

В случае хаотического движения фазовые траектории перемещаются, возникает область фазового пространства, заполненная хаотическими траекториями, называемая странным аттрактором.

Странность состоит в том, что, попав в область собранного аттрактора, точка (выбранное наугад решение) будет «блуждать» там, и только через большой промежуток времени приблизится к какой-то его точке. При этом поведение системы, отвечающее такой точке, будет сильно зависеть от начальных условий.

Важнейшим свойством странных аттракторов является фрактальность. Фракталы - это объекты, проявляющие по мере увеличения все большее число деталей. Известно, что прямые и окружности - объекты элементарной геометрии - природе не свойственны. Структура вещества чаще принимает замысловатые ветвящиеся формы, напоминающие обтрепанные края ткани. Примеров подобных структур много: это и коллоиды, и отложения металлов при электролизе, и клеточные популяции.

Особое значение понятия аттрактора играет в теории катастроф, при этом важную роль в ветвлении не только эволюционных, как природных, так и социальных систем играют как аттракторы и фракталы, так и бифуркации систем в их критических состояниях.

Принципиальная чувствительность к начальным условиям наглядно проявляется как, например, в инфляционной космологии, так и в истории человечества. В периоды устойчивого развития случайность (например, смерть национального лидера или стихийное бедствие) лишь переводило развитие общества с одной траектории на близкую. Иной результат наблюдается в периоды неустойчивого развития - малое случайное отклонение приводит к существенным изменениям в развитии общества.

Даже в исследовании творческого процесса понятия и принципы двойственного взаимодействия порядка и хаоса (самореализации и катастрофы) позволяют в новом ракурсе интерпретировать один из главных инструментов творчества - интуицию, особое творческое состояние вдохновения и показать особое значение взаимодействия экономики и образования, науки и технологий, экологии и техносферы.

Методологическое значение идей синергетики заключается и в прояснении опасности биосферных «бифуркаций», вызванных всё возрастающим антропогенным воздействием на биосферу и способных непредсказуемо и необратимо направить эволюцию биосферы по губительной для цивилизации ветви развития.

Вполне очевидно, что коэволюционная синергетическая парадигма современного естествознания задает глобальную «понятийную сетку» в исследовании как неживой, так живой и социальной материи.

Литература

1. Наследников Ю.М. Концепции современного естествознания/ Ю.М. Наследников, А.Я. Шполянский, А.П. Кудря, А.Г. Стибаев - Ростов н/Д: ДГТУ. 2008 - 350 с.[ Электронный ресурс № ГР 15393, 2010]. Режим доступа: http://de.dstu.edu.ru//, с. 257-277, 292-331.

2. Наследников Ю.М. Концепции современного естествознания. Учеб.-метод. пособие./ Ю.М. Наследников, А.Я. Шполянский, А.П. Кудря, А.Г. Стибаев - Ростов н/Д: ДГТУ. 2007, с. 77-89.

3. Горбачев В.В. Концепции современного естествознания: Интернет-тестирование базовых знаний: Учебное пособие/ В.В .Горбачев, Н.П. Калашников, Н.М. Кожевников - СПб.: «Лань», 2010. с. 60-64, с. 157-180.

4. Кожевников Н.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие, 4-е изд., испр./ Н.М. Кожевников - СПб.: «Лань», 2009. с. 301-361.

5. Лозовский В.Н. Концепции современного естествознания: Учебное пособие/В.Н. Лозовский, С.В. Лозовский - СПб.: « Лань», .2004,с. 200-222.

Размещено на Allbest.ru