Усложнение живых существ

Принцип роста энтропии требует разрушения структур. Однако разрушаться можно путем усложнения. Именно по этому пути движется глобальный эволюционный процесс. При этом природа никогда не стремится достичь полного хаоса на данном уровне системной иерархии. Так если в простейших неживых системах тенденция к возникновению хаоса реализуется обычно в стремлении вещества к рассеянию (например растворение сахара в воде), то уже в случае сложных органических соединений больший хаос (рассеяние энергии) может быть достигнут именно при концентрации вещества, например, капли масла, рассеянные в воде, стремятся слиться в одну большую каплю. Дело в том, что молекулы воды «окутывают» молекулу углеводорода своеобразной упорядоченной оболочкой. Поэтому чем больше поверхность масла, тем более упорядочиваются молекулы воды, чего природа допустить не может. Поэтому в хаосе движения капель они обязательно примут состояние с наименьшей поверхностью, то есть сольются в одну большую каплю, что послужило в свое время началом одноклеточной жизни.

В биосистемах стремление к хаосу реализуется в еще более сложных механизмах, например в процессе деления клеток. Производство энтропии за счет протекания внутриклеточных процессов пропорционально объему клетки V, а отток энтропии из клетки пропорционален площади ее поверхности S. Если клетка имеет форму шара, то V =4pr³/3, S = 4r². Прирост энтропии в клетке S = A4pr³/3 - B4r². При малых радиусах прирост энтропии S < 0. С ростом клетки ее радиус увеличивается, пока не достигнет некоторого критического значения при r = 3B/A, характеризующегося S = 0. В случае дальнейшего роста энтропия в клетке будет расти S > 0. Чтобы не допустить этого, она должна разделиться, иначе она погибнет от голода, перегрева и отравления своими же отходами.

Существуют и другие механизмы, решающие данную проблему. Клетка может увеличить площадь своей поверхности, например, приобрести форму эллипсоида, цилиндра (палочки) или нити, образовать корнеподобные выросты, ложноножки и т.п. Многоклеточные организмы решают подобную проблему аналогичным образом. У растений увеличивается поверхность листьев и корней. У животных в отличие от растений подобное увеличение поверхности упрятано обычно внутрь организма, чтобы не мешать движению. Нечто аналогичное происходит и в рамках таких сверхорганизмов, как экосистемы. Здесь дифференциация достигается путем увеличения экологических ниш и разнообразия видов, удлинением и усложнением пищевых цепей, совершенствованием внутривидовых и межвидовых отношений и т.п.

Таким образом жизнь научилась использовать разрушение во благо, поэтому разрушение не обязательно сопровождается гибелью биосистем. «Умеренное разрушение», на которое накладываются определенные запрограммированные ранее ограничения, приводят к расширению и усложнению жизни. Наиболее характерно в этом отношении деление клетки. Здесь смерть и рождение слились в одном процессе. Очень ярко об этом свойстве жизни выразился Ричард Бах: «Там, где глупец видит смерть гусеницы, мудрец видит рождение бабочки».

Контрольные вопросы

1. В чем отличие между естественными и гуманитарными науками?
2. В чем отличие между естественным и религиозным методами познания?
3. Какова роль философии в мире науки?
4. Какова роль математики в мире науки?
5. Чем определяется структура естественнонаучных знаний?
6. Перечислите основные периоды развития естествознания?
7. В чем состоит принцип научного детерминизма?
8. В чем суть научного метода познания реальности?
9. В чем причина сложности понимания феноменов жизни, сознания и т.п.?
10. В чем суть механистического подхода к пониманию мира?
11. Какой подход к пониманию мира развивается в настоящее время?
12. Что представляет собой и какими свойствами обладают пространство и время с позиций Ньютона?
13. Сформулируйте принцип инерции Галилея.
14. Сформулируйте принцип относительности Галилея.
15. Сформулируйте три закона Ньютона?
16. В чем суть концепций дальнодействия и близкодействия?
17. Что такое поле?
18. Какие законы сохранения Вы знаете?
19. В чем отличие между холистским и редукционистским подходом к пониманию явлений?
20. Кто создал, и кто подтвердил гелиоцентрическую концепцию.
21. Как была подтверждена атомарная теория вещества?
22. Как выглядит модель атома Резерфорда?
23. Что называется энтропией?
24. Сформулируйте второй закон термодинамики?
25. В чем состоит парадокс жизни с точки зрения Больцмана
26. В чем состоит парадокс, связанный с уравнениями Максвелла?
27. Что такое эфир и существует ли он?
28. Сформулируйте постулаты специальной теории относительности Эйнштейна?
29. Как меняется время, длина и масса тела, летящего с субсветовой скоростью?
30. В чем суть общей теории относительности Эйнштейна?
31. В чем состоит парадокс бесконечной Вселенной?
32. Каковы выводы из работ Фридмана?
33. В чем состоит концепция Большого взрыва?
34. Чем отличаются звезды первого и второго поколений?
35. Когда и как создавались тяжелые вещества?
36. В чем суть квантовой концепции Планка?
37. В чем суть корпускулярно-волнового дуализма?
38. Сформулируйте принцип дополнительности Бора.
39. В чем суть соотношения неопределенностей Гейзенберга?
40. Что такое Лапласовский детерминизм? Почему Лаплас был не прав?
41. Можно ли познать мир с абсолютной точностью?
42. Что входит в состав радиоактивных лучей?
43. Что такое протон и нейтрон?
44. Что такое сильное взаимодействие?
45. В чем суть ядерных реакций?
46. Что такое цепная реакция?
47. Что такое ядерный синтез?
48. Что такое энергия связи?
49. Какие виды фундаментальных взаимодействий Вы знаете?
50. Что такое античастица?
51. Как можно породить частицы из вакуума?
52. В чем суть обменной теории взаимодействий?
53. Из чего состоит протон?
54. Чему равна суммарная энергия Вселенной?
55. Сформулируйте принцип Маха.
56. В чем суть принципа оптимальности?
57. В чем суть вариационных принципов?
58. В чем суть антропного принципа?
59. Как проявляется конвергенция в строении живых существ?
60. Что такое анализ и синтез в работе мыслительного аппарата человека?
61. В чем отличие модели от оригинала?
62. В чем суть множественной картины мира?
63. Перечислите принципы механистического подхода.
64. В чем особенность сложных систем?
65. Какова основа системности мира?
66. Сформулируйте закон подобия части и целого?
67. Сформулируйте биогенетический закон?
68. Сформулируйте системогенетический закон?
69. Почему нельзя познать природу, оставаясь только на позициях редукционизма?
70. В чем суть системного свойства иерархичности?
71. Перечислите принципы системного подхода?
72. Сформулируйте принцип соответствия.
73. Что называется гармонией?
74. Что такое живой организм?
75. В чем смысл жизни?
76. Перечислите модели возникновения жизни на Земле.
77. Как подтвердить земное происхождение жизни?
78. Какие законы лежат в основе созидания и разрушения во Вселенной?
79. Сформулируйте принцип минимума диссипации энергии.
80. Можно ли создать абсолютно безотходное производство?
81. Какими особенностями обладают самоорганизующиеся системы?
82. Как реализуется принцип подобия части и целого в самоорганизующихся системах?
83. Какие источники энергии использует жизнь?
84. Как строится иерархия живых существ?
85. В чем суть механики агрегации (социализации)?
86. Что такое филогенетическое дерево?
87. От кого произошел человек?
88. Что такое биосфера?
89. Что такое ноосфера?
90. Когда на Земле возникла жизнь?
91. Что является на Земле главной геологообразующей силой?
92. Перечислите основные положения теории Вернадского.
93. Является ли жизнь на Земле случайностью или закономерностью?
94. Перечислите основные свойства биосферы.
95. Возможен ли круговорот энергии?
96. Что такое трофическая цепь?
97. Что такое качество энергии?
98. В чем особенность энергетики человека?
99. Что такое генетический код?

100.В чем причина мутаций?

Рекомендуемая литература

Дата добавления: 2014-01-07