Введение
Естествознание, по своей сути, является наукой о законах, явлениях и свойствах объектов природы. Данная наука включает в себя учения, различные фундаментальные теории и законы, основные понятия различных сферах знаний, таких как физика, биология, химия, биохимия и многие другие. Естествознание затрагивает многочисленные и многосторонние вопросы, связанные с проявлениями природы и рассматривает их как единое целое.
Такой обширный материал профессора и ученые вложили в единое понятие концепции, то есть основополагающие идеи и системы взглядов. Такой подход успешен для понимания основ.
Знания концепций современного естествознания могут помочь специалистам в гуманитарной сфере, а также «расширить кругозор и познакомиться с конкретными естественнонаучными проблемами, тесно связанными с экономическими, социальными и другими задачами, от решений которых зависит уровень жизни каждого из нас». Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 11.
Задание № 1. Общая теория химической эволюции и биогенеза А.П. Руденко
Химию обычно рассматривают как науку о свойствах, составе и качественном превращении различных веществ. В зависимости от скорости химических реакций, подвергающихся воздействиям различных катализаторов, происходит процесс перехода от химических систем к биологическим, то есть своего рода эволюция. Такие каталитические процессы усиливаются по мере усложнения состава и структуры этих систем.
Химическая эволюция, приводящая к возникновению жизни,-- биогенез, является единственной формой диалектического перехода от неживого вещества в живое среди всех возможных процессов развития материального мира.
Эволюционная химия зародилась в 1950 - 1960 гг. В ее основе лежат процессы биокатализа, ферментологии. Она ориентирована на исследование молекулярного уровня живого, что основой живого является биокатализ, то есть присутствие различных природных веществ в химической реакции, способных управлять ею, замедляя или ускоряя ее протекание. «Эти катализаторы в живых системах определены самой природой, что и служит идеалом для многих химиков». Мотылева Л.С. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 65.
Роль каталитических процессов усиливалась по мере усложнения состава и структуры химических систем. На этом основании некоторые ученые стали связывать химическую эволюцию с самоорганизацией и саморазвитием каталитических систем.
Так, ученый Руденко А.П. создал такую собственную теорию, которая в дальнейшем преобразовалась в общую теорию химической эволюции и биогенеза. Для первоначального этапа для построения живых систем достаточно малого количества элементов (водород, кислород, углерод, азот, сера и фосфор), занимающих примерно 98% весовой доли живых организмов. Наподобие этого строятся и другие органические соединения.
Так, можно сказать, что в ходе предбиологической эволюции происходит отбор тех органических структур, которые отличаются особой активностью и своим содействием усилению действия каталитических систем.
Единые физические и химические законы управляют процессами развития в природе, но часто встречаются достаточно сложные процессы эволюции, связанные с самоорганизацией систем.
«Профессор Руденко рассматривает химическую эволюцию как процесс саморазвития и самоорганизации открытых каталитических систем. Такие системы являются открытыми, так как их функционирование основано на постоянном притоке новой энергии и выводом готовых продуктов»., 2 Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М., 2008. С. 189, 190.
3 Мотылева Л.С. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 70. Основным источником энергии, по его мнению, является химическая реакция, которая борется с равновесием и самоорганизацией каталитических систем. В результате борьбы преимущество получает та, которая развивается на основе реакции с большим выделение тепла и с ростом активности.
Большую роль в этом процессе играет так называемый автокатализ, благодаря возникновению которого происходит самоускорение базисной реакции. Это состояние будет сдерживаться постоянным уровнем температуры в системе. Так возникает первый кинетический предел, который преодолевается за счет превращения отдельных каталитических центров в центр функциональных циклов. Дальше скорость реакции может сдерживаться концентрацией реагирующих веществ, в результате чего появляется второй кинетический предел, который преодолевается с помощью «пространственного дублирования сложных каталитических систем, их разъединением и дальнейшим самостоятельным существованием. Самовоспроизведение и дубликация системы означают уже переход от химической эволюции к биологической». После появления второго кинетического предела химическая переход заканчивается и начинается новый.
Существует разделение химической эволюции на определенные этапы:
1. астрофизический (синтез ядер химических элементов, синтез молекул в межзвездной среде);
2. космохимический (эволюция химических соединений на планетах, спутниках и кометах);
3. геохимический;
4. биогеохимический;
5. антропохимический.
В данной теории были решены вопросы о движущих силах и механизмах эволюционного процесса, то есть «о законах химической эволюции, об отборе элементов и структур и их причинной обусловленности, о высоте химической организации и иерархии химических систем как следствии эволюции».3
Теория саморазвития каталитических систем Руденко дает такие возможности, как:
Ё выявлять этапы химической эволюции и на этой основе классифицировать катализаторы по уровню их организации;
Ё использовать принципиально новый метод изучения катализа;
Ё давать конкретную характеристику пределов в химической эволюции и перехода от химогенеза (химического становления) к биогенезу.
Сегодня химики пришли к выводу, что, используя те же принципы, на которых построена химия организмов, в будущем можно будет построить новую химию, новое управление химическими процессами, где начнут применяться принципы синтеза себе подобных молекул. Для освоения каталитического опыта живой природы и реализации полученных знаний в промышленном производстве химики наметили рад перспективных путей.
Первый путь -- развитие исследований в области металлокомплексного катализа с ориентацией на соответствующие объекты живой природы.
Второй путь - моделирование биокатализаторов
Третий путь иммобилизация систем (закрепление выделенных из живого организма ферментов на твердой поверхности путем адсорбции, которая превращает их в гетерогенный катализатор и обеспечивает его стабильность и непрерывное действие).
Четвертый путь - изучение и освоение всего каталитического опыта живой природы, в том числе и формирования фермента, клетки и даже организма.
Можно сделать вывод, что Руденко А.П. в своей концепции обратил внимание на эволюцию каталитических систем. Но такая эволюция не могла осуществиться без отбора тех химических элементов и их соединений, которые играли решающую роль в самоорганизации процессов и являлись необходимым условием возникновения и ускорения эволюции.
Задание № 2 Географическая оболочка земли. Понятие зональных, континентальных и океанических комплексов
«Географические процессы являются продолжением космической эволюции при образовании галактик, звездных и планетных систем». Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 191. Они связаны с химическими реакциями и многими другими явлениями. В результате воздействия внутренних и внешних физических, химических процессов неорганической, а затем и живой природы создаются, меняются геосферные оболочки.
Приповерхностные части планеты (верхняя часть литосферы, гидросфера, нижние слои атмосферы) в целом называются географической оболочкой и изучаются географией. Ей свойственны целостность, состоящая в связях между её компонентами, и неравномерности развития во времени и пространстве.
Неравномерность развития во времени выражается в свойственных этой оболочке направленных ритмичных (периодических -- суточных, месячных, сезонных, годовых и т.п.) и неритмичных (эпизодических) изменениях. В результате этих процессов формируются разновозрастность отдельных участков географической оболочки, унаследованность хода природных процессов. Неравномерность развития географической оболочки в пространстве выражается в проявлениях горизонтальной зональности и высотной поясности.
Границы географической оболочки представлены нечетко. За верхнюю границу, обычно, принимают озоновый экран, за нижнюю - на суше проводится на глубине не более 1000 м. (часть земной коры, которая подвержена сильным изменениям под воздействием атмосферы, гидросферы и живых организмов). В океане нижней границей географической оболочки является его дно. Таким образом, общая мощность географической оболочки составляет около 30 км.
Она отличается большим разнообразием вещественного состава и видов энергии. Вещество оболочки одновременно может находиться в трех агрегатных состояниях -- твердом, жидком и газообразном. Она область зарождения жизни на Земле.
Между оболочками Земли происходит непрерывный обмен веществом и энергией. В целом географическая оболочка -- «наиболее сложно устроенная часть нашей планеты, особенно на контакте сфер: атмосферы и литосферы (поверхности суши), атмосферы и гидросферы (поверхностные слои Мирового океана), гидросферы и литосферы (дно океана)»., 2 Данилова В.С., Кожевников К.К. Основные концепции современного естествознания. М., 2000. С. 121, 124.
Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки -- географические пояса. Они отличаются друг от друга температурными условиями, а также общими особенностями циркуляции атмосферы, почвенно-растительного покрова и животного мира. Внутри поясов по соотношению тепла и влаги выделяются природные зоны, названия которых определяются по преобладающему в них типу растительности (тундры, лесостепи, зоны лесов).
Она делится на отдельные природные комплексы (ландшафты) относительно однородных участков поверхности Земли. Каждый такой комплекс состоит из горных пород, воздуха, воды, растений, животных и почвы. Данное деление является следствием неравномерного поступления тепла на разные ее участки и неоднородностью земной поверхности (наличием материков и океанических впадин, гор, равнин, возвышенностей и т.д.). Природные комплексы могут быть разных размеров. К природным комплексам относятся материки и океаны. Внутри материков выделяются такие, например, природные комплексы, как Восточно-Европейская равнина, Уральские горы, Амазонская низменность, пустыня Сахара.
Океанимческая корам -- тип земной коры, распространённый в океанах. «Она образуется в срединно-океанических хребтах и поглощается в зонах субдукции. В срединно-океанических хребтах происходит интенсивное гидротермальное изменение океанической коры, в результате которого из неё выносятся легкорастворимые элементы».2
Страницы: 1, 2
