Контрольная работа: Роль симметрии и асимметрии в научном познании

6. Асимметрия в живой природе

Молекулярная асимметрия была обнаружена и открыта Л. Пастером, которому удалось выделить левые и правые кристаллы винной кислоты. Асимметрия кристаллов кварца – в его оптической активности. В отличие от молекул неживой природы молекулы органических веществ имеют ярко выраженный асимметричный характер.

Если считать, что равновесие характеризуется состоянием покоя и симметрии, а асимметрия связана с движением и неравновесным состоянием, то понятие равновесия играет в биологии не менее важную роль, чем в физике. Всеобщий закон биологии – принцип устойчивого термодинамического равновесия живых систем, определяет специфику биологической формы движения материи. Действительно, устойчивое термодинамическое равновесие (асимметрия) является основным принципом, который не только охватывает все уровни познания живого, но и выступает в качестве ключевого принципа постановки и решения происхождения жизни на земле.

Понятие равновесия может быть рассмотрено не только в статическом аспекте, но и в динамическом. Симметричной считается среда, находящаяся в состоянии термодинамического равновесия, среда с высокой энтропией и максимальным беспорядком частиц. Асимметричная среда характеризуется нарушением термодинамического равновесия, низкой энтропией и высокой упорядоченностью структуры.

При рассмотрении целостного объекта картина меняется. Симметричные системы, например, кристаллы, характеризуются состоянием равновесия и упорядоченности. Но асимметричные системы, которыми являются живые тела, также характеризуются равновесием и упорядоченностью с тем только различием, что в последнем случае имеем дело с динамической системой.

Таким образом, устойчивое термодинамическое равновесие (или асимметрия) статической системы есть другая форма выражения устойчивого динамического равновесия, высокой упорядоченности и структурности организма на всех его уровнях. Такие системы называются асимметричными динамическими системами. Здесь нужно только указать, что структурность носит динамический характер.

Понятие равновесия тоже не является только статическим, имеется и динамический аспект. Состояние симметрии и движения не есть нарушение равновесия вообще, а есть состояние динамического равновесия. Здесь можно говорить о мере симметрии вообще, подобно тому, как в физике оперируют понятием движения.

7. Асимметрия человеческого мозга

Одно из универсальных правил биологии – для множества элементов системы характерны асимметрия взаимодействий и вытекающая из этого асимметрия взаимоотношений. Этим правилом описывается и способ функционирования мозга человека.

В конце 1950-х гг. начались исследования асимметрии мозга, и в 1970-х гг. П. Линдсейем и Д. Норманном была создана обоснованная теория о том, что при разрушении левого полушария теряется целенаправленность действий, меняется содержание представлений о прошлом и будущем. Так, будущее начинается с того события, которое давно прошло, но случайно всплыло в памяти. Нарушение целостности правого полушария приводит к расстройствам чувственной и эмоциональной сфер человеческой деятельности, теряется способность к выполнению практических действий. Нарушение связи между полушариями мозга приводит к возникновению двух потоков сознания, что приводит к ощущению «раздвоения» личности.

Таким образом, было выяснено, что целостный мозг функционирует иначе, чем рассеченный. Все объясняется тем, что между полушариями мозга идет непрерывный обмен информацией, и каждое полушарие имеет определенную специализацию. В ходе эволюции сформировалась функциональная асимметрия мозга, которая привела к тому, что левое полушарие взяло на себя функции речи и логического мышления, а правое – управление координацией движения и фиксацию геометрических связей объектов. Кроме того их взаимодействие идет по правилу дополнительности что дало человеку огромные преимущества.

8. Асимметрия как разграничивающая линия между живой и неживой природой

Пастером было установлено, что все аминокислоты и белки, входящие в состав живых организмов, являются «левыми», т. е. отличаются оптическими свойствами. Объяснить происхождение «левизны» живой природы он пытался асимметрией, глобальной анизотропией (неодинаковостью физических (физико-химических) свойств пространства по различным направлениям внутри него) пространства.

Вселенная есть асимметричное целое, и жизнь должна быть функцией асимметрии Вселенной и вытекающих отсюда следствий. В отличие от молекул неживой природы молекулы органических веществ имеют ярко выраженный асимметричный характер. Придавая большое значение асимметрии живого вещества, Пастер считал ее именно той единственной, четко разграничивающей линией, которую в настоящее время можно провести между живой и неживой природой, т.е. тем, что отличает живое вещество от неживого. Современная наука доказала, что в живых организмах, как и в кристаллах, изменениям в строении отвечают изменения свойств.

Для неживой природы характерно преобладание симметрии, при переходе от неживой к живой природе на микроуровне преобладает асимметрия. Асимметрия на уровне элементарных частиц – это абсолютное преобладание в нашей части Вселенной частиц над античастицами.

Все это говорит о большом значении симметрии и асимметрии в живой и неживой природе, показывает их связь с основными свойствами материального мира, со структурой материальных объектов на микро-, макро- и мегауровнях, со свойствами пространства и времени как форм существования материи. Накопленные наукой факты показывают объективный характер симметрии и асимметрии как одних из важнейших характеристик движения и структуры материи, пространства и времени, наряду с такими характеристиками, как прерывное и непрерывное, конечное и бесконечное.

Развитие современного естествознания приводит к выводу, что одним из наиболее ярких проявлений закона единства и борьбы противоположностей является единство и борьба симметрии и асимметрии в структуре симметрии и в процессах, имеющих место в живой и неживой природе, что симметрия и асимметрия являются парными относительными категориями.

Таким образом, симметрия играет роль в сфере математического знания, асимметрия – в сфере биологического знания. Поэтому принцип симметрии – это единственный принцип, благодаря которому есть возможность отличать вещество биогенного происхождения от вещества неживого. Парадокс: мы не можем ответить на вопрос, что такое жизнь, но имеем способ отличать живое от неживого.

Список литературы

1. Горбачев В. В. Концепции современного естествознания: - М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. – 592 с: ил.

2. Садохин. А.П. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям и специальностям экономики и управления. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. – 447 с.

3. Самыгин С.И. Концепции современного естествознания. Серия «Учебники и учебные пособия» - 4-е изд., перераб. и доп. – Ростов н/Д: «Феникс», 2003. – 448 с.

4. Хорошавина С. Г. Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд. 4-е. – Ростов н/ Д: Феникс, 2005. – 480 с. – (Высшее образование)..