Реферат: Концепція нескінченності й космологічна еволюція
У цей час розрізняють чотири типи фізичних взаємодій. Безпосередньо ми можемо сприймати два їхні типи:
- гравітаційні взаємодії, тобто сили тяжіння, які діють на всі макротіла й притім на досить далеких відстанях. Саме вони, як добре відомо, визначають руху планет, зірок, галактик і інших космічних систем;
- електромагнітні сили, які відіграють вирішальну роль при утворенні молекул, хімічних сполук, кристалів і всіх тіл і систем, які займають проміжне положення між мікросвітом і мегамиром, що складається з космічних об'єктів і систем.
Інші два типи фізичних взаємодій (ядерні і слабкі) безпосередньо не сприймаються людиною, але відіграють істотну роль при утворенні різноманітних об'єктів мікросвіту. Треба, втім, відзначити, що наведена характеристика чотирьох типів взаємодій ставиться лише до їхнього сучасного стану. У ході еволюції Вселеної вони співвідносилися інакше, а на первісному етапі, коли Всесвіт був досить гарячим, ядерні сили перебували в симетрії із гравітаційними, а сили електромагнітної взаємодії - зі слабкими взаємодіями. Тільки внаслідок порушення симетрії між сильними ядерними й гравітаційними силами стало можливим утворення небесних тіл, галактик і інших космічних систем. У свою чергу порушення симетрії між електромагнітними силами й слабкими взаємодіями привело до утворення величезної безлічі тіл, структур і систем, які становлять навколишній нас видимий світ. Таким чином, завдяки руйнуванню симетрії між різними типами фізичних взаємодій стало можливо не тільки виникнення мікро - і макрооб'єктів, але також наступна взаємозалежна еволюція мікроскопічної й макроскопічної галузей розвитку.
Мікроеволюція забезпечила умови для розгортання макроеволюції. Звільнення гравітаційних сил, що відбулося внаслідок руйнування їхньої симетрії з ядерними силами приблизно 700 000 років після вибуху, привело до утворення зірок, галактик, їхніх скупчень і інших космічних систем. У свою чергу гравітаційні сили й ударні хвилі сприяли виникненню й розвитку ядерних реакцій усередині зірок і ядер галактик і їхніх скупчень. Отже, мікро - і макроеволюції взаємно обумовлювали й доповнювали один одного, от чому вони являють собою дві галузі єдиного процесу. Звідси стає ясним, що виникнення й еволюція фізичних, хімічних, геологічних і інших систем неорганічної природи міцно укладається в рамки космічної й земної еволюції.
Однак найбільш важливим для розуміння місця людини у Всесвіті є виникнення життя на Землі й соціально-економічна й культурно-історична еволюція людства.
Біологічна й екологічна еволюції являють собою необхідні передумови для виникнення суспільства, не говорячи вже про те, що багато наших інтуїтивних уявлень про еволюцію взагалі запозичені з існуючих у різний час біологічних знань.
Властиво біологічної еволюції передувала тривала передбіотична еволюція, пов'язана з переходом від неорганічної матерії до органічної, а потім до елементарних форм життя. Початком передбіотичної еволюції було поступове виникнення органічних молекул з неорганічних. Припускають, що в міру охолодження Землі виникали всі умови для утворення складних органічних молекул з неорганічних. Бути може, бракувало лише високої температури для хімічного синтезу, але таку температуру могло викликати вплив ультрафіолетових променів або електричних розрядів. Така можливість дійсно була доведена експериментально, а тому сама гіпотеза представляється досить обґрунтованої. Але раніше існуючі гіпотези, захищаючи автономність елементарної системи життя, занадто ізолювалися від взаємодії з навколишнім середовищем. Навіть гіпотеза 1938 р. Олександра Івановича Опаріна (1894-1980), хоча й постулювала процес виникнення біополімерів з мономерів, все-таки недостатньо підкреслювала роль середовища в подальшій еволюції життя.
Парадигма самоорганізації може сприяти кращому розумінню процесів походження життя й подальшої її еволюції. Дійсно, з її допомогою можна більш адекватно пояснити, яким образом з неорганічних молекул виникли органічні, а з останніх - перші живі клітки. Відповідно до гіпотези німецького фізико-хіміка Манфреда Ейгена (р. 1927), процес виникнення живих кліток тісно пов'язаний із взаємодією нуклеотидів, що є матеріальними носіями інформації, і протеїнів (поліпептидів), службовців каталізаторами хімічних реакцій. У процесі взаємодії нуклеотіди під впливом протеїнів відтворюють себе й у свою чергу передають інформацію наступний за ним протеїну, так що в результаті виникає замкнутий авто каталітичний ланцюг, що М. Ейген називає гіперциклом. У ході подальшої еволюції з них виникають перші живі клітки, спочатку без ядер, називані прокаріотами, а потім з ядрами - еукаріоти.
На передбіотичної стадії еволюції до виникнення перших живих кліток, як показують сучасні дослідження, існували матеріальні системи, що володіли здатністю до самовідтворення, метаболізму й розвитку через мутації й конкуренцію з іншими системами для відбору. Ці фундаментальні властивості, що характеризують життя, виникли із самоорганізації структур.
У ході еволюції принцип автокаталізу, або самоприскорення хімічних реакцій, доповнюється принципом самовідтворення цілого циклічно організованого процесу в гіперциклах, запропонованих М. Ейгеном. Відтворення компонентів гіперциклів, так само як і їхнє об'єднання в нові гіперцикли, супроводжується швидким метаболізмом, пов'язаним із синтезуванням багатих енергією молекул і виведенням бідних енергією молекул. Примітно, що віруси, позбавлені здатності до метаболізму, впроваджуються в клітинні організми й починають користуватися їх метаболічною системою. Особливо слід зазначити, що в ході самоорганізації постійно виникають мутації, а з ними неминуче зв'язаний відбір.
Парадигма самоорганізації дозволяє встановити зв'язок між неживим і живим у ході еволюції, так що виникнення життя представляється аж ніяк не чисто випадковою й украй малоймовірною комбінацією умов і передумов для його появи, як заявляли деякі авторитетні біологи. Якщо самоорганізація при наявності відповідних умов може виникнути в самому фундаменті будинку матерії, то цілком обґрунтовано припустити, що на більше високих рівнях організації вона може закономірно привести до виникнення життя у Всесвіті. Не можна також не відзначити, що життя саме готовить умови для свого подальшого розвитку. Припускають, що першими стали освоювати Землю рослини, які з'явилися приблизно 500 мільйонів років тому. Таке припущення представляється досить обґрунтованим, тому що саме рослини здатні до фотосинтезу й, отже, у стані накопичувати енергію й віддавати вільний кисень в атмосферу. Через приблизно 50 мільйонів років після рослин з'явилися перші тварини - гіпертрофи, які стали використовувати рослини як їжу. У результаті подальшої еволюції із цих основних царств живих систем виникла величезна розмаїтість форм і видів рослин і тварин, які, поступово адаптуючись до навколишнього середовища, ускладнювали свою структуру й функції й впливали також на своє середовище, головним чином через ті екосистеми, у які вони входили.
Філософсько-світоглядні проблеми космологічної еволюції
Виникнення й розвиток сучасної релятивістської космології має велике світоглядне значення. Воно багато в чому змінило наші колишні уявлення про наукову картину миру. Особливо радикальним було відкриття так званого червоного зсуву, що свідчить про розширення Всесвіту. Цей факт не можна було не враховувати при побудові космологічних моделей. Чи вважати Всесвіт нескінченним або кінцевим - залежить від конкретних емпіричних досліджень і насамперед від визначення щільності матерії у Всесвіті, що має вирішальне значення для оцінки кривизни простору - часу. Очевидно, що при нульовій або негативній кривизні модель повинна бути відкритої, при позитивної - замкнутій. Однак оцінка щільності розподілу матерії у Всесвіті натрапляє на серйозні труднощі, пов'язані з наявністю так званого схованого (невидимого) речовини у вигляді темних хмар космічної матерії. Хоча ніякого остаточного висновку про те, чи є Всесвіт відкритим або замкнутим, зробити поки ще не можна, але багато свідчень говорять, очевидно, на користь відкритої нескінченної її моделі. У всякому разі така модель краще погодиться з необмежено, що розширюється Всесвіту. Замкнута ж модель припускає кінець такого розширення й допущення її наступного стиску. Як ми вже відзначали вище, корінний недолік такої моделі полягає в тому, що поки сучасна наука не має у своєму розпорядженні які-небудь факти, що підтверджують подібний стиск. До того ж прихильники замкнутого Всесвіту визнають, що еволюція Всесвіту почалася з «великого вибуху». Нарешті, залишається невирішеної й проблема оцінки щільності розподілу матерії й пов'язаної з нею величини кривизни простору - часу.
Важливою проблемою залишається й оцінка віку Всесвіту, що визначається по тривалості його розширення. Якби розширення Всесвіту відбувалося з постійною швидкістю, рівної в цей час 75 км/з, то час, що минув з початку «великого вибуху», складав б 13 млрд. років. Однак є підстави вважати, що його розширення відбувається з уповільненням. Тоді вік Всесвіту буде менше. З іншого боку, якщо припустити існування відразливих космологічних сил, тоді вік Всесвіту буде більше.
Значні труднощі зв'язані також з обґрунтуванням спочатку «гарячої» моделі в сингулярній області, оскільки передбачувані щільності й температури ніколи не спостерігалися й не аналізувалися в сучасній астрофізиці. Але розвиток науки триває, і є підстави сподіватися, що й ці проблеми згодом будуть вирішені. Головний же підсумок сучасних космологічних досліджень полягає в тому, що вони показали, що Вселена не перебуває в стаціонарному стані, вона безупинно змінюється внаслідок зниження в ній температури й пов'язаного із цим процесу її розширення. Саме в результаті такого процесу відбувається еволюція матерії, пов'язана з появою нових і складних структур.
Література
1.Гайденко П.П. Еволюція поняття науки: Становлення й розвиток перших наукових програм. - К., 1998
2. Койре А. Нариси історії філософської думки: Про вплив філософських концепцій на розвиток наукових теорій. - К., 2002
3.Холтон Дж. Тематичний аналіз науки. - К., 2003
4.Шпаков А.А. Карта Знаний (Научная Картина Мира). - М, 2005.
5.Опарин А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие – М., 1994