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Erlaubt der erste Hauptsatz der Thermodynamik eine spontane Wärmeübertragung von einem weniger erhitzten Körper auf einen heißeren?
Kommen solche Prozesse in der Natur vor?

Wir haben bereits festgestellt, dass der erste Hauptsatz der Thermodynamik ein Sonderfall des Energieerhaltungssatzes ist.

Das Energieerhaltungsgesetz besagt, dass die Energiemenge bei jeder ihrer Umwandlungen unverändert bleibt. Viele Prozesse, die vom Standpunkt des Energieerhaltungssatzes durchaus zulässig sind, kommen in der Realität jedoch nie vor.

Beispielsweise ist aus Sicht des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik in einem isolierten System die Übertragung von Wärme von einem weniger erhitzten Körper auf einen heißeren möglich, wenn die vom heißen Körper aufgenommene Wärmemenge genau gleich der Menge ist der vom kalten Körper abgegebenen Wärme. Gleichzeitig zeigt unsere Erfahrung, dass dies nicht möglich ist.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik gibt nicht die Richtung von Prozessen an.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik gibt die Richtung möglicher Energieumwandlungen, also die Richtung von Prozessen an und drückt damit die Irreversibilität von Prozessen in der Natur aus. Dieses Gesetz wurde durch direkte Verallgemeinerung experimenteller Tatsachen aufgestellt.

Es gibt mehrere Formulierungen des zweiten Hauptsatzes, die trotz ihrer äußerlichen Unterschiede im Wesentlichen dasselbe ausdrücken und daher gleichwertig sind.

Der deutsche Wissenschaftler R. Clausius (1822-1888) formulierte dieses Gesetz wie folgt:

Es ist unmöglich, Wärme von einem kälteren System auf ein wärmeres zu übertragen, wenn keine anderen gleichzeitigen Änderungen in beiden Systemen oder in den umgebenden Körpern stattfinden.

Hier wird die experimentelle Tatsache einer bestimmten Richtung der Wärmeübertragung festgestellt: Wärme geht immer von selbst von heißen auf kalte Körper über. In Kälteanlagen wird zwar Wärme von einem kalten Körper auf einen wärmeren übertragen, aber diese Übertragung ist mit anderen Veränderungen in den umgebenden Körpern verbunden: Abkühlung wird durch Arbeit erreicht.

Die Bedeutung dieses Gesetzes besteht darin, dass daraus geschlossen werden kann, dass nicht nur der Wärmeübertragungsprozess irreversibel ist, sondern auch andere Prozesse in der Natur.

Betrachten Sie ein Beispiel. Die Schwingungen des aus der Gleichgewichtslage genommenen Pendels klingen ab (Abb. 13.12) 1, 2, 3, 4 - aufeinanderfolgende Positionen des Pendels bei maximalen Abweichungen von der Gleichgewichtslage). Aufgrund der Arbeit der Reibungskräfte nimmt die mechanische Energie des Pendels ab und die Temperatur des Pendels und der umgebenden Luft (und damit ihre innere Energie) steigt leicht an.

Sie können den Ausschlag des Pendels wieder erhöhen, indem Sie es mit der Hand drücken. Diese Steigerung erfolgt jedoch nicht von selbst, sondern wird erst durch einen komplexeren Prozess der Handbewegung möglich.

Mechanische Energie wandelt sich spontan in innere Energie um, aber nicht umgekehrt. In diesem Fall wird die Energie der geordneten Bewegung des Körpers als Ganzes in die Energie der ungeordneten thermischen Bewegung seiner konstituierenden Moleküle umgewandelt.

Ein weiteres Beispiel ist der Diffusionsprozess. Wenn wir eine Parfümflasche öffnen, riechen wir schnell das Parfüm. Moleküle einer aromatischen Substanz dringen aufgrund thermischer Bewegung in den Raum zwischen Luftmolekülen ein. Es ist schwer vorstellbar, dass sich alle wieder in einer Blase versammelt haben.

Die Zahl solcher Beispiele lässt sich nahezu beliebig erweitern. Alle sagen, dass die Prozesse in der Natur eine bestimmte Richtung haben, die sich in keiner Weise im ersten Hauptsatz der Thermodynamik widerspiegelt.

Alle makroskopischen Vorgänge in der Natur laufen nur in einer bestimmten Richtung ab.

In die entgegengesetzte Richtung können sie nicht spontan fließen. Alle Prozesse in der Natur sind irreversibel.

Bisher sind wir bei der Betrachtung von Prozessen davon ausgegangen, dass sie reversibel sind.

Ein reversibler Prozess ist ein Prozess, der ohne Veränderungen in den umgebenden Körpern in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch dieselben Zwischenzustände durchgeführt werden kann.

Ein reversibler Prozess muss sehr langsam ablaufen, damit jeder Zwischenzustand im Gleichgewicht ist.

Gleichgewichtszustand ist ein Zustand, in dem Temperatur und Druck an allen Stellen im System gleich sind.

Daher braucht das System Zeit, um einen Gleichgewichtszustand zu erreichen.

Bei der Untersuchung von Isoprozessen gingen wir davon aus, dass der Übergang vom Anfangszustand zum Endzustand durch Gleichgewichtszustände verläuft, und betrachteten die isothermen, isobaren und isochoren Prozesse als reversibel.

Ideale reversible Prozesse gibt es in der Natur nicht, reale Prozesse können jedoch mit einer gewissen Genauigkeit als reversibel angesehen werden, was für die Theorie sehr wichtig ist.

Eine anschauliche Veranschaulichung der Irreversibilität von Phänomenen in der Natur ist das Anschauen eines Films in die entgegengesetzte Richtung.
Ein Sprung ins Wasser sieht zum Beispiel so aus. Ruhiges Wasser im Pool beginnt zu kochen, Beine erscheinen, bewegen sich schnell nach oben und dann der ganze Taucher. Die Wasseroberfläche beruhigt sich schnell. Allmählich nimmt die Geschwindigkeit des Tauchers ab, und jetzt steht er ruhig auf dem Turm.

Ein solcher Vorgang wie der Aufstieg eines Tauchers zu einem Turm aus dem Wasser widerspricht weder dem Energieerhaltungssatz noch den Gesetzen der Mechanik noch irgendwelchen Gesetzen im Allgemeinen, mit Ausnahme des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik.

> Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Wortlaut Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik in einfachen Worten: Wärmeübertragungsprozess, Entropie und Temperatur, Zusammenhang mit dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik, Formel.

Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik erfolgt die Wärmeübertragung spontan von höheren zu niedrigeren Temperaturen.

Lernaufgabe

• Vergleichen Sie die Irreversibilität zwischen dem ersten und zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.

Wichtige Punkte

• Viele der im ersten Hauptsatz zugelassenen Phänomene treten in der Realität nicht auf.
• Die meisten Prozesse laufen spontan in eine Richtung ab. Das zweite Gesetz bezieht sich auf die Richtung.
• Es gibt keine Möglichkeit, Wärme von einem kalten zu einem warmen Körper zu transportieren.

Bedingungen

• Die Entropie ist ein Maß für die Verteilung gleichmäßiger Energie im gesamten System.
• Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ist die Energieerhaltung in thermodynamischen Systemen (ΔU = Q - W).

Irreversibilität

Lassen Sie uns die Formulierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik in einfachen Worten studieren. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ist mit der Richtung verbunden, die sich auf spontane Prozesse bezieht. Die meisten treten spontan und ausschließlich in eine Richtung auf (sie sind irreversibel). Irreversibilität findet man oft im Alltag (zerbrochene Vase). Ein solcher Prozess beruht auf einem Pfad. Wenn es nur in eine Richtung geht, dann kann man nicht alles zurückgeben.

Beispielsweise findet eine Wärmeübertragung von einem heißeren Körper zu einem kühleren statt. Ein kalter Körper, der mit einem heißen in Kontakt kommt, wird niemals seine Temperatur senken. Außerdem kann kinetische Energie zu thermischer Energie werden, aber nicht umgekehrt. Dies ist auch am Beispiel der Expansion eines in die Ecke der Vakuumkammer eingeleiteten Gasstoßes zu sehen. Das Gas dehnt sich aus und versucht, den Raum zu füllen, aber es wird niemals ausschließlich in der Ecke bleiben.

(a) - Die Wärmeübertragung erfolgt spontan von heiß nach kalt und nicht umgekehrt. (b) - Die Bremsen der Maschine wandeln kinetische Energie in Wärmeübertragung um. (c) - Ein Gasblitz, der in eine Vakuumkammer eingeführt wird, dehnt sich schnell aus, um den gesamten Raum gleichmäßig mit sich selbst zu füllen. Zufällig bewegte Moleküle werden ihn niemals dazu bringen, sich auf eine einzige Ecke zu konzentrieren.

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Wenn es Prozesse gibt, die nicht rückgängig gemacht werden können, dann gibt es ein Gesetz, das dies verbietet. Interessanterweise erlaubt der erste Hauptsatz dies, aber kein Prozess verletzt die Energieerhaltung. Das Hauptgesetz ist das zweite. Es offenbart das Konzept der Natur und einige der Aussagen wirken sich dramatisch auf viele wichtige Themen aus.

Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik erfolgt die Wärmeübertragung spontan von Körpern mit höheren Temperaturen auf niedrigere. Aber niemals umgekehrt.

Das Gesetz besagt auch, dass kein Prozess dazu führen kann, dass Wärme von einem kalten Körper auf einen heißen übertragen wird.

Wir haben an einer Reihe von Beispielen gesehen, dass Arbeit verrichtet wird, wenn Wärme von einem heißen Körper (Heizung) zu einem kalten Körper (Kühlschrank) übergeht, und der Kühlschrank weniger Wärme erhält, als die Heizung abgibt. Die innere Energie der Heizung nimmt nicht nur ab, weil sie Wärme an den Kühlschrank abgibt, sondern auch, weil Arbeit verrichtet wird.

Lassen Sie uns herausfinden, unter welchen Bedingungen der umgekehrte Prozess stattfindet - die Übertragung von Wärme von einem kalten Körper auf einen heißen?

Als Beispiel hierfür können Kältemaschinen dienen, die in der Lebensmittelindustrie (zur Herstellung von Speiseeis, zur Aufbewahrung von Fleisch usw.) verwendet werden. Der Aufbau der Kompressor-Kältemaschine ist das Gegenteil des Dampfkraftwerks.

Es ist in Abb. gezeigt. 530. Der Arbeitsstoff in einer Kältemaschine ist gewöhnlich Ammoniak (manchmal Kohlendioxid, Schwefeldioxid oder einer der Halogenwasserstoffe, die den besonderen Namen „Freone“ erhalten haben). Kompressor 1 pumpt Ammoniakdampf unter Druck 12 in Schlange 2 (entspricht dem Kondensator). Beim Verdichten erhitzen sich die Ammoniakdämpfe und werden in Tank 3 mit fließendem Wasser gekühlt. Hier werden Ammoniakdämpfe flüssig. Von Schlange 2 tritt Ammoniak durch Ventil 4 in eine weitere Schlange 5 (Verdampfer) ein, wo der Druck etwa 3 atm beträgt.

Beim Passieren des Ventils verdampft ein Teil des Ammoniaks und die Temperatur sinkt auf -10. Ammoniak wird vom Kompressor aus dem Verdampfer gesaugt. Beim Verdampfen entzieht Ammoniak die zur Verdampfung benötigte Wärme aus der den Verdampfer umgebenden Sole. Dadurch wird die Sole auf etwa -8°C gekühlt. Die Sole spielt also die Rolle eines kalten Körpers, der Wärme an einen heißen Körper (fließendes Wasser in Tank 3) abgibt. Der Strahl der gekühlten Sole wird durch Rohre in den Kühlraum geleitet. Künstliches Eis wird durch Eintauchen von mit sauberem Wasser gefüllten Metallkästen in Sole gewonnen.

Neben Kompressorkältemaschinen werden für Haushaltszwecke Absorptionskältemaschinen eingesetzt, bei denen die Verdichtung des Arbeitsgases nicht mit Hilfe eines Kompressors, sondern durch Absorption (Absorption, Auflösung) in einem geeigneten Stoff erfolgt. So wird in einem Haushaltskühlschrank (Abb. 531) eine starke wässrige Ammoniaklösung () im Generator 1 durch elektrischen Strom erhitzt und setzt gasförmiges Ammoniak frei, dessen Druck 20 atm erreicht. Gasförmiges Ammoniak nach dem Trocknen (in einem im Diagramm nicht gezeigten Trockner) kondensiert im Kondensator 2. Verflüssigtes Ammoniak tritt in den Verdampfer 3 ein, wo es sich wieder in Gas umwandelt, wobei es dem Verdampfer eine beträchtliche Wärmemenge entzieht. Gasförmiger Ammoniak wird im Absorber 4 absorbiert (in Wasser gelöst), wo sich somit wieder eine starke Ammoniaklösung bildet, die in den Generator 1 strömt und die abgereicherte (nach Gasentwicklung) Lösung in den Absorber verdrängt. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Kreislauf durchgeführt, bei dem ein Verdampfer (stark gekühlt durch Verdampfung von Ammoniak) innerhalb des gekühlten Volumens (Schrank) platziert ist und alle anderen Teile sich außerhalb des Schranks befinden.

Reis. 530. Schema der Kompressorkältemaschine

Es stellt sich die Frage, warum verflüssigt sich Ammoniakgas im Kondensator und verdampft im Verdampfer, obwohl die Temperatur des Verdampfers niedriger ist als die Temperatur des Kondensators? Dies wird dadurch erreicht, dass das gesamte System mit Wasserstoff bei einem Druck von etwa 20 atm gefüllt ist. Wenn der Generator erhitzt wird, wird gasförmiges Ammoniak aus der kochenden Lösung freigesetzt und sein Druck erreicht ungefähr 20 atm. Ammoniak verdrängt Wasserstoff von der Oberseite des Generators und Kondensators zum Verdampfer und Absorber. So steht Ammoniak im Kondensator unter seinem eigenen hohen Druck und verflüssigt sich daher bei einer Temperatur nahe Raumtemperatur, während flüssiges Ammoniak mit niedrigem Partialdruck in den Verdampfer eintritt und der Wasserstoff im Verdampfer den gewünschten Gesamtdruck gleich dem Druck liefert im Kondensator und anderen Teilen des Systems .

Reis. 531. Schema der Vorrichtung einer Absorptionskältemaschine

Das Gemisch aus Wasserstoff und gasförmigem Ammoniak aus dem Verdampfer gelangt in den Absorber, wo sich das Ammoniak in Wasser löst, wodurch sich die Lösung erwärmt, und der Wasserstoff durch die warme Lösung strömt und dort erwärmt durch Konvektion zu gelangt der kalte Verdampfer. Anstelle des im Verdampfer gelösten Ammoniaks verdampfen dessen neue Anteile, wodurch der Verdampfer weiter gekühlt wird. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass keine beweglichen mechanischen Teile vorhanden sind. Die Zirkulation der Ammoniaklösung (zwischen 1 und 4) und die Zirkulation von Wasserstoff (zwischen 4 und 3) erfolgt aufgrund des Dichteunterschieds aufgrund des Temperaturunterschieds (Lösung in 1 ist heißer als in 4, und Wasserstoff und 4 sind wärmer als in 3).

Das Energieerhaltungs- und Umwandlungsgesetz (erster Hauptsatz der Thermodynamik) verbietet einen solchen Übergang grundsätzlich nicht, solange die Energiemenge im gleichen Volumen erhalten bleibt. Aber in Wirklichkeit passiert das nie. Es ist diese Einseitigkeit, Einseitigkeit der Umverteilung von Energie in geschlossenen Systemen, die das zweite Prinzip betont.

Um diesen Prozess widerzuspiegeln, wurde ein neues Konzept in die Thermodynamik eingeführt - Entropie. Unter Entropie versteht man ein Maß für die Unordnung des Systems. Eine genauere Formulierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik nahm folgende Form an: "Bei spontanen Prozessen in Systemen mit konstanter Energie nimmt die Entropie immer zu."

Die physikalische Bedeutung des Anstiegs der Entropie läuft darauf hinaus, dass ein isoliertes (mit konstanter Energie) System, das aus einer bestimmten Gruppe von Teilchen besteht, dazu neigt, in einen Zustand mit der geringsten Ordnung der Teilchenbewegung überzugehen. Dies ist der einfachste Zustand des Systems oder der Zustand des thermodynamischen Gleichgewichts, in dem die Bewegung der Teilchen chaotisch ist. Maximale Entropie bedeutet vollständiges thermodynamisches Gleichgewicht, was einem vollständigen Chaos entspricht.

Das Gesamtergebnis ist ziemlich traurig: Die irreversible Richtung von Energieumwandlungsprozessen in isolierten Systemen wird früher oder später dazu führen, dass alle Arten von Energie in thermische Energie umgewandelt werden, die dissipiert, d.h. wird im Durchschnitt gleichmäßig auf alle Elemente des Systems verteilt, was bedeutet thermodynamisches Gleichgewicht, oder komplettes Chaos. Wenn unser Universum geschlossen ist, erwartet es ein so wenig beneidenswertes Schicksal. Aus dem Chaos, wie die alten Griechen behaupteten, wurde es geboren, ins Chaos, wie es die klassische Thermodynamik vorschlägt, und wird zurückkehren.

Es stellt sich allerdings eine merkwürdige Frage: Wenn sich das Universum nur in Richtung Chaos entwickelt, wie könnte es dann entstehen und sich zu dem gegenwärtigen geordneten Zustand organisieren? Die klassische Thermodynamik hat diese Frage jedoch nicht gestellt, weil sie in einer Zeit entstanden ist, als die instationäre Natur des Universums noch nicht einmal diskutiert wurde. Der einzige stille Vorwurf an die Thermodynamik war damals Darwins Evolutionstheorie. Denn der von dieser Theorie angenommene Entwicklungsprozess der Pflanzen- und Tierwelt war durch seine fortwährende Verkomplizierung, das Anwachsen der Organisations- und Ordnungshöhe gekennzeichnet. Wildtiere strebten aus irgendeinem Grund weg vom thermodynamischen Gleichgewicht und Chaos. Eine solch offensichtliche "Inkonsistenz" in den Entwicklungsgesetzen der unbelebten und der belebten Natur war zumindest überraschend.

Diese Überraschung nahm um ein Vielfaches zu, nachdem das Modell des stationären Universums durch das Modell des sich entwickelnden Universums ersetzt wurde.

in dem die wachsende Komplikation der Organisation materieller Objekte deutlich sichtbar wurde - von Elementar- und Subelementarteilchen in den ersten Augenblicken nach dem Urknall bis zu den derzeit beobachteten stellaren und galaktischen Systemen. Denn wenn das Prinzip der zunehmenden Entropie so universell ist, wie könnten dann solch komplexe Strukturen entstehen? Sie können nicht länger durch zufällige "Störungen" des Gleichgewichtsuniversums als Ganzes erklärt werden. Es wurde deutlich, dass es zur Aufrechterhaltung der Konsistenz des allgemeinen Weltbildes notwendig ist, das Vorhandensein von Materie im Allgemeinen nicht nur mit einer destruktiven, sondern auch mit einer schöpferischen Tendenz zu postulieren. Materie ist in der Lage, Arbeit gegen das thermodynamische Gleichgewicht zu verrichten, Selbstorganisation und Selbstkomplexität.

Es sei darauf hingewiesen, dass das Postulat über die Fähigkeit der Materie zur Selbstentfaltung schon vor langer Zeit in die Philosophie eingeführt wurde. Aber sein Bedürfnis nach grundlegenden Naturwissenschaften (Physik, Chemie) beginnt sich erst jetzt zu realisieren. Im Zuge dieser Probleme Synergie- die Theorie der Selbstorganisation. Seine Entwicklung begann vor einigen Jahrzehnten und entwickelt sich derzeit in mehreren Bereichen: Synergetik (G. Haken), Nichtgleichgewichtsthermodynamik (I. Prigozhy) usw. Ohne auf die Details und Schattierungen der Entwicklung dieser Bereiche einzugehen, Wir werden die allgemeine Bedeutung des Komplexes charakterisieren, in dem sie Ideen entwickeln, und sie synergetisch nennen (G. Hakens Begriff).

Die hauptsächliche Weltanschauungsverschiebung, die durch Synergetik hervorgerufen wird, kann wie folgt ausgedrückt werden:

a) die Prozesse der Zerstörung und Schöpfung, Degradation und Evolution im Universum sind mindestens gleichberechtigt;

b) Die Prozesse der Schöpfung (Zunahme von Komplexität und Ordnung) haben einen einzigen Algorithmus, unabhängig von der Art der Systeme, in denen sie ausgeführt werden.

Die Synergetik erhebt also den Anspruch, einen bestimmten universellen Mechanismus zu entdecken, durch den Selbstorganisation sowohl in der belebten als auch in der unbelebten Natur vollzogen wird. Mit Selbstorganisation ist gemeint spontaner Übergang eines offenen Nichtgleichgewichtssystems von weniger zu komplexeren und geordneteren Organisationsformen. Daraus folgt, dass der Gegenstand der Synergetik keineswegs irgendein System sein kann.

wir, aber nur diejenigen, die mindestens zwei Bedingungen erfüllen:

a) sie müssen offen sein, d.h. Materie oder Energie mit der Umgebung austauschen;

b) sie müssen auch im Wesentlichen nicht im Gleichgewicht sein, d.h. sich in einem Zustand befinden, der weit vom thermodynamischen Gleichgewicht entfernt ist.

Aber genau das sind die meisten Systeme, die wir kennen. Isolierte Systeme der klassischen Thermodynamik sind eine gewisse Idealisierung, in Wirklichkeit sind solche Systeme die Ausnahme, nicht die Regel. Schwieriger ist es mit dem gesamten Universum als Ganzem – wenn wir es als offenes System betrachten, was kann dann als seine äußere Umgebung dienen? Die moderne Physik glaubt, dass Vakuum ein solches Medium für unser materielles Universum ist.

Die Synergetik behauptet also, dass die Entwicklung offener und hochgradig ungleichgewichtiger Systeme durch zunehmende Komplexität und Ordnung voranschreitet. Es gibt zwei Phasen im Entwicklungszyklus eines solchen Systems:

1. Eine Periode reibungsloser evolutionärer Entwicklung mit gut vorhersagbaren linearen Änderungen, die das System schließlich in einen instabilen kritischen Zustand bringen.

2. Verlassen Sie einen kritischen Zustand sofort und abrupt und wechseln Sie in einen neuen stabilen Zustand mit einem höheren Grad an Komplexität und Ordnung.

Ein wichtiges Merkmal: Der Übergang des Systems in einen neuen stabilen Zustand ist mehrdeutig. Bei Erreichen der kritischen Parameter „fällt“ das System aus dem Zustand starker Instabilität sozusagen in einen der vielen für ihn möglichen neuen stabilen Zustände „hinunter“. An diesem Punkt (sogenannter Bifurkationspunkt) gabelt sich gewissermaßen der evolutionäre Weg des Systems, und welcher Entwicklungszweig gewählt wird, entscheidet der Zufall! Aber nachdem die „Wahl getroffen“ wurde und das System in einen qualitativ neuen stabilen Zustand übergegangen ist, gibt es kein Zurück mehr. Dieser Vorgang ist irreversibel. Und daraus folgt übrigens, dass die Entwicklung solcher Systeme grundsätzlich nicht vorhersehbar ist. Die Verzweigungsoptionen für die Evolution des Systems lassen sich zwar berechnen, aber welche davon zufällig gewählt werden, lässt sich nicht eindeutig vorhersagen.

Das beliebteste und anschaulichste Beispiel für die Bildung von Strukturen mit zunehmender Komplexität ist ein gut untersuchtes Phänomen in der Hydrodynamik namens Benard-Zellen. Wenn eine Flüssigkeit in einem runden oder rechteckigen Gefäß erhitzt wird, entsteht zwischen ihrer unteren und oberen Schicht ein gewisser Temperaturunterschied (Gradient). Wenn der Gradient klein ist, findet eine Wärmeübertragung auf mikroskopischer Ebene statt und es findet keine makroskopische Bewegung statt. Ab einem bestimmten kritischen Wert tritt jedoch plötzlich eine makroskopische Bewegung (Sprung) in der Flüssigkeit auf, die klar definierte Strukturen in Form von zylindrischen Zellen bildet. Von oben sieht eine solche Makroordnung wie eine stabile Zellstruktur aus, ähnlich einer Wabe.

Dieses allseits bekannte Phänomen ist vom Standpunkt der statistischen Mechanik absolut unglaublich. Immerhin weist es darauf hin, dass sich im Moment der Bildung von Benard-Zellen Milliarden flüssiger Moleküle wie auf Befehl koordiniert und koordiniert zu verhalten beginnen, obwohl sie sich zuvor in einer völlig chaotischen Bewegung befanden. Es scheint, dass jedes Molekül „weiß“, was alle anderen tun und sich in einer gemeinsamen Formation bewegen möchte. (Das Wort "Synergetik" bedeutet übrigens nur "gemeinsames Handeln".) Klassische statistische Gesetze funktionieren hier offensichtlich nicht, das ist ein Phänomen anderer Ordnung. Denn selbst wenn eine solche „korrekte“ und stabil „kooperative“ Struktur durch Zufall gebildet würde, was fast unglaublich ist, würde sie sofort zusammenbrechen. Es zerfällt aber nicht unter Aufrechterhaltung der entsprechenden Bedingungen (Energiezufuhr von außen), sondern bleibt stabil erhalten. Das heißt, die Entstehung solcher Strukturen zunehmender Komplexität ist kein Zufall, sondern ein Muster.

Die Suche nach ähnlichen Prozessen der Selbstorganisation in anderen Klassen offener Nichtgleichgewichtssysteme scheint Erfolg zu versprechen: der Mechanismus der Laserwirkung, das Wachstum von Kristallen, die chemische Uhr (Belousov-Zhabotinsky-Reaktion), die Bildung von a lebenden Organismus, Bevölkerungsdynamik, Marktwirtschaft und schließlich, in der die chaotischen Handlungen von Millionen freier Individuen zur Bildung stabiler und

komplexe Makrostrukturen - all dies sind Beispiele für die Selbstorganisation von Systemen ganz unterschiedlicher Natur.

Die synergetische Interpretation solcher Phänomene eröffnet neue Möglichkeiten und Richtungen für ihre Untersuchung. Verallgemeinert lässt sich die Neuartigkeit des synergetischen Ansatzes in folgenden Positionen ausdrücken:

Chaos ist nicht nur destruktiv, sondern auch kreativ, konstruktiv; Entwicklung vollzieht sich durch Instabilität (Chaotik).

Die Linearität der Evolution komplexer Systeme, an die die klassische Wissenschaft gewöhnt ist, ist nicht die Regel, sondern eher die Ausnahme; Die Entwicklung der meisten dieser Systeme ist nichtlinear. Und das bedeutet, dass es für komplexe Systeme immer mehrere mögliche Evolutionswege gibt.

Die Entwicklung erfolgt durch eine zufällige Auswahl einer von mehreren erlaubten Möglichkeiten zur Weiterentwicklung an Bifurkationspunkten. Daher ist Zufälligkeit kein unglückliches Missverständnis, sie ist in den Mechanismus der Evolution eingebaut. Es bedeutet auch, dass der aktuelle Entwicklungspfad des Systems möglicherweise nicht besser ist als die durch Zufallsauswahl abgelehnten.

Synergetik kommt aus physikalischen Disziplinen - Thermodynamik, Radiophysik. Aber ihre Ideen sind interdisziplinär. Sie liefern eine Grundlage für die globale evolutionäre Synthese, die in der Naturwissenschaft stattfindet. Synergetik gilt daher als einer der wichtigsten Bestandteile des modernen naturwissenschaftlichen Weltbildes.

2.3.3. Allgemeine Konturen des modernen naturwissenschaftlichen Weltbildes

Die Welt, in der wir leben, besteht aus mehrskaligen offenen Systemen, deren Entwicklung bestimmten allgemeinen Mustern unterliegt. Gleichzeitig hat es eine eigene lange Geschichte, die der modernen Wissenschaft allgemein bekannt ist.

Hier ist die Chronologie der wichtigsten Ereignisse dieser Geschichte 1:

20 Milliarden Jahre zurück - Urknall

3 Minuten später - die Bildung der materiellen Basis des Universums (Photonen, Neutrinos und Antineutrinos mit einer Beimischung von Wasserstoffkernen, Helium und Elektronen).

Nach ein paar hundert - das Erscheinen von Atomen (leichte Elemente tausend Jahre Genosse).

Vor 19-17 Milliarden Jahren - die Bildung von Strukturen unterschiedlicher Größenordnung (Galaxien).

Vor 15 Milliarden Jahren - das Erscheinen von Sternen der ersten Generation, die Bildung von Atomen schwerer Elemente.

Vor 5 Milliarden Jahren - die Geburt der Sonne.

Vor 4,6 Milliarden Jahren - die Entstehung der Erde.

Vor 3,8 Milliarden Jahren - der Ursprung des Lebens.

Vor 450 Millionen Jahren - das Erscheinen von Pflanzen.

Vor 150 Millionen Jahren - das Erscheinen von Säugetieren.

Vor 2 Millionen Jahren - Beginn der Anthropogenese.

Wir betonen, dass die moderne Wissenschaft nicht nur die "Daten" kennt, sondern in vielerlei Hinsicht die eigentlichen Mechanismen der Evolution des Universums vom Urknall bis zum heutigen Tag. Das ist ein fantastisches Ergebnis. Darüber hinaus wurden die größten Durchbrüche zu den Geheimnissen der Geschichte des Universums in der zweiten Hälfte unseres Jahrhunderts erzielt:

das Konzept des Urknalls wurde vorgeschlagen und begründet, das Quark-Modell des Atoms wurde konstruiert, die Arten grundlegender Wechselwirkungen wurden aufgestellt und die ersten Theorien ihrer Vereinigung aufgestellt usw. Wir achten vor allem auf die Erfolge der Physik und der Kosmologie, weil diese Grundlagenwissenschaften die allgemeinen Konturen des wissenschaftlichen Weltbildes bilden.

Das Weltbild, das die moderne Naturwissenschaft zeichnet, ist ungewöhnlich komplex und einfach zugleich. Schwierig, weil es jemanden verwirren kann, der an Zustimmung gewöhnt ist

1 Siehe: Philosophie und Methodik der Wissenschaft. - M.: Aspect Press, 1996. - S. 290.

gesundem Menschenverstand klassische wissenschaftliche Ideen. Die Ideen vom Beginn der Zeit, der Korpuskularwellen-Dualismus von Quantenobjekten, die innere Struktur des Vakuums, die virtuelle Teilchen erzeugen kann – diese und andere ähnliche Innovationen verleihen dem aktuellen Weltbild ein wenig „verrücktes“ Aussehen. (Das ist allerdings vergänglich: Immerhin sah die Vorstellung, dass die Erde kugelförmig ist, auch einmal völlig „verrückt“ aus.)

Aber gleichzeitig ist dieses Bild majestätisch einfach, schlank und irgendwo sogar elegant. Diese Qualitäten werden ihm hauptsächlich durch die Leitprinzipien verliehen, die wir bereits für den Aufbau und die Organisation moderner wissenschaftlicher Erkenntnisse betrachtet haben:

Konsistenz,

Globaler Evolutionismus,

Selbstorganisation,

Geschichtlichkeit.

Diese Prinzipien der Konstruktion eines wissenschaftlichen Weltbildes entsprechen den Grundgesetzen der Existenz und Entwicklung der Natur selbst.

Konsistenz bedeutet die wissenschaftliche Reproduktion der Tatsache, dass das beobachtbare Universum als das größte aller uns bekannten Systeme erscheint, bestehend aus einer riesigen Vielfalt von Elementen (Subsystemen) unterschiedlicher Komplexität und Ordnung.

Unter einem „System“ wird üblicherweise eine Art geordneter Satz miteinander verbundener Elemente verstanden. Der Effekt der Beständigkeit zeigt sich im Auftreten neuer Eigenschaften in einem integralen System, die durch das Zusammenwirken von Elementen entstehen (z. B. Wasserstoff- und Sauerstoffatome, die zu einem Wassermolekül kombiniert werden, ändern ihre üblichen Eigenschaften radikal). Ein weiteres wichtiges Merkmal der Systemorganisation ist die Hierarchie, die Unterordnung – die konsequente Einbindung von untergeordneten Systemen in Systeme immer höherer Ebenen.

Die systemische Art, Elemente zu kombinieren, drückt ihre grundlegende Einheit aus: Durch die hierarchische Einbeziehung von Systemen verschiedener Ebenen ineinander ist jedes Element eines beliebigen Systems mit allen Elementen aller möglichen Systeme verbunden. (Zum Beispiel: Mensch - Biosphäre - Planet Erde -

Das Sonnensystem - die Galaxie usw.) Es ist dieser grundlegend einheitliche Charakter, den uns die Welt um uns herum zeigt. Das wissenschaftliche Weltbild und die Naturwissenschaft, die es schafft, sind in gleicher Weise organisiert. All ihre Teile sind nun eng miteinander verbunden – nun gibt es praktisch keine „reine“ Wissenschaft mehr, alles wird von Physik und Chemie durchdrungen und transformiert.

Globaler Evolutionismus- dies ist die Anerkennung der Unmöglichkeit der Existenz des Universums und aller von ihm erzeugten kleineren Systeme ohne Entwicklung, Evolution. Der sich entwickelnde Charakter des Universums zeugt auch von der grundlegenden Einheit der Welt, von der jeder Bestandteil eine historische Folge des globalen Evolutionsprozesses ist, der mit dem Urknall begonnen hat.

Selbstorganisation- das ist die beobachtete Fähigkeit der Materie zur Selbstkomplikation und zur Schaffung immer geordneterer Strukturen im Laufe der Evolution. Der Mechanismus des Übergangs materieller Systeme in einen komplexeren und geordneteren Zustand ist offensichtlich für Systeme aller Ebenen ähnlich.

Diese Grundzüge des modernen naturwissenschaftlichen Weltbildes bestimmen vor allem dessen allgemeine Umrisse sowie die Art und Weise, wie unterschiedliche wissenschaftliche Erkenntnisse zu einem Ganzen und Kohärenten organisiert werden.

Es hat jedoch ein weiteres Merkmal, das es von den vorherigen Versionen unterscheidet. Sie besteht im Erkennen Geschichtlichkeit, und folglich, grundsätzliche Unvollständigkeit real und jedes andere wissenschaftliche Bild der Welt. Die jetzige wird sowohl durch die Vorgeschichte als auch durch die soziokulturellen Besonderheiten unserer Zeit generiert. Die Entwicklung der Gesellschaft, der Wandel ihrer Wertorientierungen, das Bewusstsein für die Bedeutung des Studiums einzigartiger Natursysteme, in die der Mensch selbst als integraler Bestandteil einbezogen ist, verändert sowohl die Strategie der wissenschaftlichen Forschung als auch die Einstellung des Menschen zur Welt.

Aber auch das Universum entwickelt sich weiter. Natürlich vollzieht sich die Entwicklung der Gesellschaft und des Universums in unterschiedlichen Tempo-Rhythmen. Aber ihre gegenseitige Auferlegung macht die Idee, ein endgültiges, vollständiges, absolut wahres wissenschaftliches Bild der Welt zu schaffen, praktisch unmöglich.

Wir haben also versucht, einige Grundzüge des modernen naturwissenschaftlichen Weltbildes festzuhalten. Dies ist nur ein allgemeiner Umriss, nachdem man ihn skizziert hat, kann man zu einer detaillierteren Bekanntschaft mit spezifischen konzeptionellen Neuerungen in der modernen Naturwissenschaft übergehen. Wir werden in den folgenden Kapiteln darüber sprechen.

Rezensionsfragen

1. Warum erscheint die Wissenschaft nur in den VI-IV Jahrhunderten? BC äh, nicht früher? Was zeichnet naturwissenschaftliches Wissen aus?

2. Was ist das Wesen des Falsifikationsprinzips? Wie funktioniert er?

3. Nennen Sie die Kriterien zur Unterscheidung der theoretischen und empirischen Ebene wissenschaftlicher Erkenntnis. Welche Rolle spielt jede dieser Ebenen in der wissenschaftlichen Erkenntnis?

5. Was ist ein Paradigma?

6. Beschreiben Sie den Inhalt der naturwissenschaftlichen Revolution des späten 19. bis frühen 20. Jahrhunderts.

7. „Diese Welt war in tiefe Dunkelheit gehüllt. Es werde Licht! Und hier kommt Newton. Aber Satan wartete nicht lange auf Rache. Einstein kam – und alles wurde wie zuvor. (S. Ya. Marshak)

Über welches Merkmal wissenschaftlicher Erkenntnis ironisiert der Autor?

8. Was ist die Essenz des Prinzips des globalen Evolutionismus? Wie äußert es sich?

9. Beschreiben Sie die Hauptideen der Synergetik. Was ist das Neue am synergetischen Ansatz?

10. Nennen Sie die Grundzüge des modernen naturwissenschaftlichen Weltbildes.

Literatur

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7.3.5. Noosphäre. Die Lehren von V. I. Vernadsky über die Noosphäre

Der enorme Einfluss des Menschen auf die Natur und die weitreichenden Folgen seines Handelns dienten als Grundlage für die Schöpfung

Lehren über Noosphäre. Der Begriff „Noosphäre“ (gr. poo5-mind) wird wörtlich übersetzt als die Sphäre des Geistes. Es wurde erstmals 1927 von einem französischen Wissenschaftler in den wissenschaftlichen Verkehr eingeführt E.Leroy. Zusammen mit Teilhard de Chardin Er betrachtete die Noosphäre als eine Art ideale Formation, eine außerbiosphärische Gedankenhülle, die die Erde umgibt.

Eine Reihe von Wissenschaftlern schlägt vor, anstelle des Begriffs „Noosphäre“ andere Begriffe zu verwenden: „Technosphäre“, „Anthroposphäre“, „Psychosphäre“, „Soziosphäre“ oder sie als Synonyme zu verwenden. Dieser Ansatz scheint sehr umstritten zu sein, da es einen gewissen Unterschied zwischen den aufgeführten Begriffen und dem Begriff „Noosphäre“ gibt.

Es sollte auch beachtet werden, dass die Doktrin der Noosphäre noch keinen vollständigen kanonischen Charakter hat, der als eine Art unbedingte Anleitung zum Handeln verstanden werden könnte. Die Doktrin der Noosphäre wurde auch in den Werken eines ihrer Gründer, V. I. Vernadsky, formuliert. In seinen Werken findet man verschiedene Definitionen und Vorstellungen über die Noosphäre, die sich zudem im Laufe des Lebens eines Wissenschaftlers verändert haben. Vernadsky begann dieses Konzept ab Anfang der 30er Jahre zu entwickeln. nach einer ausführlichen Entwicklung der Lehre von der Biosphäre. V. I. Vernadsky erkennt die enorme Rolle und Bedeutung des Menschen im Leben und bei der Transformation des Planeten und verwendet das Konzept der "Noosphäre" in verschiedenen Bedeutungen: 1) als Zustand des Planeten, wenn eine Person zur größten transformativen geologischen Kraft wird; 2) als Bereich der aktiven Manifestation wissenschaftlichen Denkens; 3) als Hauptfaktor bei der Umstrukturierung und Veränderung der Biosphäre.

Sehr wichtig in den Lehren von V. I. Vernadsky über die Noosphäre war, dass er zuerst erkannte und versuchte, sie zu synthetisieren Natur- und Sozialwissenschaften beim Studium der Probleme der globalen menschlichen Aktivität die Umwelt aktiv umstrukturieren. Die Noosphäre ist seiner Meinung nach bereits eine qualitativ andere, höhere Stufe der Biosphäre, verbunden mit einer radikalen Transformation nicht nur der Natur, sondern auch des Menschen selbst. Dies ist nicht nur ein Anwendungsgebiet menschlichen Wissens auf hohem technologischem Niveau. Dafür reicht der Begriff „Technosphäre“. Wir sprechen von einem solchen Stadium im Leben der Menschheit, in dem die verwandelnde Tätigkeit des Menschen auf einem streng wissenschaftlichen und wirklich vernünftigen Verständnis aller ablaufenden Prozesse basiert und notwendigerweise mit den „Interessen der Natur“ verbunden sein wird.

Aktuell unter Noosphäre die Sphäre der Interaktion zwischen Mensch und Natur verstanden wird, in der vernünftiges menschliches Handeln zum bestimmenden Faktor der Entwicklung wird. BEI Aufbau der Noosphäre können als Bestandteile der Menschheit, soziale Systeme, die Gesamtheit der wissenschaftlichen Erkenntnisse, die Summe der Geräte und Technologien in Einheit mit der Biosphäre unterschieden werden.Die harmonische Verbindung aller Komponenten der Struktur ist die Grundlage für die nachhaltige Existenz und Entwicklung der Noosphäre .

In Bezug auf die evolutionäre Entwicklung der Welt, ihren Übergang in die Noosphäre, unterschieden sich die Gründer dieser Doktrin im Verständnis der Essenz dieses Prozesses. Teilhard de Chardin sprach über den allmählichen Übergang der Biosphäre in die Noosphäre, d.h. "in das Reich des Verstandes, dessen Entwicklung dem Verstand und Willen des Menschen unterliegt", indem er die Schwierigkeiten zwischen Mensch und Natur allmählich glättet.

In V. I. Vernadsky begegnen wir einem anderen Ansatz. In seiner Lehre von der Biosphäre verwandelt lebende Materie die obere Erdhülle. Allmählich nimmt die menschliche Intervention zu, die Menschheit wird zur wichtigsten planetarischen geologischen Formungskraft. Daher (der Kern von Vernadskys Doktrin der Noosphäre) ist der Mensch direkt verantwortlich für die Evolution des Planeten. Sein Verständnis dieser These ist auch für sein eigenes Überleben notwendig. Die Spontaneität der Entwicklung wird die Biosphäre für die menschliche Besiedlung ungeeignet machen. In dieser Hinsicht sollte ein Mensch seine Bedürfnisse mit den Fähigkeiten der Biosphäre messen. Die Auswirkungen darauf müssen im Laufe der Evolution der Biosphäre und der Gesellschaft gedanklich dosiert werden. Allmählich verwandelt sich die Biosphäre in die Noosphäre, wo ihre Entwicklung einen kontrollierten Charakter annimmt.

Dies ist die schwierige Natur der Evolution der Natur, der Biosphäre, sowie die Komplexität der Entstehung der Noosphäre, die die Rolle und den Platz des Menschen darin bestimmt. V. I. Vernadsky betonte wiederholt, dass die Menschheit nur in diesen Zustand eintritt. Und heute, mehrere Jahrzehnte nach dem Tod des Wissenschaftlers, gibt es keinen ausreichenden Grund, um von stabiler intelligenter menschlicher Aktivität zu sprechen (das heißt, dass wir bereits den Zustand der Noosphäre erreicht haben). Und so wird es zumindest sein, bis die Menschheit die globalen Probleme des Planeten, einschließlich der Umweltprobleme, gelöst hat. Mehr über die Noosphäre

sprechen von dem Ideal, nach dem eine Person streben sollte.

7.4. Die Beziehung zwischen Weltraum und Tierwelt

Durch die Vernetzung alles Existierenden hat der Kosmos einen aktiven Einfluss auf die unterschiedlichsten Prozesse des Lebens auf der Erde.

VI Vernadsky, der über die Faktoren sprach, die die Entwicklung der Biosphäre beeinflussen, wies unter anderem auf den kosmischen Einfluss hin. So betonte er, dass ohne kosmische Körper, insbesondere ohne die Sonne, kein Leben auf der Erde existieren könne. Lebende Organismen wandeln kosmische Strahlung in terrestrische Energie (thermische, elektrische, chemische, mechanische) in einem Ausmaß um, das die Existenz der Biosphäre bestimmt.

Der schwedische Wissenschaftler wies auf die bedeutende Rolle des Kosmos bei der Entstehung des Lebens auf der Erde hin. Nobelpreisträger S.Arrhenius. Seiner Meinung nach war die Einführung von Leben aus dem Weltraum auf die Erde in Form von Bakterien aufgrund von kosmischem Staub und Energie möglich. V. I. Vernadsky schloss die Möglichkeit des Erscheinens von Leben auf der Erde aus dem Weltraum nicht aus.

Der Einfluss des Weltraums auf die auf der Erde ablaufenden Prozesse (z. B. der Mond auf die Gezeiten, Sonnenfinsternisse) wurde von Menschen in der Antike bemerkt. Viele Jahrhunderte lang wurde die Verbindung zwischen dem Kosmos und der Erde jedoch häufiger auf der Ebene wissenschaftlicher Hypothesen und Vermutungen oder sogar außerhalb des Rahmens der Wissenschaft verstanden. Dies war größtenteils auf die begrenzten menschlichen Fähigkeiten, die wissenschaftliche Grundlage und die verfügbaren Werkzeuge zurückzuführen. BEI XX Im Laufe der Jahrhunderte hat sich das Wissen über den Einfluss des Weltraums auf die Erde erheblich erweitert. Und das ist das Verdienst russischer Wissenschaftler, vor allem Vertreter Russischer Kosmismus - A. L. Chizhevsky, K. E. Tsiolkovsky, L. N. Gumilyov, V. I. Vernadsky und andere.

A. L. Chizhevsky gelang es in vielerlei Hinsicht, das Ausmaß des Einflusses des Kosmos und vor allem der Sonne auf das irdische Leben und seine Erscheinungsformen zu verstehen, zu bewerten und zu identifizieren. Davon zeugen schon die Titel seiner Werke: „Physikalische Faktoren des historischen Prozesses“, „Erd-Echo von Sonnenstürmen“ usw.

Wissenschaftler achten seit langem auf Manifestationen der Sonnenaktivität (Flecken, Fackeln auf ihrer Oberfläche, Vorsprünge). Es stellte sich wiederum heraus, dass diese Aktivität mit elektromagnetischen und anderen Schwankungen im Weltall verbunden war. A. L. Chizhevsky kam nach zahlreichen wissenschaftlichen Studien in Astronomie, Biologie und Geschichte zu dem Schluss, dass die Sonne und ihre Aktivität einen sehr bedeutenden Einfluss auf biologische und soziale Prozesse auf der Erde haben („Physikalische Faktoren des historischen Prozesses“).

1915 machte der 18-jährige A. L. Chizhevsky, der Astronomie, Chemie und Physik mit Hingabe studierte, auf die Synchronität der Bildung von Sonnenflecken und die gleichzeitige Intensivierung der Feindseligkeiten an den Fronten des Ersten Weltkriegs aufmerksam. Das gesammelte und verallgemeinerte statistische Material ermöglichte es ihm, diese Studie wissenschaftlich und überzeugend zu gestalten.

Der Sinn seines auf reichhaltigem Faktenmaterial basierenden Konzepts bestand darin, die Existenz kosmischer Rhythmen und die Abhängigkeit des biologischen und sozialen Lebens auf der Erde vom Puls des Weltraums zu beweisen. K. E. Tsiolkovsky bewertete die Arbeit seines Kollegen wie folgt: „Der junge Wissenschaftler versucht, einen funktionellen Zusammenhang zwischen dem Verhalten der Menschheit und Schwankungen in der Aktivität der Sonne zu entdecken und durch Berechnungen den Rhythmus, die Zyklen und die Perioden dieser Veränderungen zu bestimmen und Schwankungen und schaffen so eine neue Sphäre menschlichen Wissens. All diese breiten Verallgemeinerungen und kühnen Gedanken werden von Chizhevsky zum ersten Mal zum Ausdruck gebracht, was ihnen großen Wert verleiht und Interesse weckt. Diese Arbeit ist ein Beispiel für die Verschmelzung verschiedener Wissenschaften auf der monistischen Grundlage der physikalischen und mathematischen Analyse“ 1 .

Erst viele Jahre später wurden die Gedanken und Schlussfolgerungen von A. L. Chizhevsky über den Einfluss der Sonne auf irdische Prozesse in der Praxis bestätigt. Zahlreiche Beobachtungen haben eine unbestreitbare Abhängigkeit von Massenausbrüchen neuropsychiatrischer und kardiovaskulärer Erkrankungen bei Menschen während periodischer Sonnenaktivitätszyklen gezeigt. Prognosen von sogenannten „schlechten Tagen“ für die Gesundheit sind heutzutage alltäglich.

Chizhevskys Idee ist interessant, dass magnetische Störungen auf der Sonne aufgrund der Einheit des Kosmos das Gesundheitsproblem der Staatsoberhäupter ernsthaft beeinträchtigen können. Schließlich stehen in vielen Ländern Menschen mittleren Alters an der Spitze der meisten Regierungen. Die auf der Erde und im Weltraum auftretenden Rhythmen wirken sich natürlich auf ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden aus. Dies ist besonders gefährlich unter Bedingungen totalitärer, diktatorischer Regime. Und wenn unmoralische oder geistig behinderte Personen an der Spitze des Staates stehen, dann können ihre pathologischen Reaktionen auf kosmische Störungen zu unvorhersehbaren und tragischen Folgen sowohl für die Völker ihrer Länder als auch für die gesamte Menschheit führen, wenn viele Länder über mächtige Waffen verfügen Zerstörung.

Einen besonderen Platz nimmt Chizhevskys Aussage ein, dass die Sonne nicht nur biologische, sondern auch soziale Prozesse auf der Erde maßgeblich beeinflusst. Soziale Konflikte (Kriege, Unruhen, Revolutionen) werden laut A. L. Chizhevsky weitgehend durch das Verhalten und die Aktivität unserer Koryphäe bestimmt. Nach seinen Berechnungen gibt es während der minimalen Sonnenaktivität ein Minimum an massenaktiven sozialen Manifestationen in der Gesellschaft (ca. 5%). Während des Höhepunkts der Sonnenaktivität erreicht ihre Anzahl 60%.

Viele der Ideen von A. L. Chizhevsky haben ihre Anwendung im Bereich der Weltraum- und Biowissenschaften gefunden. Sie bestätigen die untrennbare Einheit von Mensch und Kosmos, weisen auf ihre enge gegenseitige Beeinflussung hin.

Sehr originell waren die Raumideen des ersten Vertreters des russischen Kosmismus N. F. Fedorova. Er setzte große Hoffnungen in die zukünftige Entwicklung der Wissenschaft. Laut N. F. Fedorov ist sie es, die einem Menschen helfen wird, sein Leben zu verlängern und ihn in Zukunft unsterblich zu machen. Die Umsiedlung von Menschen auf andere Planeten aufgrund der großen Ansammlung wird eine notwendige Realität werden. Der Weltraum für Fedorov ist ein aktives Feld menschlicher Aktivität. Mitte des 19. Jahrhunderts. Er schlug seine eigene Version der Bewegung von Menschen im Weltraum vor. Laut dem Denker ist es dazu notwendig, die elektromagnetische Energie des Globus zu beherrschen, die es ermöglicht, seine Bewegung im Weltall zu regulieren und die Erde in ein Raumschiff („Earth Rover“) für Flüge in den Weltraum zu verwandeln. BEI

K. E. Ziolkowski. Er besitzt auch eine Reihe origineller philosophischer Ideen. Das Leben ist laut Tsiolkovsky ewig. „Nach jedem Tod passiert das Gleiche - Zerstreuung ... Wir haben immer gelebt und werden immer leben, aber jedes Mal in einer neuen Form und natürlich ohne Erinnerung an die Vergangenheit ... Ein Stück Materie unterliegt eine unzählige Reihe von Leben, obwohl sie durch riesige Zeitintervalle getrennt sind..." 1 . Damit steht der Denker der hinduistischen Lehre von der Seelenwanderung sowie Demokrit sehr nahe.

1 Ziolkowski K.E.

So stellt sich Tsiolkovsky die Technologie der "humanitären Hilfe" vor. „Perfect World“ kümmert sich um alles. Auf anderen, niedriger entwickelten Planeten wird er „nur von den Guten“ unterstützt und ermutigt. „Jede Abweichung zum Bösen oder Leiden wird sorgfältig korrigiert. Welche Richtung? Ja, durch Auslese: die Bösen oder die zum Schlechten Abweichenden bleiben ohne Nachkommen... Die Kraft der Vollkommenen durchdringt alle Planeten, alle möglichen Lebensorte und überall. Diese Orte werden von ihrer eigenen reifen Art bevölkert. Ist das nicht wie ein Gärtner, der alle unbrauchbaren Pflanzen auf seinem Land zerstört und nur das beste Gemüse übrig lässt! Wenn ein Eingreifen nicht hilft und nichts als Leid vorgesehen ist, dann wird die ganze lebendige Welt schmerzlos zerstört...“ 1 .

\ Ziolkowski K.E. Dekret. op. - S. 378-379.

In Zukunft wird der Mensch nach Fedorovs Plänen alle Welten vereinen und ein "planetarischer Ingenieur" werden. Dadurch wird die Einheit von Mensch und Kosmos besonders deutlich.

Die Ideen von N. F. Fedorov über die Umsiedlung von Menschen auf anderen Planeten wurden von einem brillanten Wissenschaftler auf dem Gebiet der Raketenwissenschaft entwickelt K. E. Ziolkowski. Er besitzt auch eine Reihe origineller philosophischer Ideen. Das Leben ist laut Tsiolkovsky ewig. „Nach jedem Tod passiert das Gleiche - Zerstreuung ... Wir haben immer gelebt und werden immer leben, aber jedes Mal in einer neuen Form und natürlich ohne Erinnerung an die Vergangenheit ... Ein Stück Materie unterliegt eine unzählige Reihe von Leben, obwohl sie durch riesige Zeitintervalle getrennt sind..." 1 . Damit steht der Denker der hinduistischen Lehre von der Seelenwanderung sowie Demokrit sehr nahe.

Basierend auf der grundlegend dialektischen Idee des universellen Lebens, das überall und immer durch sich bewegende und ewig lebende Atome existiert, versuchte Tsiolkovsky, einen integralen Rahmen der "kosmischen Philosophie" aufzubauen.

Der Wissenschaftler glaubte, dass Leben und Intelligenz auf der Erde nicht die einzigen im Universum sind. Allerdings hat er als Beweis nur die Behauptung herangezogen, dass das Universum unbegrenzt ist, und dies für völlig ausreichend gehalten. Ansonsten: "Was wäre die Bedeutung des Universums, wenn es nicht mit einer organischen, intelligenten, empfindungsfähigen Welt gefüllt wäre?" Ausgehend von der relativen Jugend der Erde kommt er zu dem Schluss, dass das Leben auf anderen „älteren Planeten“ 2 viel perfekter ist. Darüber hinaus beeinflusst es aktiv andere Lebensebenen, einschließlich der irdischen.

Ziolkowski ist in seiner philosophischen Ethik rein rationalistisch und konsequent. Tsiolkovsky erhebt die Idee der ständigen Verbesserung der Materie zum Absoluten und sieht diesen Prozess wie folgt. Der Weltraum, der keine Grenzen hat, wird von intelligenten Wesen verschiedener Entwicklungsstufen bewohnt. Es gibt Planeten, die in Bezug auf die Entwicklung von Intelligenz und Macht das höchste Niveau erreicht haben und anderen voraus sind. Diese "perfekten" Planeten, die alle Qualen der Evolution durchgemacht haben und ihre traurige Vergangenheit und vergangene Unvollkommenheit kennen, haben es getan

" Ziolkowski K.E. Träume von Erde und Himmel. -Tula: Ca. Buchen. Verlag, 1986. -S. 380-381.

2 Ziolkowski K.E. Dekret. op. - S. 378-379.

das moralische Recht, das Leben auf anderen, bisher primitiven Planeten zu regulieren, um deren Bevölkerung vor den Wehen der Entwicklung zu retten.

So stellt sich Tsiolkovsky die Technologie der "humanitären Hilfe" vor. „Perfect World“ kümmert sich um alles. Auf anderen, niedriger entwickelten Planeten Sie„Nur das Gute“ wird unterstützt und gefördert. „Jede Abweichung zum Bösen oder Leiden wird sorgfältig korrigiert. Welche Richtung? Ja, durch Auslese: die Bösen oder die zum Schlechten Abweichenden bleiben ohne Nachkommen... Die Kraft der Vollkommenen durchdringt alle Planeten, alle möglichen Lebensorte und überall. Diese Orte werden von ihrer eigenen reifen Art bevölkert. Ist das nicht wie ein Gärtner, der alle unbrauchbaren Pflanzen auf seinem Land zerstört und nur das beste Gemüse übrig lässt! Wenn ein Eingreifen nicht hilft und nichts als Leid vorgesehen ist, dann wird die ganze lebendige Welt schmerzlos zerstört...“ 1 .

K. E. Tsiolkovsky, der von seinen Zeitgenossen am gründlichsten studiert und behandelt wurde Philosophische Probleme der Weltraumforschung. Er glaubte, dass die Erde im Universum eine besondere Rolle spielt. Erde bezieht sich auf die späteren Planeten, „vielversprechend“. Nur eine kleine Anzahl solcher Planeten wird das Recht auf unabhängige Entwicklung und Qual erhalten, einschließlich der Erde.

Im Laufe der Evolution wird sich im Laufe der Zeit ein Zusammenschluss aller intelligenten höheren Wesen des Kosmos bilden. Zuerst - in Form einer Vereinigung derjenigen, die die nächsten Sonnen bewohnen, dann - eine Vereinigung von Vereinigungen und so weiter, bis ins Unendliche, da das Universum selbst unendlich ist.

Die moralische, kosmische Aufgabe der Erde ist es, zur Verbesserung des Kosmos beizutragen. Erdlinge können ihre hohe Mission, die Welt zu verbessern, nur rechtfertigen, indem sie die Erde verlassen und in den Weltraum gehen. Daher sieht Tsiolkovsky seine persönliche Aufgabe darin, Erdbewohnern dabei zu helfen, die Umsiedlung auf andere Planeten und ihre Besiedlung im gesamten Universum zu organisieren. Er betonte, dass die Essenz seiner kosmischen Philosophie "in der Migration von der Erde und in der Besiedlung des Kosmos" liegt. Deshalb war die Erfindung der Rakete für Tsiolkovsky keineswegs Selbstzweck (wie einige glauben, die in ihm nur einen Raketenwissenschaftler sehen), sondern eine Methode, in die Tiefen des Weltraums vorzudringen.

1 Ziolkowski K.E. Dekret. op. - S. 378-379.

Der Wissenschaftler glaubte, dass viele Millionen Jahre die Natur des Menschen und seine soziale Organisation allmählich verbessern. Im Laufe der Evolution wird der menschliche Körper bedeutende Veränderungen erfahren, die den Menschen im Wesentlichen zu einer rationalen „Tier-Pflanze“ machen, die Sonnenenergie künstlich verarbeitet. Somit wird der volle Spielraum für seinen Willen und die Unabhängigkeit von der Umwelt erreicht. Am Ende wird die Menschheit in der Lage sein, den gesamten zirkumsolalen Raum und die Sonnenenergie zu nutzen. Und im Laufe der Zeit wird sich die terrestrische Bevölkerung im gesamten zirkumsolaren Raum ansiedeln.

Die Ideen von K. E. Tsiolkovsky über die Einheit der verschiedenen Weltraumwelten, ihre ständige Verbesserung, einschließlich des Menschen selbst, über den Austritt der Menschheit in den Weltraum, enthalten eine wichtige philosophische und humanistische Bedeutung.

Schon heute stellen sich praktische Probleme des menschlichen Einflusses auf den Weltraum. So besteht im Zusammenhang mit regulären Raumflügen die Möglichkeit des unbeabsichtigten Einbringens von Lebewesen in den Weltraum, insbesondere auf andere Planeten. Eine Reihe von Landbakterien können extremsten Temperaturen, Strahlungen und anderen Lebensbedingungen lange standhalten. Die Temperaturamplitude der Existenz einiger Arten einzelliger Organismen erreicht 600 Grad. Es ist unmöglich vorherzusagen, wie sie sich in einer anderen überirdischen Umgebung verhalten werden.

Gegenwärtig beginnen die Menschen, den Weltraum aktiv zu nutzen, um bestimmte technologische Probleme zu lösen, sei es die Kultivierung seltener Kristalle, das Schweißen und andere Arbeiten. Und Weltraumsatelliten sind seit langem als Mittel zum Sammeln und Übertragen verschiedener Informationen anerkannt.

7.5. Widersprüche im System: Natur-Biosphäre-Mensch

Die Beziehung zwischen Natur und Gesellschaft kann nicht außerhalb der Widersprüche betrachtet werden, die unvermeidlich entstehen und zwischen ihnen bestehen. Die Geschichte des Zusammenlebens von Mensch und Natur ist eine Einheit zweier Tendenzen.

Erstens erweitert sich mit der Entwicklung der Gesellschaft und ihrer Produktivkräfte die Herrschaft des Menschen über die Natur ständig und schnell. Heute manifestiert es sich bereits auf planetarischer Ebene. Zweitens vertiefen sich die Widersprüche und die Disharmonie zwischen Mensch und Natur ständig.

Die Natur ist bei aller zahllosen Vielfalt ihrer Bestandteile ein Ganzes. Deshalb wirkt sich der Einfluss einer Person auf einzelne Teile einer äußerlich unterwürfigen und friedlichen Natur gleichzeitig aus, unabhängig vom Willen der Menschen und auf ihre anderen Komponenten. Die Ergebnisse der Reaktion sind oft unvorhersehbar und schwer vorherzusagen. Eine Person pflügt das Land und hilft dem Wachstum von Pflanzen, die für sie nützlich sind, aber aufgrund von Fehlern in der Landwirtschaft wird die fruchtbare Schicht weggespült. Die Abholzung für Ackerland entzieht dem Boden ausreichend Feuchtigkeit, wodurch die Felder bald unfruchtbar werden. Die Vernichtung von Fressfeinden verringert die Widerstandskraft von Pflanzenfressern und verschlechtert ihren Genpool. Eine solche „schwarze Liste“ lokaler Einflüsse des Menschen und der Reaktion der Natur lässt sich beliebig fortführen.

Das Ignorieren der integralen dialektischen Natur der Natur durch den Menschen führt zu negativen Folgen sowohl für sie als auch für die Gesellschaft. F. Engels schrieb einmal weitsichtig darüber: „Lassen wir uns aber nicht zu sehr von unseren Siegen über die Natur täuschen. Für jeden solchen Sieg rächt sie sich an uns. Jeder dieser Siege hat zwar erstens die Folgen, mit denen wir gerechnet haben, aber zweitens und drittens ganz andere, unvorhergesehene Folgen, die sehr oft die Folgen des ersten zunichte machen.

Lücken im allgemeinen Kulturniveau und das Ignorieren der Muster und Merkmale der lebendigen Welt durch Generationen von Menschen ist leider auch heute noch eine traurige Realität. Bitterer Beweis dafür, wie hartnäckig die Menschheit nicht aus ihren eigenen Fehlern lernen will, können Flüsse sein, die durch Abholzung flach geworden sind, durch Analphabetenbewässerung versalzen und für die Landwirtschaft ungeeignet geworden sind, trockene Meere (Aralsee) usw.

Negativ für Natur und Gesellschaft ist der schamlose Eingriff des Menschen in die Umwelt.

1 Marx K., Engels F. Op. T. 20. - S. 495.

Umwelt heute, weil ihre Folgen aufgrund des hohen Entwicklungsstandes der Produktivkräfte oft globaler Natur sind und zu globalen Umweltproblemen führen.

Der Begriff "Ökologie", erstmals verwendet von einem deutschen Biologen E. Häckel im Jahr 1866 bezeichnet Wissenschaft über die Beziehung lebender Organismen zur Umwelt. Der Wissenschaftler glaubte, dass sich die neue Wissenschaft nur mit der Beziehung von Tieren und Pflanzen zu ihrer Umwelt befassen würde. Wenn wir heute jedoch über die Probleme der Ökologie sprechen (dieser Begriff ist in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts fest in unser Leben eingetreten), meinen wir eigentlich Soziale Ökologie -eine Wissenschaft, die die Probleme der Wechselwirkung zwischen Gesellschaft und Umwelt untersucht.

Heute kann die ökologische Situation auf der Welt als nahezu kritisch bezeichnet werden. Die erste UN-Umweltkonferenz im Jahr 1972 stellte offiziell fest, dass es auf der Erde eine globale ökologische Krise der gesamten Biosphäre gibt. Heute gibt es sie nicht mehr lokal (regional), sondern global(weltweit) ökologische Probleme:

Tausende von Pflanzen- und Tierarten wurden zerstört und werden weiterhin zerstört; die Walddecke wurde weitgehend zerstört; der verfügbare Bestand an Mineralien nimmt rapide ab; der Weltozean wird nicht nur durch die Zerstörung lebender Organismen erschöpft, sondern hört auch auf, ein Regulator natürlicher Prozesse zu sein; die Atmosphäre ist vielerorts auf das maximal zulässige Maß belastet, saubere Luft wird knapp; es gibt praktisch keinen einzigen quadratmeter oberfläche auf der erde, auf dem sich nicht vom menschen geschaffene elemente befinden.

Mit Beginn der Raumfahrt haben sich die Probleme der Ökologie in den offenen Weltraum verlagert. Ungenutzte Abfälle aus bemannten Weltraumaktivitäten sammeln sich im Weltraum an, was ebenfalls zu einem zunehmend akuten Problem wird. Sogar auf dem Mond entdeckten amerikanische Astronauten zahlreiche Fragmente und Überreste künstlicher Satelliten der Erde, die einst von Menschen dorthin geschickt wurden. Wir können heute schon über das Problem der Weltraumökologie sprechen: Die Frage nach dem Einfluss von Weltraumflügen auf das Auftreten von Ozonlöchern in der Erdatmosphäre ist nicht gelöst.

Es gab ein weiteres bisher unbekanntes Problem - Ökologie und menschliche Gesundheit. Verschmutzung der Atmosphäre, Hydrosphäre und des Bodens

führte zum Wachstum und zur Veränderung der Struktur menschlicher Krankheiten. Es gibt neue Zivilisationskrankheiten: allergische, radioaktive, giftige. Es gibt genetische Veränderungen im Körper. Aufgrund der äußerst ungünstigen Umweltsituation in großen Industriestädten hat die Zahl der Erkrankungen der oberen Atemwege um ein Vielfaches zugenommen. Der ultrahohe Lebensrhythmus und die Informationsflut haben dazu geführt, dass die Kurve der kardiovaskulären, neuropsychischen, onkologischen Erkrankungen einen steilen Sprung nach oben gemacht hat.

Es wird ganz offensichtlich, dass die Konsumhaltung des Menschen gegenüber der Natur nur schädlich ist, um bestimmte Reichtümer und Vorteile zu erlangen. Für die Menschheit ist es heute lebenswichtig, die Einstellung zur Natur und letztlich zu sich selbst zu ändern.

Was sind Wege zur Lösung von Umweltproblemen^. Zunächst einmal ist es notwendig, von einer konsumorientierten, technokratischen Herangehensweise an die Natur zu einer Suche nach der Natur überzugehen Harmonie mit ihr. Dazu bedarf es insbesondere einer Reihe gezielter Maßnahmen Ökologische Produktion: der Einsatz umweltfreundlicher Technologien und Industrien, die obligatorische Umweltprüfung neuer Projekte und idealerweise die Schaffung abfallfreier Kreislauftechnologien, die sowohl für die Natur als auch für die menschliche Gesundheit unbedenklich sind. Notwendig ist eine gnadenlose und strenge Kontrolle der Lebensmittelproduktion, die in vielen zivilisierten Ländern bereits durchgeführt wird.

Darüber hinaus ist ständige Sorgfalt erforderlich, um ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Natur und Mensch aufrechtzuerhalten. Der Mensch sollte nicht nur von der Natur nehmen, sondern ihr auch etwas geben (Wälder pflanzen, Fischzucht, Nationalparks, Naturschutzgebiete usw. organisieren).

Die aufgeführten und andere Maßnahmen können jedoch nur dann eine spürbare Wirkung erzielen, wenn die Bemühungen aller Länder vereint werden, um die Natur zu retten. Der erste Versuch einer solchen internationalen Vereinigung wurde zu Beginn unseres Jahrhunderts unternommen. Im November 1913 fand in der Schweiz die erste internationale Naturschutzkonferenz statt, an der Vertreter der 18 grössten Staaten der Welt teilnahmen. Heute erreichen zwischenstaatliche Kooperationsformen ein qualitativ neues Niveau. Internationale Konzepte zum Schutz der Umwelt werden abgeschlossen

Lebensumfeld werden verschiedene gemeinsame Entwicklungen und Programme durchgeführt. Aktive Tätigkeit der "Grünen" (öffentliche Organisationen zum Schutz der Umwelt - "Greenpeace"). Green Cross Green Crescent Environmental International entwickelt derzeit ein Programm, um das Problem der "Ozonlöcher" in der Erdatmosphäre anzugehen. Allerdings ist anzuerkennen, dass die internationale Zusammenarbeit im Umweltbereich aufgrund des sehr unterschiedlichen gesellschaftspolitischen Entwicklungsstandes der Staaten der Welt noch sehr weit von dem gewünschten und notwendigen Niveau entfernt ist.

Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Beziehung zwischen Mensch und Natur ist vernünftige Selbstbeschränkung beim Verbrauch natürlicher Ressourcen, insbesondere Energieträger, die für das Leben der Menschheit von überragender Bedeutung sind. Berechnungen internationaler Experten zeigen, dass Kohlevorräte bei derzeitigem Verbrauch 430 Jahre reichen, Erdöl 35 Jahre, Erdgas 50 Jahre, der Zeitraum, insbesondere was die Ölvorräte anbelangt, nicht so lang ist . Dazu bedarf es sinnvoller struktureller Veränderungen in der Weltenergiebilanz hin zum Ausbau der Nutzung der Kernenergie sowie der Suche nach neuen, effizienten, sicheren und möglichst umweltfreundlichen Energiequellen.

Eine weitere wichtige Richtung bei der Lösung des Umweltproblems ist die Bildung in der Gesellschaft ökologisches Bewusstsein, Verständnis der Natur als eines anderen Wesens, über das man nicht herrschen kann, ohne sich selbst zu schaden. Ökologische Bildung und Erziehung in der Gesellschaft sollten auf staatlicher Ebene angesiedelt und von frühester Kindheit an durchgeführt werden.

Unter großen Schwierigkeiten und schmerzhaften Fehlern wird sich die Menschheit allmählich immer mehr der Notwendigkeit bewusst, von einer konsumorientierten Einstellung zur Natur zu einer Harmonie mit ihr überzugehen.

Rezensionsfragen

1. Was ist der Unterschied zwischen den Begriffen: „lebende Materie“, „Biosphäre“, „Biozönose“, „Biogeozänose“?

2. Was ist die Natur der Evolution und Entwicklung der Biosphäre? Was ist die Essenz der Lehren von V. I. Vernadsky über die Biosphäre und Noosphäre?

3. Was ist die Essenz der Konzepte des geographischen Determinismus? Was ist an ihnen rational, was übertrieben?

4. In welcher Beziehung stehen die Begriffe „Natur“, „geographische Umgebung“, „Umwelt“?

5. Was ist die Technosphäre? Welche Rolle spielt es in der Evolution der Biosphäre?

6. Wie ist die gegenseitige Beeinflussung von Weltraum und Erde? Welches Merkmal haben die Vertreter des russischen Kosmismus in diesen Beziehungen bemerkt?

7. Was ist die Widersprüchlichkeit der Beziehung zwischen Mensch und Natur?