« Física - 10º ano"

A primeira lei da termodinâmica permite a transferência espontânea de calor de um corpo menos aquecido para um mais quente?
Esses processos ocorrem na natureza?

Já observamos que a primeira lei da termodinâmica é um caso especial da lei da conservação da energia.

A lei da conservação da energia afirma que a quantidade de energia em qualquer uma de suas transformações permanece inalterada. Enquanto isso, muitos processos que são bastante admissíveis do ponto de vista da lei de conservação de energia nunca ocorrem na realidade.

Por exemplo, do ponto de vista da primeira lei da termodinâmica em um sistema isolado, a transferência de calor de um corpo menos aquecido para um mais quente é possível se a quantidade de calor recebida pelo corpo quente for exatamente igual à quantidade de calor emitido pelo corpo frio. Ao mesmo tempo, nossa experiência sugere que isso não é possível.

A primeira lei da termodinâmica não indica a direção dos processos.

A segunda lei da termodinâmica.

A segunda lei da termodinâmica indica a direção das possíveis transformações de energia, ou seja, a direção dos processos, e assim expressa a irreversibilidade dos processos na natureza. Esta lei foi estabelecida pela generalização direta de fatos experimentais.

Existem várias formulações da segunda lei que, apesar de suas diferenças externas, expressam essencialmente a mesma coisa e, portanto, são equivalentes.

O cientista alemão R. Clausius (1822-1888) formulou esta lei da seguinte forma:

É impossível transferir calor de um sistema mais frio para um mais quente na ausência de outras mudanças simultâneas em ambos os sistemas ou nos corpos circundantes.

Aqui se afirma o fato experimental de uma certa direção de transferência de calor: o calor sempre se transfere por si mesmo dos corpos quentes para os frios. É verdade que nas instalações de refrigeração o calor é transferido de um corpo frio para um mais quente, mas essa transferência está ligada a outras mudanças nos corpos circundantes: o resfriamento é obtido através do trabalho.

A importância desta lei é que ela pode ser usada para concluir que não apenas o processo de transferência de calor é irreversível, mas também outros processos na natureza.

Considere um exemplo. As oscilações do pêndulo, tiradas da posição de equilíbrio, desaparecem (Fig. 13.12) 1, 2, 3, 4 - posições sucessivas do pêndulo em desvios máximos da posição de equilíbrio). Devido ao trabalho das forças de atrito, a energia mecânica do pêndulo diminui e a temperatura do pêndulo e do ar circundante (e, portanto, sua energia interna) aumenta ligeiramente.

Você pode aumentar novamente o balanço do pêndulo empurrando-o com a mão. Mas esse aumento não ocorre por si só, mas se torna possível como resultado de um processo mais complexo envolvendo o movimento da mão.

A energia mecânica se transforma espontaneamente em energia interna, mas não vice-versa. Nesse caso, a energia do movimento ordenado do corpo como um todo é convertida na energia do movimento térmico desordenado de suas moléculas constituintes.

Outro exemplo é o processo de difusão. Abrindo um frasco de perfume, rapidamente sentimos o cheiro do perfume. Moléculas de uma substância aromática, devido ao movimento térmico, penetram no espaço entre as moléculas de ar. É difícil imaginar que todos eles novamente se reuniram em uma bolha.

O número de tais exemplos pode ser aumentado quase indefinidamente. Todos eles dizem que os processos na natureza têm uma certa direção, o que não se reflete de forma alguma na primeira lei da termodinâmica.

Todos os processos macroscópicos na natureza prosseguem apenas em uma direção definida.

Na direção oposta, eles não podem fluir espontaneamente. Todos os processos na natureza são irreversíveis.

Anteriormente, ao considerar os processos, assumimos que eles são reversíveis.

Um processo reversível é um processo que pode ser realizado nas direções direta e reversa através dos mesmos estados intermediários sem alterações nos corpos circundantes.

Um processo reversível deve ocorrer muito lentamente para que cada estado intermediário esteja em equilíbrio.

Estado de equilibrioé um estado em que a temperatura e a pressão são as mesmas em todos os pontos do sistema.

Portanto, leva tempo para o sistema atingir um estado de equilíbrio.

Ao estudar isoprocessos, assumimos que a transição do estado inicial para o final passa por estados de equilíbrio, e consideramos os processos isotérmicos, isobáricos e isocóricos reversíveis.

Não existem processos reversíveis ideais na natureza, no entanto, processos reais podem ser considerados como reversíveis com um certo grau de precisão, o que é muito importante para a teoria.

Uma ilustração vívida da irreversibilidade dos fenômenos na natureza é assistir a um filme na direção oposta.
Por exemplo, um salto na água ficará assim. A água calma na piscina começa a ferver, as pernas aparecem, movendo-se rapidamente para cima e depois todo o mergulhador. A superfície da água rapidamente se acalma. Gradualmente, a velocidade do mergulhador diminui e agora ele está calmamente em pé na torre.

Tal processo como a ascensão de um mergulhador a uma torre fora da água não contradiz nem a lei da conservação da energia, nem as leis da mecânica, nem quaisquer leis em geral, exceto a segunda lei da termodinâmica.

> Segunda lei da termodinâmica

Redação segunda lei da termodinâmica em palavras simples: processo de transferência de calor, entropia e temperatura, conexão com a primeira lei da termodinâmica, fórmula.

De acordo com a segunda lei da termodinâmica, a transferência de calor ocorre espontaneamente de temperaturas mais altas para temperaturas mais baixas.

Tarefa de aprendizagem

• Compare a irreversibilidade entre a primeira e a segunda lei da termodinâmica.

Pontos chave

• Muitos dos fenômenos admitidos na primeira lei não ocorrem na realidade.
• A maioria dos processos ocorre espontaneamente em uma direção. A segunda lei está relacionada à direção.
• Não há como transportar calor de um corpo frio para um quente.

Termos

• A entropia é uma medida da distribuição de energia uniforme em todo o sistema.
• A primeira lei da termodinâmica é a conservação de energia em sistemas termodinâmicos (ΔU = Q - W).

irreversibilidade

Vamos estudar a formulação da segunda lei da termodinâmica em palavras simples. A segunda lei da termodinâmica está associada à direção relacionada aos processos espontâneos. A maioria deles ocorre espontânea e exclusivamente em uma direção (são irreversíveis). A irreversibilidade é frequentemente encontrada na vida cotidiana (vaso quebrado). Tal processo depende de um caminho. Se for apenas em uma direção, você não poderá devolver tudo de volta.

Por exemplo, a transferência de calor ocorre de um corpo mais quente para um mais frio. Um corpo frio em contato com um corpo quente nunca baixará sua temperatura. Além disso, a energia cinética pode se tornar energia térmica, mas não vice-versa. Isso também pode ser visto no exemplo da expansão de um sopro de gás introduzido no canto da câmara de vácuo. O gás se expande, tentando preencher o espaço, mas nunca ficará exclusivamente no canto.

(a) - A transferência de calor ocorre espontaneamente do quente para o frio, e não vice-versa. (b) - Os freios da máquina convertem energia cinética em transferência de calor. (c) - Um flash de gás lançado em uma câmara de vácuo se expande rapidamente para preencher uniformemente todo o espaço consigo mesmo. Moléculas em movimento aleatório nunca o farão se concentrar em um único canto.

Segunda lei da termodinâmica

Se há processos que não podem ser revertidos, existe uma lei que proíbe isso. Curiosamente, a primeira lei permite isso, mas nenhum processo viola a conservação de energia. A lei principal é a segunda. Ele revela o conceito de natureza e algumas das declarações afetam dramaticamente muitas questões importantes.

De acordo com a segunda lei da termodinâmica, a transferência de calor ocorre espontaneamente de corpos com temperaturas mais altas para os mais baixos. Mas nunca o contrário.

A lei também afirma que nenhum processo pode resultar na transferência de calor de um corpo frio para um quente.

Vimos em vários exemplos que o trabalho é realizado quando o calor passa de um corpo quente (aquecedor) para um corpo frio (refrigerador), e o refrigerador recebe menos calor do que o aquecedor emite. A energia interna do aquecedor diminui não apenas porque transfere calor para o refrigerador, mas também porque o trabalho está sendo realizado.

Vamos descobrir em que condições ocorre o processo inverso - a transferência de calor de um corpo frio para um quente?

As máquinas de refrigeração utilizadas na indústria alimentar (para fazer gelados, para armazenar carne, etc.) podem servir como exemplo deste tipo. O layout da máquina de refrigeração do compressor é o inverso da usina a vapor.

É mostrado na fig. 530. A substância de trabalho em uma máquina de refrigeração é geralmente amônia (às vezes dióxido de carbono, dióxido de enxofre ou um dos haletos de hidrogênio, que receberam o nome especial de "freons"). O compressor 1 bombeia vapor de amônia sob pressão 12 para a bobina 2 (corresponde ao condensador). Quando comprimidos, os vapores de amônia aquecem e são resfriados no tanque 3 com água corrente. Aqui, os vapores de amônia se transformam em líquido. Da bobina 2, a amônia através da válvula 4 entra em outra bobina 5 (evaporador), onde a pressão é de cerca de 3 atm.

Ao passar pela válvula, parte da amônia evapora e a temperatura cai para -10. A amônia é sugada do evaporador pelo compressor. Ao evaporar, a amônia empresta o calor necessário para a evaporação da salmoura ao redor do evaporador. Como resultado, a salmoura é resfriada a cerca de -8°C. Assim, a salmoura desempenha o papel de um corpo frio que emite calor para um corpo quente (água corrente no tanque 3). O jato de salmoura resfriada é direcionado através de tubos para a sala refrigerada. O gelo artificial é obtido pela imersão de caixas de metal cheias de água limpa em salmoura.

Além das máquinas de refrigeração por compressor, as máquinas de refrigeração por absorção são usadas para fins domésticos, onde a compressão do gás de trabalho é obtida não com a ajuda de um compressor, mas por absorção (absorção, dissolução) em uma substância adequada. Assim, em um refrigerador doméstico (Fig. 531), uma solução aquosa forte de amônia () é aquecida por corrente elétrica no gerador 1 e libera amônia gasosa, cuja pressão atinge 20 atm. A amônia gasosa após a secagem (em um secador não mostrado no diagrama) condensa no condensador 2. A amônia liquefeita entra no evaporador 3, onde se transforma novamente em gás, emprestando uma quantidade significativa de calor do evaporador. A amônia gasosa é absorvida (dissolvida em água) no absorvedor 4, onde, assim, uma forte solução de amônia é novamente formada, que flui para o gerador 1, deslocando a solução empobrecida (após a evolução do gás) para o absorvedor. É assim que se realiza um ciclo contínuo, com um evaporador (fortemente resfriado por evaporação de amônia) sendo colocado dentro do volume refrigerado (gabinete), e todas as outras partes estão localizadas fora do gabinete.

Arroz. 530. Esquema da máquina de refrigeração do compressor

Surge a pergunta: por que o gás de amônia se liquefaz no condensador e evapora no evaporador, embora a temperatura do evaporador seja menor que a temperatura do condensador? Isto é conseguido devido ao fato de que todo o sistema é preenchido com hidrogênio a uma pressão de cerca de 20 atm. Quando o gerador é aquecido, a amônia gasosa é liberada da solução em ebulição e sua pressão atinge aproximadamente 20 atm. A amônia desloca o hidrogênio do topo do gerador e do condensador para o evaporador e o absorvedor. Assim, a amônia no condensador está sob sua própria alta pressão e, portanto, se liquefaz a uma temperatura próxima à temperatura ambiente, enquanto a amônia líquida entra no evaporador a uma pressão parcial baixa, e o hidrogênio no evaporador fornece a pressão total desejada igual à pressão no condensador e outras partes do sistema.

Arroz. 531. Esquema do dispositivo de uma máquina de refrigeração por absorção

A mistura de hidrogênio e amônia gasosa do evaporador passa para o absorvedor, onde a amônia se dissolve em água, o que faz com que a solução aqueça, e o hidrogênio passa pela solução quente e, tendo aquecido, passa por convecção para o evaporador frio. No lugar da amônia dissolvida no evaporador, suas novas porções evaporam, causando maior resfriamento do evaporador. A vantagem deste design é que não há partes mecânicas móveis. A circulação da solução de amônia (entre 1 e 4) e a circulação de hidrogênio (entre 4 e 3) é realizada devido à diferença de densidade devido à diferença de temperatura (solução em 1 é mais quente que em 4, e hidrogênio e 4 são mais quentes do que em 3).

A lei de conservação e transformação de energia (a primeira lei da termodinâmica) em princípio não proíbe tal transição, desde que a quantidade de energia seja preservada no mesmo volume. Mas, na realidade, isso nunca acontece. É essa unilateralidade, unidirecionalidade da redistribuição de energia em sistemas fechados que enfatiza o segundo princípio.

Para refletir esse processo, um novo conceito foi introduzido na termodinâmica - entropia. A entropia é entendida como uma medida da desordem do sistema. Uma formulação mais precisa da segunda lei da termodinâmica tomou a seguinte forma: "Em processos espontâneos em sistemas com energia constante, a entropia sempre aumenta."

O significado físico do aumento da entropia se resume ao fato de que um sistema isolado (com energia constante) consistindo de um certo conjunto de partículas tende a entrar em um estado com a menor ordem de movimento das partículas. Este é o estado mais simples do sistema, ou o estado de equilíbrio termodinâmico, no qual o movimento das partículas é caótico. Entropia máxima significa equilíbrio termodinâmico completo, que é equivalente ao caos completo.

O resultado geral é bastante triste: a direção irreversível dos processos de conversão de energia em sistemas isolados levará mais cedo ou mais tarde à conversão de todos os tipos de energia em energia térmica, que se dissipará, ou seja, em média, será distribuído uniformemente entre todos os elementos do sistema, o que significa equilíbrio termodinâmico, ou caos completo. Se nosso Universo está fechado, então um destino tão nada invejável o espera. Do caos, como afirmavam os antigos gregos, nasceu, no caos, como sugere a termodinâmica clássica, e retornará.

É verdade que surge uma pergunta curiosa: se o Universo evolui apenas para o caos, então como ele poderia surgir e se organizar no atual estado ordenado? No entanto, a termodinâmica clássica não fez essa pergunta, porque foi formada em uma época em que a natureza não estacionária do Universo nem sequer era discutida. Naquela época, a única censura silenciosa à termodinâmica era a teoria da evolução de Darwin. Afinal, o processo de desenvolvimento do mundo vegetal e animal, assumido por essa teoria, caracterizou-se por sua complicação contínua, o crescimento do auge da organização e da ordem. A vida selvagem, por algum motivo, aspirou longe do equilíbrio termodinâmico e do caos. Uma "inconsistência" tão óbvia nas leis de desenvolvimento da natureza inanimada e viva foi no mínimo surpreendente.

Essa surpresa aumentou muitas vezes após a substituição do modelo do Universo estacionário pelo modelo do Universo em desenvolvimento,

em que a crescente complicação da organização de objetos materiais era claramente visível - desde partículas elementares e subelementares nos primeiros momentos após o Big Bang até os sistemas estelares e galácticos atualmente observados. Afinal, se o princípio da entropia crescente é tão universal, como podem surgir estruturas tão complexas? Eles não podem mais ser explicados por "perturbações" aleatórias do Universo em equilíbrio como um todo. Ficou claro que, para manter a consistência do quadro geral do mundo, é necessário postular a presença da matéria em geral não apenas de uma tendência destrutiva, mas também criativa. A matéria é capaz de realizar trabalho contra o equilíbrio termodinâmico, auto-organizado e auto-complexo.

Deve-se notar que o postulado sobre a capacidade da matéria para o autodesenvolvimento foi introduzido na filosofia há muito tempo. Mas sua necessidade de ciências naturais fundamentais (física, química) está começando a ser percebida apenas agora. Na esteira desses problemas, sinergia- a teoria da auto-organização. Seu desenvolvimento começou há várias décadas e atualmente está se desenvolvendo em várias áreas: sinergética (G. Haken), termodinâmica de não equilíbrio (I. Prigozhy), etc. Sem entrar nos detalhes e nuances do desenvolvimento dessas áreas, caracterizaremos o significado geral do complexo em que desenvolvem as ideias, chamando-as de sinergéticas (termo de G. Haken).

A principal mudança de visão de mundo produzida pela sinergética pode ser expressa da seguinte forma:

a) os processos de destruição e criação, degradação e evolução no Universo são no mínimo iguais em direitos;

b) os processos de criação (aumento de complexidade e ordenação) possuem um algoritmo único, independentemente da natureza dos sistemas em que são realizados.

Assim, a sinergética pretende descobrir um certo mecanismo universal pelo qual a auto-organização é realizada tanto na natureza viva quanto na inanimada. Por auto-organização entende-se transição espontânea de um sistema aberto de não-equilíbrio de formas de organização menos complexas e ordenadas. Segue-se daí que o objeto da sinergética não pode ser de modo algum qualquer sistema.

nós, mas apenas aqueles que satisfazem pelo menos duas condições:

a) devem estar abertos, ou seja, trocar matéria ou energia com o meio ambiente;

b) eles também devem estar substancialmente fora de equilíbrio, ou seja, estar em um estado distante do equilíbrio termodinâmico.

Mas é exatamente isso que a maioria dos sistemas que conhecemos são. Os sistemas isolados da termodinâmica clássica são uma certa idealização; na realidade, tais sistemas são a exceção, não a regra. É mais difícil com todo o Universo como um todo - se o considerarmos um sistema aberto, então o que pode servir como seu ambiente externo? A física moderna acredita que o vácuo é um meio para o nosso universo material.

Assim, a sinergética afirma que o desenvolvimento de sistemas abertos e altamente desequilibrados prossegue através do aumento da complexidade e da ordem. Existem duas fases no ciclo de desenvolvimento de tal sistema:

1. Um período de desenvolvimento evolutivo suave com mudanças lineares bem previsíveis, eventualmente levando o sistema a algum estado crítico instável.

2. Saia de um estado crítico de uma vez, abruptamente, e faça a transição para um novo estado estável com maior grau de complexidade e ordem.

Uma característica importante: a transição do sistema para um novo estado estável é ambígua. Tendo atingido os parâmetros críticos, o sistema do estado de forte instabilidade, por assim dizer, “cai” em um dos muitos novos estados estáveis ​​possíveis para ele. Neste ponto (é chamado de ponto de bifurcação), o caminho evolutivo do sistema, por assim dizer, bifurca-se, e qual ramo de desenvolvimento será escolhido é decidido por acaso! Mas depois que a “escolha é feita” e o sistema se move para um estado estável qualitativamente novo, não há como voltar atrás. Este processo é irreversível. E disso, a propósito, segue-se que o desenvolvimento de tais sistemas é fundamentalmente imprevisível. É possível calcular as opções de ramificação para a evolução do sistema, mas quais delas serão escolhidas por acaso não podem ser previstas de forma inequívoca.

O exemplo mais popular e ilustrativo da formação de estruturas de complexidade crescente é um fenômeno bem estudado em hidrodinâmica chamado células de Benard. Quando um líquido em um recipiente redondo ou retangular é aquecido, surge uma certa diferença de temperatura (gradiente) entre suas camadas inferior e superior. Se o gradiente for pequeno, a transferência de calor ocorre no nível microscópico e nenhum movimento macroscópico ocorre. No entanto, quando atinge um determinado valor crítico, um movimento macroscópico de repente (saltos) aparece no líquido, formando estruturas claramente definidas na forma de células cilíndricas. De cima, essa macroordenação parece uma estrutura celular estável, semelhante a um favo de mel.

Este fenômeno, bem conhecido de todos, é absolutamente inacreditável do ponto de vista da mecânica estatística. Afinal, indica que no momento da formação das células de Benard, bilhões de moléculas líquidas, como se estivessem sob comando, começam a se comportar de maneira coordenada, coordenada, embora antes disso estivessem em um movimento completamente caótico. Parece que cada molécula "sabe" o que todo mundo está fazendo e quer se mover em uma formação comum. (A própria palavra "sinergética", a propósito, significa apenas "ação conjunta".) As leis estatísticas clássicas obviamente não funcionam aqui, este é um fenômeno de outra ordem. Afinal, mesmo que uma estrutura tão “correta” e “cooperativa” estável fosse formada por acaso, o que é quase inacreditável, ela entraria em colapso imediatamente. Mas não se desintegra mantendo as condições adequadas (influxo de energia de fora), mas é preservado de forma estável. Isso significa que o surgimento de tais estruturas de complexidade crescente não é um acidente, mas um padrão.

A busca por processos semelhantes de auto-organização em outras classes de sistemas abertos de não equilíbrio parece prometer sucesso: o mecanismo de ação do laser, o crescimento de cristais, o relógio químico (reação de Belousov-Zhabotinsky), a formação de um organismo vivo, a dinâmica populacional, a economia de mercado e, finalmente, em que as ações caóticas de milhões de indivíduos livres levam à formação de

macroestruturas complexas - todos esses são exemplos de auto-organização de sistemas de natureza muito diferente.

A interpretação sinérgica de tais fenômenos abre novas possibilidades e direções para seu estudo. De forma generalizada, a novidade da abordagem sinérgica pode ser expressa nas seguintes posições:

O caos não é apenas destrutivo, mas também criativo, construtivo; o desenvolvimento é realizado através da instabilidade (caoticidade).

A natureza linear da evolução dos sistemas complexos, a que a ciência clássica está acostumada, não é a regra, mas sim a exceção; o desenvolvimento da maioria desses sistemas é não linear. E isso significa que para sistemas complexos sempre existem várias formas possíveis de evolução.

O desenvolvimento é realizado através de uma escolha aleatória de uma das várias possibilidades permitidas para evolução posterior em pontos de bifurcação. Portanto, a aleatoriedade não é um mal-entendido infeliz, ela é construída no mecanismo da evolução. Isso também significa que o atual caminho de evolução do sistema pode não ser melhor do que aqueles rejeitados por seleção aleatória.

A sinergética vem de disciplinas físicas - termodinâmica, radiofísica. Mas suas ideias são interdisciplinares. Eles fornecem uma base para a síntese evolutiva global que ocorre na ciência natural. Portanto, a sinergética é vista como um dos componentes mais importantes do quadro científico moderno do mundo.

2.3.3. Contornos gerais da moderna imagem natural-científica do mundo

O mundo em que vivemos consiste em sistemas abertos multiescala, cujo desenvolvimento está sujeito a certos padrões gerais. Ao mesmo tempo, tem sua própria longa história, que é geralmente conhecida pela ciência moderna.

Aqui está a cronologia dos eventos mais importantes desta história 1:

20 bilhões de anos volta - Big Bang

3 minutos depois - a formação da base material do Universo (fótons, neutrinos e antineutrinos com uma mistura de núcleos de hidrogênio, hélio e elétrons).

Depois de algumas centenas - o aparecimento de átomos (elementos leves mil anos Camarada).

19-17 bilhões de anos atrás - a formação de estruturas de diferentes escalas (galáxias).

15 bilhões de anos atrás - o aparecimento de estrelas de primeira geração, a formação de átomos de elementos pesados.

5 bilhões de anos atrás - o nascimento do Sol.

4,6 bilhões de anos atrás - a formação da Terra.

3,8 bilhões de anos atrás - a origem da vida.

450 milhões de anos atrás - o aparecimento de plantas.

150 milhões de anos atrás - o aparecimento de mamíferos.

2 milhões de anos atrás - o início da antropogênese.

Ressaltamos que a ciência moderna conhece não apenas as “datas”, mas em muitos aspectos os próprios mecanismos da evolução do Universo desde o Big Bang até os dias atuais. Este é um resultado fantástico. Além disso, os maiores avanços nos segredos da história do Universo foram feitos na segunda metade do nosso século:

o conceito do Big Bang foi proposto e substanciado, o modelo quark do átomo foi construído, os tipos de interações fundamentais foram estabelecidos e as primeiras teorias de sua unificação foram construídas, etc. Prestamos atenção principalmente aos sucessos da física e da cosmologia porque são essas ciências fundamentais que formam os contornos gerais do quadro científico do mundo.

A imagem do mundo desenhada pela ciência natural moderna é extraordinariamente complexa e simples ao mesmo tempo. Difícil porque pode confundir uma pessoa acostumada a concordar

1 Veja: Filosofia e metodologia da ciência. - M.: Aspect Press, 1996. - S. 290.

idéias científicas clássicas de senso comum. As idéias do início dos tempos, o dualismo corpuscular-onda dos objetos quânticos, a estrutura interna do vácuo capaz de produzir partículas virtuais - essas e outras inovações semelhantes dão ao quadro atual do mundo um aspecto um pouco "louco". (No entanto, isso é transitório: uma vez, afinal, a ideia da Terra ser esférica também parecia completamente “louca”.)

Mas, ao mesmo tempo, esta imagem é majestosamente simples, esbelta e em algum lugar até elegante. Essas qualidades lhe são conferidas principalmente pelos princípios norteadores que já consideramos para a construção e organização do conhecimento científico moderno:

Consistência,

evolucionismo global,

auto-organização,

Historicidade.

Esses princípios de construção de uma imagem científica do mundo como um todo correspondem às leis fundamentais da existência e do desenvolvimento da própria Natureza.

Consistência significa a reprodução pela ciência do fato de que o Universo observável aparece como o maior de todos os sistemas que conhecemos, constituído por uma enorme variedade de elementos (subsistemas) de diferentes níveis de complexidade e ordem.

Um "sistema" é geralmente entendido como uma espécie de conjunto ordenado de elementos interconectados. O efeito de consistência é encontrado no aparecimento de novas propriedades em um sistema integral que surgem como resultado da interação de elementos (átomos de hidrogênio e oxigênio, por exemplo, combinados em uma molécula de água, mudam radicalmente suas propriedades usuais). Outra característica importante da organização do sistema é a hierarquia, a subordinação - a inclusão consistente de sistemas de nível inferior em sistemas de níveis cada vez mais elevados.

A forma sistêmica de combinar elementos expressa sua unidade fundamental: devido à inclusão hierárquica de sistemas de diferentes níveis entre si, qualquer elemento de qualquer sistema está associado a todos os elementos de todos os sistemas possíveis. (Por exemplo: homem - biosfera - planeta Terra -

O sistema solar - a Galáxia, etc.) É esse caráter fundamentalmente unificado que o mundo ao nosso redor nos mostra. A imagem científica do mundo e a ciência natural que o cria são organizadas da mesma maneira. Todas as suas partes estão agora intimamente interligadas - agora praticamente não existe mais ciência "pura", tudo é permeado e transformado pela física e pela química.

Evolucionismo global- este é o reconhecimento da impossibilidade da existência do Universo e de todos os sistemas de menor escala gerados por ele sem desenvolvimento, evolução. O caráter evolutivo do Universo também atesta a unidade fundamental do mundo, cada parte componente do qual é uma consequência histórica do processo evolutivo global iniciado pelo Big Bang.

auto-organização- esta é a capacidade observada da matéria para a autocomplicação e a criação de estruturas cada vez mais ordenadas no curso da evolução. O mecanismo de transição de sistemas materiais para um estado mais complexo e ordenado é aparentemente semelhante para sistemas de todos os níveis.

Essas características fundamentais da imagem do mundo da ciência natural moderna determinam principalmente seu contorno geral, bem como o próprio método de organizar o conhecimento científico diversificado em algo inteiro e consistente.

No entanto, tem outra característica que o distingue das versões anteriores. Consiste em reconhecer historicidade, e consequentemente, incompletude fundamental real, e qualquer outra imagem científica do mundo. O que existe agora é gerado tanto pela história anterior quanto pelas características socioculturais específicas de nosso tempo. O desenvolvimento da sociedade, a mudança em suas orientações de valores, a consciência da importância de estudar sistemas naturais únicos, nos quais o próprio homem se inclui como parte integrante, muda tanto a estratégia da pesquisa científica quanto a atitude do homem em relação ao mundo.

Mas o universo também está evoluindo. Claro, o desenvolvimento da sociedade e do Universo é realizado em diferentes tempos-ritmos. Mas sua imposição mútua torna praticamente irrealizável a ideia de criar uma imagem científica final, completa e absolutamente verdadeira do mundo.

Assim, tentamos observar algumas características fundamentais do moderno quadro científico-natural do mundo. Este é apenas o seu esboço geral, tendo-o delineado, pode-se proceder a um conhecimento mais detalhado de inovações conceituais específicas na ciência natural moderna. Falaremos sobre eles nos próximos capítulos.

Perguntas de revisão

1. Por que a ciência aparece apenas nos séculos VI-IV. BC uh, não antes? Quais são as características do conhecimento científico?

2. Qual é a essência do princípio da falsificação? Como ele funciona?

3. Nomear os critérios para distinguir os níveis teórico e empírico do conhecimento científico. Qual o papel de cada um desses níveis no conhecimento científico?

5. O que é um paradigma?

6. Descrever o conteúdo da revolução científica natural do final do século XIX - início do século XX.

7. “Este mundo estava envolto em profunda escuridão. Que haja luz! E aí vem Newton. Mas Satanás não esperou muito pela vingança. Einstein veio - e tudo ficou como antes. (S. Ya. Marshak)

Sobre qual característica do conhecimento científico o autor ironiza?

8. Qual é a essência do princípio do evolucionismo global? Como ela se manifesta?

9. Descreva as principais ideias da sinergética. Qual é a novidade da abordagem sinérgica?

10. Cite as principais características do moderno quadro científico-natural do mundo.

Literatura

1. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. Leis de evolução e auto-organização de sistemas complexos. - M.: Nauka, 1994.

2. Kuznetsov V.I., Idlis G.M., Gutina V.N. Ciência natural. - M.: Agar, 1996.

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4. Lakatos I. Metodologia dos programas de investigação científica // Questões de Filosofia. - 1995. - Nº 4.

5. Rovinsky R. E. Universo em Desenvolvimento. - M., 1995.

6. Moderno filosofia da ciência. - M.: Logos, 1996.

7. Stepin V.S., Gorokhov V.G., Rozov M.A. Filosofia da ciência e da tecnologia. - M.: Gardarika, 1996.

8. Filosofia e metodologia da ciência. - M.: Aspect Press 1996.

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7.3.5. Noosfera. Os ensinamentos de V. I. Vernadsky sobre a noosfera

O enorme impacto do homem na natureza e as consequências em larga escala de suas atividades serviram de base para a criação

ensinamentos sobre noosfera. O termo "noosfera" (gr. poo5-mente) é traduzido literalmente como a esfera da mente. Foi introduzido pela primeira vez em circulação científica em 1927 por um cientista francês E. Leroy. Junto com Teilhard de Chardin ele considerava a noosfera como uma espécie de formação ideal, uma concha extra-biosférica de pensamento em torno da Terra.

Vários cientistas propõem usar outros conceitos em vez do conceito de "noosfera": "tecnosfera", "antroposfera", "psicosfera", "sociosfera" ou usá-los como sinônimos. Essa abordagem parece ser muito controversa, pois há certa diferença entre os conceitos listados e o conceito de "noosfera".

Deve-se notar também que a doutrina da noosfera ainda não possui um caráter canônico completo, que poderia ser tomado como uma espécie de guia incondicional para a ação. A doutrina da noosfera também foi formulada nas obras de um de seus fundadores, V. I. Vernadsky. Em suas obras, podem-se encontrar diferentes definições e ideias sobre a noosfera, que, aliás, se modificaram ao longo da vida de um cientista. Vernadsky começou a desenvolver esse conceito a partir do início dos anos 30. após um desenvolvimento detalhado da doutrina da biosfera. Percebendo o enorme papel e importância do homem na vida e transformação do planeta, V. I. Vernadsky usa o conceito de "noosfera" em diferentes sentidos: 1) como um estado do planeta, quando uma pessoa se torna a maior força geológica transformadora; 2) como área de manifestação ativa do pensamento científico; 3) como principal fator de reestruturação e mudança da biosfera.

Muito importante nos ensinamentos de V. I. Vernadsky sobre a noosfera foi que ele primeiro percebeu e tentou sintetizar ciências naturais e sociais ao estudar os problemas da atividade humana global, reestruturando ativamente o meio ambiente. Em sua opinião, a noosfera já é um estágio qualitativamente diferente, superior da biosfera, associado a uma transformação radical não só da natureza, mas também do próprio homem. Esta não é apenas uma esfera de aplicação do conhecimento humano em alto nível de tecnologia. Para isso, basta o conceito de "tecnosfera". Estamos falando de tal etapa da vida da humanidade em que a atividade transformadora do homem será baseada em uma compreensão estritamente científica e realmente razoável de todos os processos em andamento e será necessariamente combinada com os “interesses da natureza”.

Atualmente em noosfera entende-se a esfera de interação entre o homem e a natureza, dentro da qual a atividade humana razoável se torna o principal fator determinante do desenvolvimento. NO estrutura da noosfera podem ser distinguidos como componentes da humanidade, sistemas sociais, a totalidade do conhecimento científico, a soma de equipamentos e tecnologias em unidade com a biosfera. A interligação harmoniosa de todos os componentes da estrutura é a base para a existência e desenvolvimento sustentável da noosfera .

Falando sobre o desenvolvimento evolutivo do mundo, sua transição para a noosfera, os fundadores dessa doutrina diferiam na compreensão da essência desse processo. Teilhard de Chardin falou sobre a transição gradual da biosfera para a noosfera, ou seja, "no reino da mente, cuja evolução está sujeita à mente e à vontade do homem", suavizando gradualmente as dificuldades entre o homem e a natureza.

Em V. I. Vernadsky encontramos uma abordagem diferente. Em sua doutrina da biosfera, a matéria viva transforma a camada superior da Terra. Gradualmente, a intervenção humana está aumentando, a humanidade está se tornando a principal força de formação geológica planetária. Portanto (o núcleo da doutrina da noosfera de Vernadsky) o homem é diretamente responsável pela evolução do planeta. Sua compreensão desta tese também é necessária para sua própria sobrevivência. A espontaneidade do desenvolvimento tornará a biosfera inadequada para a habitação humana. A este respeito, uma pessoa deve medir suas necessidades com as capacidades da biosfera. O impacto sobre ela deve ser dosado pela mente no decorrer da evolução da biosfera e da sociedade. Gradualmente, a biosfera se transforma na noosfera, onde seu desenvolvimento adquire um caráter controlado.

Esta é a natureza difícil da evolução da natureza, a biosfera, bem como a complexidade do surgimento da noosfera, determinando o papel e o lugar do homem nela. V. I. Vernadsky repetidamente enfatizou que a humanidade está apenas entrando neste estado. E hoje, várias décadas após a morte do cientista, não há motivos suficientes para falar em atividade humana inteligente estável (ou seja, que já atingimos o estado da noosfera). E assim será pelo menos até que a humanidade resolva os problemas globais do planeta, inclusive os ambientais. Mais sobre a noosfera

falar como o ideal ao qual uma pessoa deve aspirar.

7.4. A relação entre o espaço e a vida selvagem

Devido à interligação de tudo o que existe, o cosmos tem uma influência ativa nos mais diversos processos da vida na Terra.

VI Vernadsky, falando sobre os fatores que influenciam o desenvolvimento da biosfera, destacou, entre outros, a influência cósmica. Assim, ele enfatizou que sem corpos cósmicos, em particular sem o Sol, a vida na Terra não poderia existir. Os organismos vivos transformam a radiação cósmica em energia terrestre (térmica, elétrica, química, mecânica) em uma escala que determina a existência da biosfera.

O cientista sueco destacou o papel significativo do cosmos no surgimento da vida na Terra. Prêmio Nobel S. Arrhenius. Em sua opinião, a introdução de vida na Terra a partir do espaço foi possível na forma de bactérias devido à poeira e energia cósmicas. V. I. Vernadsky não excluiu a possibilidade do aparecimento de vida na Terra a partir do espaço.

A influência do espaço nos processos que ocorrem na Terra (por exemplo, a Lua nas marés, eclipses solares) foi percebida por pessoas nos tempos antigos. No entanto, durante muitos séculos, a ligação entre o cosmos e a Terra foi mais frequentemente compreendida ao nível das hipóteses e conjecturas científicas, ou mesmo fora do quadro da ciência. Isso se deveu em grande parte às limitadas capacidades humanas, base científica e ferramentas disponíveis. NO XX Ao longo dos séculos, o conhecimento sobre a influência do espaço na Terra aumentou significativamente. E este é o mérito dos cientistas russos, principalmente representantes cosmismo russo - A. L. Chizhevsky, K. E. Tsiolkovsky, L. N. Gumilyov, V. I. Vernadsky e outros.

A. L. Chizhevsky conseguiu de muitas maneiras compreender, avaliar e identificar a escala da influência do cosmos, e acima de tudo do Sol, sobre a vida terrena e suas manifestações. Isso é eloquentemente evidenciado pelos títulos de suas obras: "Fatores físicos do processo histórico", "Eco da Terra de tempestades solares", etc.

Os cientistas há muito prestam atenção às manifestações da atividade solar (manchas, tochas em sua superfície, proeminências). Essa atividade, por sua vez, acabou sendo associada a flutuações eletromagnéticas e outras no espaço do mundo. A. L. Chizhevsky, tendo realizado numerosos estudos científicos em astronomia, biologia e história, chegou à conclusão de que o Sol e sua atividade têm uma influência muito significativa nos processos biológicos e sociais da Terra (“Fatores físicos do processo histórico”).

Em 1915, A.L. Chizhevsky, de 18 anos, que estudou devotadamente astronomia, química e física, chamou a atenção para o sincronismo da formação de manchas solares e a intensificação simultânea das hostilidades nas frentes da Primeira Guerra Mundial. O material estatístico acumulado e generalizado permitiu-lhe tornar este estudo científico e convincente.

O sentido de seu conceito, baseado em rico material factual, era provar a existência de ritmos cósmicos e a dependência da vida biológica e social na Terra do pulso do espaço. K. E. Tsiolkovsky avaliou o trabalho de seu colega da seguinte forma: “O jovem cientista está tentando descobrir uma relação funcional entre o comportamento da humanidade e as flutuações na atividade do Sol e, por cálculos, determinar o ritmo, os ciclos e os períodos dessas mudanças e flutuações, criando assim uma nova esfera de conhecimento humano. Todas essas amplas generalizações e pensamentos ousados ​​são expressos por Chizhevsky pela primeira vez, o que lhes confere grande valor e desperta interesse. Este trabalho é um exemplo da fusão de várias ciências sobre a base monística da análise física e matemática” 1 .

Somente muitos anos depois, os pensamentos e conclusões expressos por A. L. Chizhevsky sobre a influência do Sol nos processos terrestres foram confirmados na prática. Numerosas observações mostraram uma dependência inegável de explosões em massa de doenças neuropsiquiátricas e cardiovasculares em pessoas durante ciclos periódicos de atividade solar. As previsões dos chamados "dias ruins" para a saúde são comuns nos dias de hoje.

A ideia de Chizhevsky é interessante de que distúrbios magnéticos no Sol, devido à unidade do Cosmos, podem afetar seriamente o problema da saúde dos líderes estaduais. Afinal, à frente da maioria dos governos em muitos países estão pessoas de meia-idade. Os ritmos que ocorrem na Terra e no espaço, é claro, afetam sua saúde e bem-estar. Isso é especialmente perigoso em condições de regimes totalitários e ditatoriais. E se indivíduos imorais ou deficientes mentais estão à frente do Estado, então suas reações patológicas às perturbações cósmicas podem levar a consequências imprevisíveis e trágicas tanto para os povos de seus países quanto para toda a humanidade em condições em que muitos países possuem poderosas armas de destruição .

Um lugar especial é ocupado pela afirmação de Chizhevsky de que o Sol afeta significativamente não apenas os processos biológicos, mas também sociais na Terra. Os conflitos sociais (guerras, motins, revoluções), de acordo com A. L. Chizhevsky, são amplamente determinados pelo comportamento e atividade de nosso luminar. De acordo com seus cálculos, durante a atividade solar mínima há um mínimo de manifestações sociais ativas em massa na sociedade (aproximadamente 5%). Durante o pico da atividade solar, seu número chega a 60%.

Muitas das ideias de A. L. Chizhevsky encontraram sua aplicação no campo das ciências espaciais e biológicas. Eles confirmam a unidade inseparável do homem e do cosmos, apontam para sua íntima influência mútua.

Muito originais foram as ideias espaciais do primeiro representante do cosmismo russo N. F. Fedorova. Ele tinha grandes esperanças para o desenvolvimento futuro da ciência. É ela, de acordo com N.F. Fedorov, que ajudará uma pessoa a prolongar sua vida e, no futuro, torná-la imortal. O reassentamento de pessoas em outros planetas devido ao grande acúmulo se tornará uma realidade necessária. O espaço para Fedorov é um campo ativo da atividade humana. Em meados do século XIX. ele propôs sua própria versão do movimento de pessoas no espaço sideral. Segundo o pensador, para isso será necessário dominar a energia eletromagnética do globo, o que permitirá regular seu movimento no espaço mundial e transformar a Terra em uma espaçonave (“rover da terra”) para voos ao espaço. NO

K. E. Tsiolkovsky. Ele também possui uma série de idéias filosóficas originais. A vida, segundo Tsiolkovsky, é eterna. “Depois de cada morte, acontece a mesma coisa - a dispersão... Sempre vivemos e sempre viveremos, mas cada vez de uma forma nova e, claro, sem memória do passado... Um pedaço de matéria está sujeito a uma série incontável de vidas, embora separadas por enormes intervalos de tempo..." 1 . Nisso, o pensador está muito próximo dos ensinamentos hindus sobre a transmigração das almas, bem como de Demócrito.

1 Tsiolkovsky K. E.

É assim que Tsiolkovsky imagina a tecnologia da "ajuda humanitária". "Perfect World" cuida de tudo. Em outros planetas de desenvolvimento inferior, ele é apoiado e encorajado "apenas os bons". “Todo desvio em direção ao mal ou ao sofrimento é cuidadosamente corrigido. Qual caminho? Sim, por seleção: os maus, ou aqueles que se desviam para os maus, ficam sem descendência... O poder dos perfeitos penetra em todos os planetas, em todos os lugares possíveis de vida e em todos os lugares. Esses lugares são povoados por sua própria espécie madura. Não é como um jardineiro destruindo todas as plantas inutilizáveis ​​em sua terra e deixando apenas os melhores vegetais! Se a intervenção não ajuda, e nada além de sofrimento é previsto, então todo o mundo vivo é destruído sem dor...” 1 .

\Tsiolkovsky K.E. Decreto. op. - S. 378-379.

No futuro, de acordo com os planos de Fedorov, o homem unirá todos os mundos e se tornará um "engenheiro planetário". Isso manifestará especialmente de perto a unidade do homem e do cosmos.

As idéias de N. F. Fedorov sobre o reassentamento de pessoas em outros planetas foram desenvolvidas por um brilhante cientista no campo da ciência de foguetes K. E. Tsiolkovsky. Ele também possui uma série de idéias filosóficas originais. A vida, segundo Tsiolkovsky, é eterna. “Depois de cada morte, acontece a mesma coisa - a dispersão... Sempre vivemos e sempre viveremos, mas cada vez de uma forma nova e, claro, sem memória do passado... Um pedaço de matéria está sujeito a uma série incontável de vidas, embora separadas por enormes intervalos de tempo..." 1 . Nisso, o pensador está muito próximo dos ensinamentos hindus sobre a transmigração das almas, bem como de Demócrito.

Com base na ideia fundamentalmente dialética da vida universal, em todos os lugares e sempre existindo por meio de átomos em movimento e eternamente vivos, Tsiolkovsky tentou construir uma estrutura integral de "filosofia cósmica".

O cientista acreditava que a vida e a inteligência na Terra não são as únicas no universo. É verdade que ele usou como evidência apenas a afirmação de que o Universo é ilimitado, e considerou isso bastante suficiente. Caso contrário, "qual seria o significado do Universo se não fosse preenchido com um mundo orgânico, inteligente e senciente?" Com base na juventude comparativa da Terra, ele conclui que a vida é muito mais perfeita em outros "planetas mais antigos" 2 . Além disso, influencia ativamente outros níveis de vida, inclusive o terreno.

Em sua ética filosófica, Tsiolkovsky é puramente racionalista e consistente. Elevando a ideia de melhoria constante da matéria a um absoluto, Tsiolkovsky vê esse processo da seguinte maneira. O espaço exterior que não tem fronteiras é habitado por seres inteligentes de vários níveis de desenvolvimento. Existem planetas que, em termos de desenvolvimento de inteligência e poder, atingiram o nível mais alto e estão à frente de outros. Esses planetas "perfeitos", tendo passado por todos os tormentos da evolução e conhecendo seu triste passado e suas imperfeições passadas,

" Tsiolkovsky K. E. Sonhos de terra e céu. - Tula: Aprox. livro. editora, 1986. -S. 380-381.

2 Tsiolkovsky K.E. Decreto. op. - S. 378-379.

o direito moral de regular a vida em outros planetas, até agora primitivos, para salvar sua população das dores do desenvolvimento.

É assim que Tsiolkovsky imagina a tecnologia da "ajuda humanitária". "Perfect World" cuida de tudo. Em outros planetas de desenvolvimento inferior eles“só o bem” é apoiado e encorajado. “Todo desvio em direção ao mal ou ao sofrimento é cuidadosamente corrigido. Qual caminho? Sim, por seleção: os maus, ou aqueles que se desviam para os maus, ficam sem descendência... O poder dos perfeitos penetra em todos os planetas, em todos os lugares possíveis de vida e em todos os lugares. Esses lugares são povoados por sua própria espécie madura. Não é como um jardineiro destruindo todas as plantas inutilizáveis ​​em sua terra e deixando apenas os melhores vegetais! Se a intervenção não ajuda, e nada além de sofrimento é previsto, então todo o mundo vivo é destruído sem dor...” 1 .

K. E. Tsiolkovsky mais profundamente de seus contemporâneos estudou e cobriu problemas filosóficos da exploração espacial. Ele acreditava que a Terra no Universo tem um papel especial. Terra refere-se aos planetas posteriores, "promissores". Apenas um pequeno número desses planetas terá o direito de desenvolvimento e tormento independentes, incluindo a Terra.

No curso da evolução, com o tempo, uma união de todos os seres superiores inteligentes do cosmos será formada. Primeiro - na forma de união dos que habitam os sóis mais próximos, depois - união de uniões, e assim por diante, ad infinitum, pois o próprio Universo é infinito.

A tarefa moral e cósmica da Terra é contribuir para a melhoria do cosmos. Os terráqueos podem justificar sua alta missão de melhorar o mundo apenas deixando a Terra e indo para o espaço. Portanto, Tsiolkovsky vê sua tarefa pessoal em ajudar os terráqueos a organizar o reassentamento em outros planetas e seu assentamento em todo o universo. Ele enfatizou que a essência de sua filosofia cósmica está "na migração da Terra e no assentamento do Cosmos". É por isso que a invenção do foguete para Tsiolkovsky não era de forma alguma um fim em si (como alguns acreditam, vendo nele apenas um cientista de foguetes), mas um método de penetrar nas profundezas do espaço.

1 Tsiolkovsky K. E. Decreto. op. - S. 378-379.

O cientista acreditava que muitos milhões de anos melhorariam gradualmente a natureza do homem e sua organização social. No curso da evolução, o corpo humano sofrerá mudanças significativas que transformarão uma pessoa, em essência, em um "animal-planta" racional, processando artificialmente a energia solar. Assim, o pleno alcance de sua vontade e a independência do meio ambiente serão alcançados. No final, a humanidade poderá explorar todo o espaço circunsolar e a energia solar. E com o tempo, a população terrestre se estabelecerá em todo o espaço circunsolar.

As ideias de K. E. Tsiolkovsky sobre a unidade dos vários mundos do espaço, seu constante aprimoramento, incluindo o próprio homem, sobre a saída da humanidade para o espaço, contêm um importante significado filosófico e humanístico.

Hoje, já estão surgindo problemas práticos da influência do homem no espaço. Assim, em conexão com voos espaciais regulares, existe a possibilidade de introdução não intencional no espaço, em particular em outros planetas, de organismos vivos. Uma série de bactérias terrestres são capazes de suportar por muito tempo as mais extremas temperaturas, radiações e outras condições de existência. A amplitude de temperatura da existência em algumas espécies de organismos unicelulares atinge 600 graus. É impossível prever como eles se comportarão em um ambiente sobrenatural diferente.

Atualmente, as pessoas estão começando a usar ativamente o espaço para resolver problemas tecnológicos específicos, seja o cultivo de cristais raros, soldagem e outros trabalhos. E os satélites espaciais são reconhecidos há muito tempo como um meio de coletar e transmitir várias informações.

7.5. Contradições no sistema: natureza-biosfera-homem

A relação entre natureza e sociedade não pode ser considerada fora das contradições que inevitavelmente surgem e existem entre elas. A história da coexistência do homem e da natureza é uma unidade de duas tendências.

Primeiro, com o desenvolvimento da sociedade e de suas forças produtivas, a dominação do homem sobre a natureza está em constante e rápida expansão. Hoje se manifesta já em escala planetária. Em segundo lugar, as contradições e desarmonias entre o homem e a natureza se aprofundam constantemente.

A natureza, apesar de toda a diversidade incontável de suas partes constituintes, é um todo único. É por isso que o impacto do homem em partes individuais da natureza externamente submissa e pacífica ao mesmo tempo tem um impacto, além disso, independentemente da vontade das pessoas e em seus outros componentes. Os resultados da resposta são muitas vezes imprevisíveis e difíceis de prever. Uma pessoa ara a terra, ajudando o crescimento de plantas úteis para ela, mas devido a erros na agricultura, a camada fértil é lavada. O desmatamento para terras agrícolas priva o solo de umidade suficiente e, como resultado, os campos logo se tornam estéreis. A destruição de predadores reduz a resistência dos herbívoros e piora seu pool genético. Essa "lista negra" de influências locais do homem e a resposta da natureza pode continuar indefinidamente.

Ignorar pelo homem a natureza dialética integral da natureza leva a consequências negativas tanto para ela quanto para a sociedade. F. Engels escreveu sobre isso uma vez: “Não nos deixemos, no entanto, ser muito enganados por nossas vitórias sobre a natureza. Para cada vitória, ela se vinga de nós. Cada uma dessas vitórias, é verdade, em primeiro lugar tem as consequências com as quais contávamos, mas em segundo e terceiro lugar, consequências completamente diferentes, imprevistas, que muitas vezes destroem as consequências da primeira.

Lacunas no nível geral da cultura, ignorando por gerações de pessoas os padrões e características do mundo vivo, infelizmente, é uma triste realidade ainda hoje. Evidência amarga de quão teimosamente a humanidade não quer aprender com seus próprios erros podem ser rios que se tornaram rasos após o desmatamento, salinos como resultado de irrigação analfabeta e se tornaram impróprios para a agricultura, mares secos (Mar de Aral), etc.

Negativo tanto para a natureza quanto para a sociedade é a interferência sem cerimônia do homem no meio ambiente.

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

hoje em dia, porque as suas consequências, devido ao elevado nível de desenvolvimento das forças produtivas, são muitas vezes de carácter global e dão origem a problemas ambientais globais.

O termo "ecologia", usado pela primeira vez por um biólogo alemão E. Haeckel em 1866, denota ciência sobre a relação dos seres vivos com o meio ambiente. O cientista acreditava que a nova ciência trataria apenas da relação de animais e plantas com seu meio ambiente. No entanto, falando hoje sobre os problemas da ecologia (este termo entrou firmemente em nossas vidas nos anos 70 do século XX), na verdade queremos dizer ecologia social -uma ciência que estuda os problemas da interação entre a sociedade e o meio ambiente.

Hoje, a situação ecológica no mundo pode ser descrita como quase crítica. A primeira Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente, em 1972, declarou oficialmente a presença na Terra de uma crise ecológica global de toda a biosfera. Hoje já não existem locais (regionais), mas global(mundialmente) problemas ecológicos:

milhares de espécies de plantas e animais foram destruídas e continuam sendo destruídas; a cobertura florestal foi amplamente destruída; o estoque disponível de minerais está diminuindo rapidamente; o oceano mundial não só está esgotado como resultado da destruição dos organismos vivos, mas também deixa de ser um regulador dos processos naturais; a atmosfera em muitos lugares está poluída de acordo com os padrões máximos permitidos, o ar limpo se torna escasso; praticamente não há um único metro quadrado de superfície na Terra onde não estejam localizados os elementos criados artificialmente pelo homem.

Com o início dos voos espaciais, os problemas da ecologia passaram para o espaço aberto. Os resíduos não utilizados das atividades espaciais humanas estão se acumulando no espaço, o que também está se tornando um problema cada vez mais agudo. Mesmo na Lua, os astronautas americanos descobriram inúmeros fragmentos e resquícios de satélites artificiais da Terra, enviados para lá de uma só vez pela humanidade. Hoje já podemos falar sobre o problema da ecologia espacial.A questão da influência dos voos espaciais no aparecimento de buracos de ozônio na atmosfera da Terra não foi resolvida.

Houve outro problema anteriormente desconhecido - ecologia e saúde humana. Poluição da atmosfera, hidrosfera e solo

levou ao crescimento e mudança na estrutura das doenças humanas. Há novas doenças trazidas pela civilização: alérgicas, radiativas, tóxicas. Existem alterações genéticas no corpo. Devido à situação ambiental extremamente desfavorável nas grandes cidades industriais, o número de doenças do trato respiratório superior aumentou muitas vezes. O ritmo de vida ultra-elevado e a sobrecarga de informações fizeram com que a curva das doenças cardiovasculares, neuropsiquiátricas e oncológicas tenha dado um salto acentuado.

Torna-se bastante óbvio que a atitude consumista do homem em relação à natureza é prejudicial apenas como objeto de obtenção de certas riquezas e benefícios. Para a humanidade de hoje, é vital mudar a atitude em relação à natureza e, em última análise, em relação a si mesmo.

O que são formas de resolver problemas ambientais^. Em primeiro lugar, é necessário passar de uma abordagem consumista e tecnocrática da natureza para uma busca de harmonia com ela. Para isso, em particular, são necessárias várias medidas específicas para produção verde: o uso de tecnologias e indústrias ecologicamente corretas, a revisão ambiental obrigatória de novos projetos e, idealmente, a criação de tecnologias de ciclo fechado livres de resíduos e inofensivas tanto para a natureza quanto para a saúde humana. É necessário um controle implacável e rigoroso sobre a produção de alimentos, o que já está sendo realizado em muitos países civilizados.

Além disso, é necessário um cuidado constante para manter um equilíbrio dinâmico entre a natureza e o homem. Uma pessoa não deve apenas tirar da natureza, mas também dar a ela (plantar florestas, piscicultura, organizar parques nacionais, reservas naturais, etc.).

No entanto, as medidas listadas e outras podem trazer um efeito tangível apenas se os esforços de todos os países forem combinados para salvar a natureza. A primeira tentativa de uma associação internacional desse tipo foi feita no início do nosso século. Em novembro de 1913, a primeira conferência internacional sobre conservação da natureza foi realizada na Suíça com a participação de representantes dos 18 maiores estados do mundo. Hoje, as formas de cooperação interestatal estão alcançando um nível qualitativamente novo. Conceitos internacionais para a proteção do meio ambiente estão sendo concluídos

ambiente de vida, vários desenvolvimentos e programas conjuntos estão sendo realizados. Atividade ativa do "verde" (organizações públicas para a proteção do meio ambiente - "Greenpeace"). Green Cross Green Crescent Environmental International está atualmente desenvolvendo um programa para resolver o problema dos "buracos de ozônio" na atmosfera da Terra. Deve-se, no entanto, reconhecer que, devido aos níveis muito diferentes de desenvolvimento sociopolítico dos estados do mundo, a cooperação internacional na esfera ambiental ainda está muito longe do nível desejado e necessário.

Outra medida destinada a melhorar a relação entre o homem e a natureza é autocontrole razoável no dispêndio dos recursos naturais, principalmente as fontes de energia, que são de suma importância para a vida da humanidade. Cálculos de especialistas internacionais mostram que, com base no nível atual de consumo, as reservas de carvão durarão 430 anos, petróleo - 35 anos, gás natural - 50 anos. O período, especialmente em termos de reservas de petróleo, não é tão longo . Nesse sentido, são necessárias mudanças estruturais razoáveis ​​no balanço energético global para a expansão do uso da energia nuclear, bem como a busca de novas fontes de energia eficientes, seguras e ambientalmente corretas.

Outra direção importante na solução do problema ambiental é a formação da sociedade consciência ecológica, compreensão da natureza como outro ser, sobre o qual não se pode governar sem prejudicar a si mesmo. A educação ecológica e a educação na sociedade devem ser colocadas em nível estadual e realizadas desde a primeira infância.

Com muita dificuldade, cometendo erros dolorosos, a humanidade está cada vez mais consciente da necessidade de passar de uma atitude consumista em relação à natureza para a harmonia com ela.

Perguntas de revisão

1. Qual a diferença entre os conceitos: "matéria viva", "biosfera", "biocenose", "biogeocenose"?

2. Qual é a natureza da evolução e desenvolvimento da biosfera? Qual é a essência dos ensinamentos de V. I. Vernadsky sobre a biosfera e a noosfera?

3. Qual é a essência dos conceitos do determinismo geográfico? O que é racional neles e o que é exagerado?

4. Qual a relação entre os conceitos: "natureza", "ambiente geográfico", "meio ambiente"?

5. O que é a tecnosfera? Qual é o seu papel na evolução da biosfera?

6. Qual é a influência mútua do espaço e da Terra? Que característica os representantes do cosmismo russo perceberam nessas relações?

7. Qual é a inconsistência da relação entre o homem e a natureza?