« Fizica - clasa a 10-a "

Prima lege a termodinamicii permite transferul spontan de căldură de la un corp mai puțin încălzit la unul mai fierbinte?
Au loc astfel de procese în natură?

Am observat deja că prima lege a termodinamicii este un caz special al legii conservării energiei.

Legea conservării energiei spune că cantitatea de energie din oricare dintre transformările sale rămâne neschimbată. Între timp, multe procese care sunt destul de admisibile din punctul de vedere al legii conservării energiei nu apar niciodată în realitate.

De exemplu, din punctul de vedere al primei legi a termodinamicii într-un sistem izolat, transferul de căldură de la un corp mai puțin încălzit la unul mai fierbinte este posibil dacă cantitatea de căldură primită de corpul fierbinte este exact egală cu cantitatea de căldură degajată de corpul rece. În același timp, experiența noastră sugerează că acest lucru nu este posibil.

Prima lege a termodinamicii nu indică direcția proceselor.

A doua lege a termodinamicii.

A doua lege a termodinamicii indică direcția posibilelor transformări de energie, adică direcția proceselor și, prin urmare, exprimă ireversibilitatea proceselor din natură. Această lege a fost stabilită prin generalizarea directă a faptelor experimentale.

Există mai multe formulări ale celei de-a doua legi, care, în ciuda diferențelor lor externe, exprimă în esență același lucru și, prin urmare, sunt echivalente.

Omul de știință german R. Clausius (1822-1888) a formulat această lege astfel:

Este imposibil să transferați căldură de la un sistem mai rece la unul mai fierbinte în absența altor modificări simultane în ambele sisteme sau în corpurile înconjurătoare.

Aici este afirmat faptul experimental al unei anumite direcții de transfer de căldură: căldura se transferă întotdeauna de la sine de la corpurile fierbinți la cele reci. Este adevărat că în instalațiile frigorifice căldura este transferată de la un corp rece la unul mai cald, dar acest transfer este legat de alte modificări ale corpurilor din jur: răcirea se realizează prin muncă.

Importanța acestei legi este că poate fi folosită pentru a concluziona că nu numai procesul de transfer de căldură este ireversibil, ci și alte procese din natură.

Luați în considerare un exemplu. Oscilaţiile pendulului, scoase din poziţia de echilibru, se estompează (Fig. 13.12) 1, 2, 3, 4 - poziţii succesive ale pendulului la abateri maxime de la poziţia de echilibru). Datorită muncii forțelor de frecare, energia mecanică a pendulului scade, iar temperatura pendulului și a aerului din jur (și, prin urmare, energia lor internă) crește ușor.

Puteți crește din nou balansul pendulului împingând-l cu mâna. Dar această creștere nu se produce de la sine, ci devine posibilă ca urmare a unui proces mai complex care implică mișcarea mâinii.

Energia mecanică se transformă spontan în energie internă, dar nu invers. În acest caz, energia mișcării ordonate a corpului în ansamblu este convertită în energia mișcării termice dezordonate a moleculelor sale constitutive.

Un alt exemplu este procesul de difuzie. Deschizând o sticlă de parfum, simțim rapid mirosul parfumului. Moleculele unei substanțe aromatice, datorită mișcării termice, pătrund în spațiul dintre moleculele de aer. Este greu de imaginat că toți s-au adunat din nou într-o bulă.

Numărul de astfel de exemple poate fi crescut aproape la nesfârșit. Toți spun că procesele din natură au o anumită direcție, care nu se reflectă în niciun fel în prima lege a termodinamicii.

Toate procesele macroscopice din natură au loc doar într-o direcție definită.

În direcția opusă, ele nu pot curge spontan. Toate procesele din natură sunt ireversibile.

Anterior, atunci când luăm în considerare procesele, am presupus că acestea sunt reversibile.

Un proces reversibil este un proces care poate fi efectuat în direcțiile înainte și invers prin aceleași stări intermediare, fără modificări în corpurile înconjurătoare.

Un proces reversibil trebuie să decurgă foarte lent pentru ca fiecare stare intermediară să fie în echilibru.

stare de echilibru este o stare în care temperatura și presiunea sunt aceleași în toate punctele sistemului.

Prin urmare, este nevoie de timp pentru ca sistemul să atingă o stare de echilibru.

Când am studiat izoprocesele, am presupus că trecerea de la starea inițială la cea finală trece prin stări de echilibru și am considerat procesele izoterme, izobare și izocorice ca fiind reversibile.

Nu există procese reversibile ideale în natură, cu toate acestea, procesele reale pot fi considerate ca fiind reversibile cu un anumit grad de precizie, ceea ce este foarte important pentru teorie.

O ilustrare vie a ireversibilității fenomenelor din natură este vizionarea unui film în direcția opusă.
De exemplu, un salt în apă va arăta așa. Apa calmă din piscină începe să fiarbă, apar picioarele, mișcându-se rapid în sus, apoi întregul scafandru. Suprafața apei se calmează rapid. Treptat, viteza scafandrului scade, iar acum stă calm pe turn.

Un astfel de proces precum ascensiunea unui scafandru la un turn din apă nu contrazice nici legea conservării energiei, nici legile mecanicii, nici vreo lege în general, cu excepția celei de-a doua legi a termodinamicii.

> A doua lege a termodinamicii

Cuvântare a doua lege a termodinamiciiîn cuvinte simple: proces de transfer de căldură, entropie și temperatură, legătură cu prima lege a termodinamicii, formulă.

Conform celei de-a doua legi a termodinamicii, transferul de căldură are loc spontan de la temperaturi mai ridicate la temperaturi mai scăzute.

Sarcina de invatare

• Comparați ireversibilitatea dintre prima și a doua lege a termodinamicii.

Puncte cheie

• Multe dintre fenomenele admise în prima lege nu se produc în realitate.
• Majoritatea proceselor apar spontan într-o singură direcție. A doua lege este legată de direcție.
• Nu există nicio modalitate de a transporta căldura de la un corp rece la unul cald.

Termeni

• Entropia este o măsură a distribuției energiei uniforme în întregul sistem.
• Prima lege a termodinamicii este conservarea energiei în sistemele termodinamice (ΔU = Q - W).

ireversibilitate

Să studiem formularea celei de-a doua legi a termodinamicii în cuvinte simple. A doua lege a termodinamicii este asociată cu direcția legată de procesele spontane. Cele mai multe dintre ele apar spontan și exclusiv într-o singură direcție (sunt ireversibile). Ireversibilitatea se găsește adesea în viața de zi cu zi (vază spartă). Un astfel de proces se bazează pe o cale. Dacă merge doar într-o singură direcție, atunci nu poți întoarce totul înapoi.

De exemplu, transferul de căldură are loc de la un corp mai fierbinte la unul mai rece. Un corp rece în contact cu unul fierbinte nu își va scădea niciodată temperatura. Mai mult, energia cinetică poate deveni energie termică, dar nu invers. Acest lucru poate fi văzut și în exemplul expansiunii unui puf de gaz introdus în colțul camerei cu vid. Gazul se dilată, încercând să umple spațiul, dar nu va rămâne niciodată exclusiv în colț.

(a) - Transferul de căldură are loc spontan de la cald la rece și nu invers. (b) - Frânele mașinii transformă energia cinetică în transfer de căldură. (c) - Un fulger de gaz lansat într-o cameră de vid se extinde rapid pentru a umple uniform întregul spațiu cu sine. Moleculele care se mișcă aleatoriu nu îl vor face niciodată să se concentreze într-un singur colț.

A doua lege a termodinamicii

Dacă există procese care nu se pot inversa, atunci există o lege care interzice acest lucru. Interesant este că prima lege permite acest lucru, dar niciun proces nu încalcă conservarea energiei. Legea principală este a doua. Ea dezvăluie conceptul de natură și unele dintre afirmații afectează în mod dramatic multe probleme importante.

Conform celei de-a doua legi a termodinamicii, transferul de căldură are loc spontan de la corpurile cu temperaturi mai ridicate la cele mai joase. Dar niciodată invers.

Legea mai spune că niciun proces nu poate avea ca rezultat transferul de căldură de la un corp rece la unul cald.

Am văzut dintr-o serie de exemple că se lucrează atunci când căldura trece de la un corp fierbinte (încălzitor) la un corp rece (frigider), iar frigiderul primește mai puțină căldură decât o degajă încălzitorul. Energia internă a încălzitorului scade nu numai pentru că transferă căldură către frigider, ci și pentru că se lucrează.

Să aflăm în ce condiții are loc procesul invers - transferul de căldură de la un corp rece la unul cald?

Ca exemplu de acest fel pot servi mașinile frigorifice folosite în industria alimentară (pentru fabricarea înghețatei, pentru depozitarea cărnii etc.). Dispunerea mașinii de refrigerare cu compresor este inversul centralei electrice cu abur.

Este prezentat în fig. 530. Substanța de lucru dintr-o mașină de refrigerare este de obicei amoniacul (uneori dioxid de carbon, dioxid de sulf sau una dintre halogenurile de hidrogen, care au primit denumirea specială de „freoni”). Compresorul 1 pompează vapori de amoniac sub presiunea 12 în serpentina 2 (corespunde condensatorului). Când sunt comprimați, vaporii de amoniac se încălzesc și sunt răciți în rezervorul 3 cu apă curentă. Aici, vaporii de amoniac se transformă într-un lichid. Din bobina 2, amoniacul prin supapa 4 intră în altă bobină 5 (evaporator), unde presiunea este de aproximativ 3 atm.

La trecerea prin supapă, o parte din amoniac se evaporă și temperatura scade la -10. Amoniacul este aspirat din evaporator de către compresor. Evaporând, amoniacul împrumută căldura necesară pentru evaporare din saramura din jurul evaporatorului. Ca rezultat, saramura este răcită la aproximativ -8°C. Astfel, saramura joacă rolul unui corp rece care degajă căldură unui corp fierbinte (apă curgătoare din rezervorul 3). Jetul de saramură răcită este direcționat prin conducte către camera frigorifică. Gheața artificială se obține prin scufundarea cutiilor metalice pline cu apă curată în saramură.

Pe lângă mașinile frigorifice cu compresor, în uz casnic se folosesc mașinile frigorifice cu absorbție, unde comprimarea gazului de lucru se realizează nu cu ajutorul unui compresor, ci prin absorbție (absorbție, dizolvare) într-o substanță adecvată. Deci, într-un frigider de uz casnic (Fig. 531), o soluție apoasă puternică de amoniac () este încălzită cu curent electric în generatorul 1 și eliberează amoniac gazos, a cărui presiune ajunge la 20 atm. Amoniacul gazos după uscare (într-un uscător care nu este prezentat în diagramă) se condensează în condensatorul 2. Amoniacul lichefiat intră în evaporator 3, unde se transformă înapoi în gaz, împrumutând o cantitate semnificativă de căldură de la evaporator. Amoniacul gazos este absorbit (dizolvat în apă) în absorbantul 4, unde, astfel, se formează din nou o soluție puternică de amoniac, care curge în generatorul 1, deplasând soluția epuizată (după degajarea gazului) în absorbant. Așa se realizează un ciclu continuu, cu un evaporator (răcit puternic prin evaporarea amoniacului) fiind plasat în interiorul volumului frigorific (cabinet), iar toate celelalte părți sunt amplasate în afara dulapului.

Orez. 530. Schema maşinii frigorifice cu compresor

Se pune întrebarea, de ce amoniacul gazos se lichefiază în condensator și se evaporă în evaporator, deși temperatura evaporatorului este mai mică decât temperatura condensatorului? Acest lucru se realizează datorită faptului că întregul sistem este umplut cu hidrogen la o presiune de aproximativ 20 atm. Când generatorul este încălzit, din soluția de fierbere se eliberează amoniac gazos, iar presiunea acestuia atinge aproximativ 20 atm. Amoniacul deplasează hidrogenul din partea de sus a generatorului și condensatorului către evaporator și absorbant. Astfel, amoniacul din condensator se află sub propria sa presiune mare și, prin urmare, se lichefiază la o temperatură apropiată de temperatura camerei, în timp ce amoniacul lichid intră în evaporator la o presiune parțială scăzută, iar hidrogenul din evaporator asigură presiunea totală dorită egală cu presiunea. în condensator și în alte părți ale sistemului .

Orez. 531. Schema dispozitivului unei mașini frigorifice cu absorbție

Amestecul de hidrogen și amoniac gazos din evaporator trece în absorbant, unde amoniacul se dizolvă în apă, ceea ce face ca soluția să se încălzească, iar hidrogenul trece prin soluția caldă și, încălzit acolo, trece prin convecție la evaporatorul rece. În locul amoniacului dizolvat în evaporator, noile sale porțiuni se evaporă, provocând o răcire suplimentară a evaporatorului. Avantajul acestui design este că nu există piese mecanice în mișcare. Circulația soluției de amoniac (între 1 și 4) și circulația hidrogenului (între 4 și 3) se realizează datorită diferenței de densitate datorată diferenței de temperatură (soluția din 1 este mai fierbinte decât în ​​4, iar hidrogenul și 4). sunt mai calde decât în ​​3).

Legea conservării și transformării energiei (prima lege a termodinamicii) în principiu nu interzice o astfel de tranziție, atâta timp cât cantitatea de energie se păstrează în același volum. Dar, în realitate, acest lucru nu se întâmplă niciodată. Este această unilateralitate, unidirecționalitate a redistribuirii energiei în sisteme închise care subliniază al doilea principiu.

Pentru a reflecta acest proces, un nou concept a fost introdus în termodinamică - entropie. Entropia este înțeleasă ca o măsură a dezordinii sistemului. O formulare mai precisă a celei de-a doua legi a termodinamicii a luat următoarea formă: „În procesele spontane în sistemele cu energie constantă, entropia crește întotdeauna.”

Semnificația fizică a creșterii entropiei se rezumă la faptul că un sistem izolat (cu energie constantă) format dintr-un anumit set de particule tinde să intre într-o stare cu cea mai mică ordine a mișcării particulelor. Aceasta este cea mai simplă stare a sistemului, sau starea de echilibru termodinamic, în care mișcarea particulelor este haotică. Entropia maximă înseamnă echilibru termodinamic complet, care este echivalent cu haosul complet.

Rezultatul general este destul de trist: direcția ireversibilă a proceselor de conversie a energiei în sisteme izolate va duce mai devreme sau mai târziu la conversia tuturor tipurilor de energie în energie termică, care se va disipa, adică. în medie va fi distribuit uniform între toate elementele sistemului, ceea ce va însemna echilibru termodinamic, sau haos total. Dacă Universul nostru este închis, atunci o soartă de neinvidiat îl așteaptă. Din haos, așa cum pretindeau grecii antici, s-a născut, în haos, așa cum sugerează termodinamica clasică, și se va întoarce.

Adevărat, se ridică o întrebare curioasă: dacă Universul evoluează numai spre haos, atunci cum ar putea să apară și să se organizeze până la starea ordonată prezentă? Cu toate acestea, termodinamica clasică nu și-a pus această întrebare, deoarece ea s-a format într-o epocă în care nici măcar nu s-a discutat natura nestaționară a Universului. La acea vreme, singurul reproș tăcut adus termodinamicii era teoria evoluției lui Darwin. La urma urmei, procesul de dezvoltare a lumii vegetale și animale, asumat de această teorie, a fost caracterizat prin complicația sa continuă, creșterea înălțimii organizării și ordinii. Din anumite motive, fauna sălbatică a aspirat departe de echilibrul termodinamic și haos. O astfel de evidentă „incoerență” în legile dezvoltării naturii neînsuflețite și vii a fost cel puțin surprinzătoare.

Această surpriză a crescut de multe ori după înlocuirea modelului Universului staționar cu modelul Universului în curs de dezvoltare,

în care complicația crescândă a organizării obiectelor materiale era clar vizibilă - de la particulele elementare și subelementare în primele momente după Big Bang până la sistemele stelare și galactice observate în prezent. La urma urmei, dacă principiul creșterii entropiei este atât de universal, cum ar putea apărea astfel de structuri complexe? Ele nu mai pot fi explicate prin „perturbații” aleatorii ale întregului Univers de echilibru. A devenit clar că, pentru a menține consistența imaginii de ansamblu a lumii, este necesar să se postuleze că materia în ansamblu are nu numai o tendință distructivă, ci și o tendință creatoare. Materia este capabilă să lucreze împotriva echilibrului termodinamic, auto-organizare și auto-complex.

Trebuie remarcat faptul că postulatul despre capacitatea materiei de a se autodezvolta a fost introdus în filozofie cu destul de mult timp în urmă. Dar nevoia lui de științe fundamentale ale naturii (fizică, chimie) începe să se realizeze abia acum. În urma acestor probleme, sinergie- teoria auto-organizarii. Dezvoltarea sa a început cu câteva decenii în urmă, iar în prezent se dezvoltă în mai multe domenii: sinergetică (G. Haken), termodinamică de neechilibru (I. Prigozhy), etc. Fără a intra în detaliile și nuanțele dezvoltării acestor zone, vom caracteriza sensul general al complexului pe care îl dezvoltă ideile, numindu-le sinergetice (termenul lui G. Haken).

Principala schimbare a viziunii asupra lumii produsă de sinergetice poate fi exprimată după cum urmează:

a) procesele de distrugere și creație, degradare și evoluție din Univers sunt cel puțin egale în drepturi;

b) procesele de creație (creștere în complexitate și ordine) au un singur algoritm, indiferent de natura sistemelor în care se desfășoară.

Astfel, sinergetica pretinde că descoperă un anumit mecanism universal prin care se realizează autoorganizarea atât în ​​natura vie, cât și în cea neînsuflețită. Prin autoorganizare se înțelege tranziția spontană a unui sistem deschis de neechilibru de la forme de organizare mai puțin la forme mai complexe și ordonate. De aici rezultă că obiectul sinergeticii nu poate fi în niciun caz orice sistem.

noi, ci numai cele care îndeplinesc cel puțin două condiții:

a) trebuie să fie deschise, adică schimb de materie sau energie cu mediul;

b) trebuie să fie, de asemenea, substanțial neechilibrați, adică fi într-o stare departe de echilibrul termodinamic.

Dar exact asta sunt majoritatea sistemelor despre care știm. Sistemele izolate ale termodinamicii clasice sunt o anumită idealizare; în realitate, astfel de sisteme sunt excepția, nu regula. Este mai dificil cu întregul Univers ca întreg - dacă îl considerăm un sistem deschis, atunci ce poate servi ca mediu extern? Fizica modernă consideră că vidul este un astfel de mediu pentru Universul nostru material.

Deci, sinergetica susține că dezvoltarea sistemelor deschise și extrem de neechilibrate are loc prin creșterea complexității și ordinii. Există două faze în ciclul de dezvoltare a unui astfel de sistem:

1. O perioadă de dezvoltare evolutivă lină, cu schimbări liniare bine previzibile, aducând în cele din urmă sistemul într-o stare critică instabilă.

2. Ieșirea dintr-o stare critică dintr-o dată, brusc și trecerea la o nouă stare stabilă, cu un grad mai mare de complexitate și ordine.

O caracteristică importantă: trecerea sistemului la o nouă stare stabilă este ambiguă. După ce a atins parametrii critici, sistemul din starea de instabilitate puternică, așa cum ar fi, „cade” într-una dintre multele posibile noi stări stabile pentru el. În acest punct (se numește punctul de bifurcație), calea evolutivă a sistemului, parcă se bifurcă, și ce ramură de dezvoltare va fi aleasă se decide întâmplător! Dar după ce „alegerea este făcută”, iar sistemul a trecut la o stare stabilă calitativ nouă, nu mai există întoarcere. Acest proces este ireversibil. Și de aici, apropo, rezultă că dezvoltarea unor astfel de sisteme este fundamental imprevizibilă. Este posibil să se calculeze opțiunile de ramificare pentru evoluția sistemului, dar care dintre ele va fi aleasă întâmplător nu poate fi prezis fără ambiguitate.

Cel mai popular și mai ilustrativ exemplu de formare a structurilor de complexitate crescândă este un fenomen bine studiat în hidrodinamică numit celule Benard. Când un lichid dintr-un vas rotund sau dreptunghiular este încălzit, apare o anumită diferență de temperatură (gradient) între straturile sale inferior și superior. Dacă gradientul este mic, atunci transferul de căldură are loc la nivel microscopic și nu are loc nicio mișcare macroscopică. Totuși, când atinge o anumită valoare critică, în lichid apare brusc o mișcare macroscopică (sărituri), formând structuri clar definite sub formă de celule cilindrice. De sus, o astfel de macro-ordonare arată ca o structură celulară stabilă, similară cu un fagure.

Acest fenomen, binecunoscut tuturor, este absolut de necrezut din punctul de vedere al mecanicii statistice. La urma urmei, indică faptul că, în momentul formării celulelor Benard, miliarde de molecule lichide, ca la comandă, încep să se comporte coordonat, coordonat, deși înainte de asta se aflau într-o mișcare complet haotică. Se pare că fiecare moleculă „știe” ce fac toți ceilalți și vrea să se miște într-o formațiune comună. (Însuși cuvântul „sinergetică”, apropo, înseamnă doar „acțiune comună”.) Legile statisticii clasice evident nu funcționează aici, acesta este un fenomen de altă ordine. La urma urmei, chiar dacă o astfel de structură „corectă” și stabilă „cooperativă” s-ar forma întâmplător, ceea ce este aproape de necrezut, s-ar prăbuși imediat. Dar nu se dezintegrează menținând condițiile adecvate (aflux de energie din exterior), ci se păstrează stabil. Aceasta înseamnă că apariția unor astfel de structuri de complexitate crescândă nu este un accident, ci un model.

Căutarea unor procese similare de autoorganizare în alte clase de sisteme deschise de neechilibru pare să promite a fi de succes: mecanismul acțiunii laserului, creșterea cristalelor, ceasul chimic (reacția Belousov-Zhabotinsky), formarea unei organism viu, dinamica populației, economia de piață și, în sfârșit, în care acțiunile haotice ale milioane de indivizi liberi duc la formarea unor forme stabile și

macrostructuri complexe - toate acestea sunt exemple de autoorganizare a sistemelor de o natură foarte diferită.

Interpretarea sinergică a unor astfel de fenomene deschide noi posibilități și direcții pentru studiul lor. Într-o formă generalizată, noutatea abordării sinergetice poate fi exprimată în următoarele poziții:

Haosul nu este doar distructiv, ci și creativ, constructiv; dezvoltarea se realizează prin instabilitate (haoticitate).

Natura liniară a evoluției sistemelor complexe, cu care știința clasică este obișnuită, nu este regula, ci mai degrabă excepția; dezvoltarea majorității acestor sisteme este neliniară. Și asta înseamnă că pentru sistemele complexe există întotdeauna mai multe căi posibile de evoluție.

Dezvoltarea se realizează printr-o alegere aleatorie a uneia dintre mai multe posibilități permise de evoluție ulterioară la punctele de bifurcație. Prin urmare, aleatorietatea nu este o neînțelegere nefericită, ci este încorporată în mecanismul evoluției. De asemenea, înseamnă că calea actuală de evoluție a sistemului poate să nu fie mai bună decât cele respinse prin selecția aleatorie.

Sinergetica provine din disciplinele fizice – termodinamică, radiofizică. Dar ideile ei sunt interdisciplinare. Ele oferă o bază pentru sinteza evolutivă globală care are loc în știința naturii. Prin urmare, sinergetica este văzută ca una dintre cele mai importante componente ale tabloului științific modern al lumii.

2.3.3. Contururile generale ale tabloului natural-științific modern al lumii

Lumea în care trăim constă din sisteme deschise multi-scale, a căror dezvoltare este supusă anumitor modele generale. În același timp, are propria sa istorie lungă, care este în general cunoscută științei moderne.

Iată cronologia celor mai importante evenimente din această poveste 1:

20 de miliarde de ani înapoi - Big Bang

3 minute mai târziu - formarea bazei materiale a Universului (fotoni, neutrini și antineutrini cu un amestec de nuclee de hidrogen, heliu și electroni).

După câteva sute - apariția atomilor (elemente ușoare mie ani Camarad).

Acum 19-17 miliarde de ani - formarea structurilor de diferite scări (galaxii).

Acum 15 miliarde de ani - apariția stelelor de prima generație, formarea atomilor de elemente grele.

Acum 5 miliarde de ani - nașterea Soarelui.

Acum 4,6 miliarde de ani - formarea Pământului.

Acum 3,8 miliarde de ani - originea vieții.

Acum 450 de milioane de ani - apariția plantelor.

Acum 150 de milioane de ani - apariția mamiferelor.

Acum 2 milioane de ani - începutul antropogenezei.

Subliniem că știința modernă cunoaște nu numai „datele”, ci în multe privințe însăși mecanismele evoluției Universului de la Big Bang până în zilele noastre. Acesta este un rezultat fantastic. Mai mult, cele mai mari descoperiri în secretele istoriei Universului au fost făcute în a doua jumătate a secolului nostru:

s-a propus și fundamentat conceptul de Big Bang, s-a construit modelul de quark al atomului, s-au stabilit tipurile de interacțiuni fundamentale și s-au construit primele teorii ale unificării lor etc. Acordăm atenție în primul rând succeselor fizicii și cosmologiei, deoarece aceste științe fundamentale sunt cele care formează contururile generale ale tabloului științific al lumii.

Imaginea lumii desenată de știința naturală modernă este neobișnuit de complexă și simplă în același timp. Dificil deoarece poate deruta o persoană care este obișnuită cu acordul

1 Vezi: Filozofieși metodologia științei. - M.: Aspect Press, 1996. - S. 290.

idei științifice clasice de bun-simț. Ideile începutului timpului, dualismul undelor corpusculare a obiectelor cuantice, structura internă a vidului capabilă să producă particule virtuale - acestea și alte inovații similare dau imaginii actuale a lumii un aspect puțin „nebun”. (Totuși, acest lucru este trecător: odată, la urma urmei, ideea că Pământul este sferic a părut și ea complet „nebună”.)

Dar, în același timp, această imagine este maiestuos de simplă, zveltă și undeva chiar elegantă. Aceste calități îi sunt date în principal de principiile conducătoare pe care le-am luat deja în considerare pentru construirea și organizarea cunoștințelor științifice moderne:

consistenta,

evolutionism global,

autoorganizare,

Istoricitate.

Aceste principii de construire a unei imagini științifice a lumii în ansamblu corespund legilor fundamentale ale existenței și dezvoltării Naturii însăși.

Consecvențăînseamnă reproducerea de către știință a faptului că Universul observabil apare ca cel mai mare dintre toate sistemele cunoscute de noi, constând dintr-o mare varietate de elemente (subsisteme) de diferite niveluri de complexitate și ordine.

Un „sistem” este de obicei înțeles ca un fel de set ordonat de elemente interconectate. Efectul consistenței se găsește în apariția unor noi proprietăți într-un sistem integral care apar ca urmare a interacțiunii elementelor (atomii de hidrogen și oxigen, de exemplu, combinați într-o moleculă de apă, își schimbă radical proprietățile obișnuite). O altă caracteristică importantă a organizării sistemului este ierarhia, subordonarea - includerea consecventă a sistemelor de nivel inferior în sisteme de niveluri din ce în ce mai înalte.

Modul sistemic de combinare a elementelor exprimă unitatea lor fundamentală: datorită includerii ierarhice a sistemelor de diferite niveluri unele în altele, orice element al oricărui sistem este asociat cu toate elementele tuturor sistemelor posibile. (De exemplu: om - biosferă - planeta Pământ -

Sistemul solar - galaxie etc.) Este acest caracter fundamental unificat pe care ni-l arată lumea din jurul nostru. Tabloul științific al lumii și știința naturii care o creează sunt organizate în același mod. Toate părțile sale sunt acum strâns interconectate - acum practic nu mai există știință „pură”, totul este pătruns și transformat de fizică și chimie.

Evoluționismul global- aceasta este recunoașterea imposibilității existenței Universului și a tuturor sistemelor la scară mai mică generate de acesta fără dezvoltare, evoluție. Caracterul evolutiv al Universului mărturisește, de asemenea, unitatea fundamentală a lumii, fiecare parte a cărei componentă este o consecință istorică a procesului evolutiv global început de Big Bang.

autoorganizare- aceasta este capacitatea observată a materiei de a se autocomplica și de a crea structuri din ce în ce mai ordonate în cursul evoluției. Mecanismul de tranziție a sistemelor materiale la o stare mai complexă și mai ordonată este aparent similar pentru sistemele de toate nivelurile.

Aceste trăsături fundamentale ale tabloului modern al științelor naturale a lumii determină în principal conturul general al acesteia, precum și metoda însăși de organizare a cunoștințelor științifice diverse în ceva întreg și consistent.

Cu toate acestea, are o altă caracteristică care îl deosebește de versiunile anterioare. Constă în recunoaștere istoricitate, si in consecinta, incompletitudine fundamentală reală și orice altă imagine științifică a lumii. Cea care există acum este generată atât de istoria anterioară, cât și de trăsăturile socio-culturale specifice timpului nostru. Dezvoltarea societății, schimbarea orientărilor sale valorice, conștientizarea importanței studierii sistemelor naturale unice, în care omul însuși este inclus ca parte integrantă, schimbă atât strategia cercetării științifice, cât și atitudinea omului față de lume.

Dar și universul evoluează. Desigur, dezvoltarea societății și a Universului se realizează în diferite ritmuri de tempo. Dar impunerea lor reciprocă face ca ideea creării unei imagini științifice finale, complete, absolut adevărate a lumii să fie practic irealizabilă.

Așadar, am încercat să notăm câteva trăsături fundamentale ale imaginii naturale-științifice moderne a lumii. Aceasta este doar schița sa generală, după ce l-am conturat, se poate trece la o cunoaștere mai detaliată a inovațiilor conceptuale specifice în știința naturală modernă. Despre ele vom vorbi în capitolele următoare.

Întrebări de revizuire

1. De ce apare știința abia în secolele VI-IV. î.Hr nu mai devreme? Care sunt caracteristicile cunoștințelor științifice?

2. Care este esența principiului falsificării? Cum lucrează?

3. Numiți criteriile de distincție a nivelurilor teoretice și empirice ale cunoștințelor științifice. Ce rol joacă fiecare dintre aceste niveluri în cunoștințele științifice?

5. Ce este o paradigmă?

6. Descrieți conținutul revoluției științifice naturale de la sfârșitul secolului XIX - începutul secolului XX.

7. „Această lume a fost învăluită în întuneric adânc. Să fie lumină! Și iată că vine Newton. Dar Satana nu a așteptat mult să se răzbune. A venit Einstein - și totul a devenit ca înainte. (S. Ya. Marshak)

Despre ce caracteristică a cunoașterii științifice ironizează autorul?

8. Care este esența principiului evoluționismului global? Cum se manifestă?

9. Descrieți ideile principale de sinergetică. Care este noutatea abordării sinergetice?

10. Numiți principalele trăsături ale tabloului natural-științific modern al lumii.

Literatură

1. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. Legile evoluției și auto-organizării sistemelor complexe. - M.: Nauka, 1994.

2. Kuznetsov V.I., Idlis G.M., Gutina V.N.Științele naturii. - M.: Agar, 1996.

3. Kuhn T. Structura revoluțiilor științifice. - M.: Progres 1975.

4. Lakatos I. Metodologia programelor de cercetare științifică // Questions of Philosophy. - 1995. - Nr. 4.

5. Rovinsky R.E. Univers în curs de dezvoltare. - M., 1995.

6. Modern filozofia științei. - M.: Logos, 1996.

7. Stepin V. S., Gorokhov V. G., Rozov M. A. Filosofia științei și tehnologiei. - M.: Gardarika, 1996.

8. Filozofieși metodologia științei. - M.: Aspect Press 1996.

_________________________________

7.3.5. Noosfera. Învățăturile lui V. I. Vernadsky despre noosferă

Impactul imens al omului asupra naturii și consecințele pe scară largă ale activităților sale au servit drept bază pentru creație.

învățături despre noosferă. Termenul „noosferă” (gr. poo5-minte) este tradus literal ca sfera minții. A fost introdus pentru prima dată în circulația științifică în 1927 de către un om de știință francez E. Leroy. Impreuna cu Teilhard de Chardin el a considerat noosfera ca un fel de formațiune ideală, o înveliș extra-biosferic de gândire care înconjoară Pământul.

O serie de oameni de știință propun să folosească alte concepte în locul conceptului de „noosferă”: „tehnosferă”, „antroposferă”, „psihosferă”, „sociosferă” sau să le folosească ca sinonime. Această abordare pare a fi foarte controversată, deoarece există o anumită diferență între conceptele enumerate și conceptul de „noosferă”.

De asemenea, trebuie menționat că doctrina noosferei nu are încă un caracter canonic complet, care ar putea fi luat ca un fel de ghid necondiționat de acțiune. Doctrina noosferei a fost formulată și în lucrările unuia dintre fondatorii ei, V. I. Vernadsky. În lucrările sale, se pot găsi diferite definiții și idei despre noosferă, care, în plus, s-au schimbat de-a lungul vieții unui om de știință. Vernadsky a început să dezvolte acest concept de la începutul anilor 30. după o dezvoltare detaliată a doctrinei biosferei. Dându-și seama de rolul și importanța enormă a omului în viața și transformarea planetei, V. I. Vernadsky folosește conceptul de „noosferă” în diferite sensuri: 1) ca stare a planetei, când o persoană devine cea mai mare forță geologică transformatoare; 2) ca zonă de manifestare activă a gândirii științifice; 3) ca principal factor de restructurare și schimbare a biosferei.

Foarte important în învățăturile lui V. I. Vernadsky despre noosferă a fost faptul că el și-a dat seama pentru prima dată și a încercat să sintetizeze științe naturale și sociale la studierea problemelor activității umane globale, restructurarea activă a mediului. În opinia sa, noosfera este deja o etapă calitativ diferită, superioară a biosferei, asociată cu o transformare radicală nu numai a naturii, ci și a omului însuși. Aceasta nu este doar o sferă de aplicare a cunoștințelor umane la un nivel înalt de tehnologie. Pentru aceasta este suficient conceptul de „tehnosferă”. Vorbim despre o astfel de etapă a vieții omenirii când activitatea transformatoare a omului se va baza pe o înțelegere strict științifică și cu adevărat rezonabilă a tuturor proceselor în desfășurare și va fi în mod necesar combinată cu „interesele naturii”.

Momentan sub noosferă se înțelege sfera de interacțiune dintre om și natură, în cadrul căreia activitatea umană rezonabilă devine principalul factor determinant al dezvoltării. LA structura noosferei pot fi distinse ca componente ale umanității, sistemele sociale, totalitatea cunoștințelor științifice, suma de echipamente și tehnologii în unitate cu biosfera.Interconectarea armonioasă a tuturor componentelor structurii stă la baza existenței și dezvoltării durabile a noosferei. .

Vorbind despre dezvoltarea evolutivă a lumii, tranziția ei în noosferă, fondatorii acestei doctrine au diferit în înțelegerea esenței acestui proces. Teilhard de Chardin a vorbit despre trecerea treptată a biosferei în noosferă, adică. „în sfera minții, a cărei evoluție este supusă minții și voinței omului”, prin netezirea treptată a dificultăților dintre om și natură.

În V. I. Vernadsky întâlnim o abordare diferită. În doctrina sa despre biosfere, materia vie transformă învelișul superior al Pământului. Treptat, intervenția umană crește, umanitatea devine principala forță de formare geologică planetară. Prin urmare (nucleul doctrinei lui Vernadsky despre noosfera) omul este direct responsabil pentru evoluția planetei. Înțelegerea sa asupra acestei teze este, de asemenea, necesară pentru propria sa supraviețuire. Spontaneitatea dezvoltării va face biosfera improprie pentru locuirea umană. În acest sens, o persoană ar trebui să-și măsoare nevoile cu capacitățile biosferei. Impactul asupra acesteia trebuie dozat de minte în cursul evoluției biosferei și a societății. Treptat, biosfera se transformă în noosferă, unde dezvoltarea ei capătă un caracter controlat.

Aceasta este natura dificilă a evoluției naturii, a biosferei, precum și complexitatea apariției noosferei, determinând rolul și locul omului în ea. V. I. Vernadsky a subliniat în mod repetat că umanitatea intră doar în această stare. Și astăzi, la câteva decenii de la moartea omului de știință, nu există motive suficiente pentru a vorbi despre activitatea umană durabilă (adică că am ajuns deja în starea noosferei). Și așa va fi cel puțin până când omenirea va rezolva problemele globale ale planetei, inclusiv cele de mediu. Mai multe despre noosferă

vorbesc despre idealul la care ar trebui să aspire o persoană.

7.4. Relația dintre spațiu și fauna sălbatică

Datorită interconexiunii a tot ceea ce există, cosmosul are o influență activă asupra celor mai diverse procese ale vieții de pe Pământ.

VI Vernadsky, vorbind despre factorii care influențează dezvoltarea biosferei, a subliniat, printre altele, influența cosmică. Deci, el a subliniat că fără corpuri cosmice, în special fără Soare, viața pe Pământ nu ar putea exista. Organismele vii transformă radiația cosmică în energie terestră (termică, electrică, chimică, mecanică) la o scară care determină existența biosferei.

Omul de știință suedez a subliniat rolul semnificativ al cosmosului în apariția vieții pe Pământ. Laureat Nobel S. Arrhenius.În opinia sa, introducerea vieții pe Pământ din spațiu a fost posibilă sub formă de bacterii datorită prafului și energiei cosmice. V. I. Vernadsky nu a exclus posibilitatea apariției vieții pe Pământ din spațiu.

Influența spațiului asupra proceselor care au loc pe Pământ (de exemplu, Luna asupra mareelor, eclipsele de soare) a fost observată de oameni în antichitate. Cu toate acestea, timp de multe secole, legătura dintre cosmos și Pământ a fost mai des înțeleasă la nivelul ipotezelor și conjecturilor științifice, sau chiar în afara cadrului științei. Acest lucru sa datorat în mare parte capacităților umane limitate, bazei științifice și instrumentelor disponibile. LA XX De-a lungul secolelor, cunoștințele despre influența spațiului asupra Pământului au crescut semnificativ. Și acesta este meritul oamenilor de știință ruși, în primul rând reprezentanților cosmismul rusesc - A. L. Chizhevsky, K. E. Tsiolkovsky, L. N. Gumilyov, V. I. Vernadsky și alții.

A. L. Chizhevsky a reușit în multe feluri să înțeleagă, să evalueze și să identifice amploarea influenței cosmosului, și mai ales a Soarelui, asupra vieții pământești și a manifestărilor sale. Acest lucru este evidențiat în mod elocvent de titlurile lucrărilor sale: „Factorii fizici ai procesului istoric”, „Ecouul Pământului al furtunilor solare”, etc.

Oamenii de știință au acordat de multă atenție manifestărilor activității solare (pete, torțe pe suprafața sa, proeminențe). Această activitate, la rândul său, s-a dovedit a fi asociată cu fluctuațiile electromagnetice și alte fluctuații din spațiul mondial. A. L. Chizhevsky, după ce a efectuat numeroase studii științifice în astronomie, biologie și istorie, a ajuns la concluzia că Soarele și activitatea sa au o influență foarte semnificativă asupra proceselor biologice și sociale de pe Pământ („Factorii fizici ai procesului istoric”).

În 1915, A.L. Chizhevsky, în vârstă de 18 ani, care a studiat cu devotament astronomia, chimia și fizica, a atras atenția asupra sincronismului formării petelor solare și asupra intensificării simultane a ostilităților pe fronturile Primului Război Mondial. Materialul statistic acumulat și generalizat i-a permis să facă acest studiu științific și convingător.

Sensul conceptului său, bazat pe un material faptic bogat, a fost de a demonstra existența ritmurilor cosmice și dependența vieții biologice și sociale de pe Pământ de pulsul spațiului. K. E. Tsiolkovsky a evaluat munca colegului său după cum urmează: „Tânărul om de știință încearcă să descopere o relație funcțională între comportamentul omenirii și fluctuațiile activității Soarelui și, prin calcule, să determine ritmul, ciclurile și perioadele acestor schimbări. și fluctuații, creând astfel o nouă sferă a cunoașterii umane. Toate aceste generalizări largi și gânduri îndrăznețe sunt exprimate de Chizhevsky pentru prima dată, ceea ce le conferă o mare valoare și trezește interes. Această lucrare este un exemplu de fuziune a diferitelor științe împreună pe baza monistică a analizei fizice și matematice” 1 .

Abia mulți ani mai târziu, gândurile și concluziile exprimate de A. L. Chizhevsky despre influența Soarelui asupra proceselor terestre au fost confirmate în practică. Numeroase observații au arătat o dependență incontestabilă de exploziile în masă ale bolilor neuropsihiatrice și cardiovasculare la oameni în timpul ciclurilor periodice de activitate solară. Prognozele așa-numitelor „zile proaste” pentru sănătate sunt obișnuite în zilele noastre.

Ideea lui Chizhevsky este interesantă că perturbările magnetice asupra Soarelui, din cauza unității Cosmosului, pot afecta serios problema sănătății liderilor de stat. La urma urmei, în fruntea majorității guvernelor din multe țări se află oameni de vârstă mijlocie. Ritmurile care apar pe Pământ și în spațiu, desigur, le afectează sănătatea și bunăstarea. Acest lucru este deosebit de periculos în condițiile regimurilor totalitare, dictatoriale. Și dacă în fruntea statului se află persoane imorale sau cu handicap mintal, atunci reacțiile lor patologice la perturbațiile cosmice pot duce la consecințe imprevizibile și tragice atât pentru popoarele țărilor lor, cât și pentru întreaga omenire, în condițiile în care multe țări dețin arme puternice de distrugere. .

Un loc special îl ocupă afirmația lui Chizhevsky că Soarele afectează în mod semnificativ nu numai procesele biologice, ci și sociale de pe Pământ. Conflictele sociale (războaie, revolte, revoluții), conform lui A. L. Chizhevsky, sunt în mare măsură determinate de comportamentul și activitatea luminatului nostru. Conform calculelor sale, în timpul activității solare minime există un minim de manifestări sociale active în masă în societate (aproximativ 5%). În perioada de vârf al activității solare, numărul acestora ajunge la 60%.

Multe dintre ideile lui A. L. Chizhevsky și-au găsit aplicarea în domeniul științelor spațiale și biologice. Ele confirmă unitatea inseparabilă a omului și a cosmosului, indică influența lor reciprocă strânsă.

Foarte originale au fost ideile spațiale ale primului reprezentant al cosmismului rus N. F. Fedorova. Avea mari speranțe în dezvoltarea viitoare a științei. Ea este, potrivit lui N.F. Fedorov, cea care va ajuta o persoană să-și prelungească viața și, în viitor, să-l facă nemuritor. Reinstalarea oamenilor pe alte planete din cauza acumulării mari va deveni o realitate necesară. Spațiul pentru Fedorov este un domeniu activ al activității umane. La mijlocul secolului al XIX-lea. și-a propus propria versiune a mișcării oamenilor în spațiul cosmic. Potrivit gânditorului, pentru aceasta va fi necesară stăpânirea energiei electromagnetice a globului, ceea ce va permite să-și regleze mișcarea în spațiul mondial și să transforme Pământul într-o navă spațială („earth rover”) pentru zboruri în spațiu. LA

K. E. Ciolkovski. El deține, de asemenea, o serie de idei filozofice originale. Viața, potrivit lui Ciolkovsky, este eternă. „După fiecare moarte, se întâmplă același lucru - dispersia... Am trăit mereu și vom trăi mereu, dar de fiecare dată într-o formă nouă și, desigur, fără amintire a trecutului... O bucată de materie este supusă o serie de vieţi nenumărate, deşi separate de intervale uriaşe de timp...” 1 . În aceasta, gânditorul este foarte aproape de învățăturile hinduse despre transmigrarea sufletelor, precum și de Democrit.

1 Ciolkovski K.E.

Așa își imaginează Tsiolkovsky tehnologia „ajutorului umanitar”. „Lumea perfectă” are grijă de tot. Pe alte planete de dezvoltare inferioară, el este susținut și încurajat „doar cei buni”. „Orice abatere către rău sau suferință este corectată cu grijă. In ce directie? Da, prin selecție: cei răi, sau cei care se abat spre cei răi, rămân fără urmași... Puterea celor perfecți pătrunde pe toate planetele, în toate locurile posibile ale vieții și peste tot. Aceste locuri sunt populate de propria lor specie matură. Nu este ca un grădinar care distruge toate plantele inutilizabile de pe pământul său și lasă doar cele mai bune legume! Dacă intervenția nu ajută și nu se prevede decât suferință, atunci întreaga lume vie este distrusă fără durere...” 1 .

\ Ciolkovski K.E. Decret. op. - S. 378-379.

În viitor, conform planurilor lui Fedorov, omul va uni toate lumile și va deveni un „inginer planetar”. Aceasta va manifesta în mod deosebit îndeaproape unitatea omului și a cosmosului.

Ideile lui N. F. Fedorov despre relocarea oamenilor pe alte planete au fost dezvoltate de un om de știință strălucit în domeniul științei rachetelor. K. E. Ciolkovski. El deține, de asemenea, o serie de idei filozofice originale. Viața, potrivit lui Ciolkovsky, este eternă. „După fiecare moarte, se întâmplă același lucru - împrăștiere... Am trăit mereu și vom trăi mereu, dar de fiecare dată într-o formă nouă și, desigur, fără amintire a trecutului... O bucată de materie este supusă o serie de vieţi nenumărate, deşi separate de intervale uriaşe de timp...” 1 . În aceasta, gânditorul este foarte aproape de învățăturile hinduse despre transmigrarea sufletelor, precum și de Democrit.

Bazat pe ideea fundamental dialectică a vieții universale, pretutindeni și mereu existente prin atomi în mișcare și veșnic vii, Tsiolkovsky a încercat să construiască un cadru integral al „filozofiei cosmice”.

Omul de știință credea că viața și inteligența de pe Pământ nu sunt singurele din Univers. Adevărat, el a folosit ca dovadă doar afirmația că Universul este nelimitat și a considerat acest lucru destul de suficient. Altfel, „care ar fi sensul Universului dacă nu ar fi umplut cu o lume organică, inteligentă, sensibilă?” Bazându-se pe tinerețea comparativă a Pământului, el ajunge la concluzia că viața este mult mai perfectă pe alte „planete mai vechi” 2 . Mai mult, influențează activ și alte niveluri ale vieții, inclusiv pe cel pământesc.

În etica sa filozofică, Ciolkovski este pur raționalist și consecvent. Ridicând ideea îmbunătățirii constante a materiei la un absolut, Tsiolkovsky vede acest proces după cum urmează. Spațiul exterior care nu are granițe este locuit de ființe inteligente de diferite niveluri de dezvoltare. Sunt planete care, în ceea ce privește dezvoltarea inteligenței și puterii, au atins cel mai înalt nivel și sunt înaintea altora. Aceste planete „perfecte”, după ce au trecut prin toate chinurile evoluției și cunoscându-și trecutul trist și imperfecțiunea trecută, au

" Ciolkovski K.E. Vise despre pământ și cer. - Tula: aprox. carte. editura, 1986. -S. 380-381.

2 Ciolkovski K.E. Decret. op. - S. 378-379.

dreptul moral de a reglementa viața pe alte planete, până acum primitive, pentru a-și salva populația de durerile dezvoltării.

Așa își imaginează Tsiolkovsky tehnologia „ajutorului umanitar”. „Lumea perfectă” are grijă de tot. Pe alte planete de dezvoltare inferioară lor„numai binele” este susținut și încurajat. „Orice abatere către rău sau suferință este corectată cu grijă. In ce directie? Da, prin selecție: cei răi, sau cei care se abat spre cei răi, rămân fără urmași... Puterea celor perfecți pătrunde pe toate planetele, în toate locurile posibile ale vieții și peste tot. Aceste locuri sunt populate de propria lor specie matură. Nu este ca un grădinar care distruge toate plantele inutilizabile de pe pământul său și lasă doar cele mai bune legume! Dacă intervenția nu ajută și nu se prevede decât suferință, atunci întreaga lume vie este distrusă fără durere...” 1 .

K. E. Ciolkovsky a studiat și a acoperit cel mai profund dintre contemporanii săi problemele filozofice ale explorării spațiului. El credea că Pământul în Univers are un rol special. Pământul se referă la planetele de mai târziu, „promițătoare”. Doar unui număr mic de astfel de planete li se va acorda dreptul la dezvoltare și chin independent, inclusiv Pământului.

În cursul evoluției, în timp, se va forma o uniune a tuturor ființelor superioare inteligente ale cosmosului. Mai întâi - sub forma unei uniuni a celor care locuiesc în cei mai apropiați sori, apoi - o uniune de uniuni și așa mai departe, la infinit, întrucât Universul însuși este infinit.

Sarcina morală, cosmică a Pământului este de a contribui la îmbunătățirea cosmosului. Pământenii își pot justifica misiunea înaltă de a îmbunătăți lumea doar părăsind Pământul și mergând în spațiu. Prin urmare, Ciolkovsky își vede sarcina personală în a-i ajuta pe pământeni să organizeze relocarea pe alte planete și așezarea lor în univers. El a subliniat că esența filozofiei sale cosmice este „în migrația de pe Pământ și în așezarea Cosmosului”. De aceea, inventarea rachetei pentru Ciolkovski nu a fost în niciun caz un scop în sine (cum cred unii, văzând în el doar un savant în rachete), ci o metodă de a pătrunde în adâncurile spațiului.

1 Ciolkovski K.E. Decret. op. - S. 378-379.

Omul de știință credea că multe milioane de ani îmbunătățesc treptat natura omului și organizarea sa socială. În cursul evoluției, corpul uman va suferi schimbări semnificative care vor transforma o persoană, în esență, într-o „plantă-animală” rațională, procesând artificial energia solară. Astfel, va fi atinsă întreaga posibilitate a voinței sale și a independenței față de mediu. În final, omenirea va putea exploata întregul spațiu circumsolar și energia solară. Și în timp, populația terestră se va stabili în tot spațiul circumsolar.

Ideile lui K. E. Tsiolkovsky despre unitatea diferitelor lumi ale spațiului, îmbunătățirea constantă a acesteia, inclusiv omul însuși, despre ieșirea omenirii în spațiu, conțin un important sens filozofic și umanist.

Astăzi, problemele practice ale influenței omului asupra spațiului apar deja. Astfel, în legătură cu zborurile spațiale regulate, există posibilitatea introducerii neintenționate în spațiu, în special pe alte planete, a organismelor vii. O serie de bacterii terestre sunt capabile să reziste mult timp la cele mai extreme temperaturi, radiații și alte condiții de existență. Amplitudinea temperaturii de existență la unele specii de organisme unicelulare ajunge la 600 de grade. Este imposibil de prezis cum se vor comporta într-un mediu nepământesc diferit.

În prezent, oamenii încep să folosească în mod activ spațiul pentru a rezolva probleme tehnologice specifice, fie că este vorba despre cultivarea cristalelor rare, sudare și alte lucrări. Iar sateliții spațiali au fost recunoscuți de mult timp ca un mijloc de colectare și transmitere a diverselor informații.

7.5. Contradicții în sistem: natură-biosferă-om

Relația dintre natură și societate nu poate fi considerată în afara contradicțiilor care inevitabil apar și există între ele. Istoria coexistenței omului și naturii este o unitate a două tendințe.

În primul rând, odată cu dezvoltarea societății și a forțelor sale productive, dominația omului asupra naturii se extinde constant și rapid. Astăzi se manifestă deja la scară planetară. În al doilea rând, contradicțiile și dizarmonia dintre om și natură se adâncesc în mod constant.

Natura, în ciuda diversității nenumărate a părților sale constitutive, este un întreg unic. De aceea, impactul omului asupra părților individuale ale naturii exterioare supuse și pașnice în același timp are un impact, în plus, indiferent de voința oamenilor și asupra celorlalte componente ale acesteia. Rezultatele răspunsului sunt adesea imprevizibile și greu de prezis. O persoană ara pământul, ajutând la creșterea plantelor utile, dar din cauza greșelilor din agricultură, stratul fertil este spălat. Defrișările pentru terenurile agricole privează solul de suficientă umiditate și, ca urmare, câmpurile devin în curând sterpe. Distrugerea prădătorilor reduce rezistența ierbivorelor și le agravează fondul genetic. O astfel de „listă neagră” a influențelor locale ale omului și răspunsul naturii poate fi continuată la nesfârșit.

Ignorarea de către om a naturii dialectice integrale a naturii duce la consecințe negative atât pentru ea, cât și pentru societate. F. Engels a scris la un moment dat despre asta, cu previziune: „Să nu ne lăsăm totuși prea înșelați de biruințele noastre asupra naturii. Pentru fiecare astfel de victorie, ea se răzbună pe noi. Fiecare dintre aceste victorii, este adevărat, are în primul rând consecințele pe care am contat, dar în al doilea rând și în al treilea rând, cu totul alte consecințe, neprevăzute, care de foarte multe ori distrug consecințele primei.

Lacune în nivelul general al culturii, ignorarea de către generații de oameni a tiparelor și caracteristicilor lumii vii, din păcate, este o realitate tristă și astăzi. Dovezi amare cu cât de încăpățânat nu vrea omenirea să învețe din propriile greșeli pot fi râuri care au devenit puțin adânci după defrișare, saline ca urmare a irigațiilor analfabete și au devenit nepotrivite agriculturii, mărilor uscate (Marea Aral) etc.

Negativ atât pentru natură, cât și pentru societate este amestecul neceremonios al omului în mediu.

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

mediul de astăzi, deoarece consecințele sale datorate nivelului ridicat de dezvoltare a forțelor productive sunt adesea de natură globală și dau naștere la probleme globale de mediu.

Termenul „ecologie”, folosit pentru prima dată de un biolog german E. Haeckelîn 1866, denotă știință despre relația organismelor vii cu mediul. Omul de știință credea că noua știință se va ocupa doar de relația animalelor și plantelor cu mediul lor. Cu toate acestea, vorbind astăzi despre problemele ecologiei (acest termen a intrat ferm în viața noastră în anii 70 ai secolului XX), ne referim de fapt ecologie sociala -o știință care studiază problemele de interacțiune dintre societate și mediu.

Astăzi, situația ecologică din lume poate fi descrisă ca fiind aproape de critică. Prima Conferință ONU privind Mediul din 1972 a declarat oficial prezența pe Pământ a unei crize ecologice globale a întregii biosfere. Astăzi nu mai există locale (regionale), dar global(la nivel mondial) probleme ecologice:

mii de specii de plante și animale au fost distruse și continuă să fie distruse; acoperirea pădurii a fost în mare măsură distrusă; stocul disponibil de minerale este în scădere rapidă; oceanul mondial nu este doar epuizat ca urmare a distrugerii organismelor vii, ci încetează să mai fie un regulator al proceselor naturale; atmosfera în multe locuri este poluată la standardele maxime admise, aerul curat devine rar; practic nu există un singur metru pătrat de suprafață pe Pământ în care să nu fie amplasate elemente create artificial de om.

Odată cu începutul zborurilor spațiale, problemele ecologiei s-au mutat în spațiul deschis. Deșeurile neutilizate din activitățile spațiale umane se acumulează în spațiu, ceea ce devine, de asemenea, o problemă din ce în ce mai acută. Chiar și pe Lună, astronauții americani au descoperit numeroase fragmente și rămășițe de sateliți artificiali ai Pământului, trimise acolo la un moment dat de omenire. Astăzi putem vorbi deja despre problema ecologiei spațiale Problema influenței zborurilor spațiale asupra apariției găurilor de ozon în atmosfera Pământului nu a fost rezolvată.

A existat o altă problemă necunoscută anterior - ecologie si sanatate umana. Poluarea atmosferei, hidrosferei și a solului

a dus la creșterea și schimbarea structurii bolilor umane. Sunt boli noi aduse de civilizație: alergice, radiații, toxice. Există modificări genetice în organism. Datorită situației de mediu extrem de nefavorabile din marile orașe industriale, numărul bolilor căilor respiratorii superioare a crescut de multe ori. Ritmul ultra-înalt al vieții și supraîncărcarea informațională au dus la faptul că curba bolilor cardiovasculare, neuropsihice, oncologice a făcut un salt brusc în sus.

Devine destul de evident că atitudinea de consumator a omului față de natură este dăunătoare doar ca obiect al obținerii anumitor bogății și beneficii. Pentru omenirea de astăzi, este vital să schimbe atitudinea față de natură și, în cele din urmă, față de sine.

Ce sunt modalităţi de rezolvare a problemelor de mediu^.În primul rând, este necesar să trecem de la o abordare consumeristă, tehnocratică a naturii la o căutare a armonie cu ea. Pentru aceasta, în special, sunt necesare o serie de măsuri specifice ecologizarea producției: utilizarea tehnologiilor și industriilor ecologice, revizuirea obligatorie a noilor proiecte și, în mod ideal, crearea de tehnologii cu ciclu închis fără deșeuri, care sunt inofensive atât pentru natură, cât și pentru sănătatea umană. Este nevoie de un control necruțător și strict asupra producției de alimente, care este deja realizat în multe țări civilizate.

În plus, este nevoie de grijă constantă pentru a menține un echilibru dinamic între natură și om. O persoană nu trebuie doar să ia din natură, ci și să-i dea acesteia (plantarea pădurilor, piscicultură, organizarea de parcuri naționale, rezervații naturale etc.).

Cu toate acestea, măsurile enumerate și alte măsuri pot aduce un efect tangibil doar dacă eforturile tuturor țărilor sunt combinate pentru a salva natura. Prima încercare la o asemenea asociație internațională a fost făcută la începutul secolului nostru. În noiembrie 1913, în Elveția a avut loc prima conferință internațională privind conservarea naturii, cu participarea reprezentanților celor mai mari 18 state ale lumii. Astăzi, formele interstatale de cooperare ating un nivel calitativ nou. Sunt în curs de încheiere concepte internaționale pentru protecția mediului

mediu de viață, se desfășoară diverse dezvoltări și programe comune. Activitatea activă a „verdelor” (organizații publice pentru protecția mediului – „Greenpeace”). Green Cross Green Crescent Environmental International dezvoltă în prezent un program pentru a aborda problema „găurilor de ozon” din atmosfera Pământului. Trebuie totuși recunoscut că, datorită nivelurilor foarte diferite de dezvoltare socio-politică a statelor lumii, cooperarea internațională în sfera mediului este încă foarte departe de nivelul dorit și necesar.

O altă măsură care vizează îmbunătățirea relației dintre om și natură este auto-reținere rezonabilăîn cheltuirea resurselor naturale, în special a surselor de energie, care au o importanță capitală pentru viața omenirii. Calculele experților internaționali arată că, pe baza nivelului actual de consum, rezervele de cărbune vor dura 430 de ani, petrol - 35 de ani, gaze naturale - 50 de ani.Perioada, mai ales în ceea ce privește rezervele de petrol, nu este atât de lungă. . În acest sens, sunt necesare schimbări structurale rezonabile în balanța energetică globală în direcția extinderii utilizării energiei nucleare, precum și în căutarea unor surse de energie noi, eficiente, sigure și cele mai prietenoase cu mediul.

O altă direcție importantă în rezolvarea problemei de mediu este formarea în societate constiinta ecologica,înțelegerea naturii ca o altă ființă, asupra căreia nu se poate stăpâni fără a se face rău. Educația și creșterea ecologică în societate ar trebui puse la nivel de stat și efectuate încă din copilărie.

Cu mare dificultate, făcând greșeli dureroase, omenirea devine treptat din ce în ce mai conștientă de necesitatea trecerii de la o atitudine consumeristă la natură la armonie cu ea.

Întrebări de revizuire

1. Care este diferența dintre conceptele: „materie vie”, „biosferă”, „biocenoză”, „biogeocenoză”?

2. Care este natura evoluției și dezvoltării biosferei? Care este esența învățăturilor lui V. I. Vernadsky despre biosferă și noosferă?

3. Care este esența conceptelor de determinism geografic? Ce este rațional în ele și ce este exagerat?

4. Care este relația dintre conceptele: „natură”, „mediu geografic”, „mediu”?

5. Ce este tehnosfera? Care este rolul său în evoluția biosferei?

6. Care este influența reciprocă a spațiului și a Pământului? Ce caracteristică au observat reprezentanții cosmismului rus în aceste relații?

7. Care este inconsecvența relației dintre om și natură?