Химическая, физическая и биологическая картина мира

Пензенский Государственный Университет

Факультет: «Педагогики, психологии и  начального образования»

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему

Химическая, физическая и биологическая

картина мира

 

 

 

Выполнила:

Студентка 2 курса

Специальности: «Педагогика

и методика начального

образования» (5)

Заочного отделения

Басистова М. А.

Проверил:

Морозова Е. Е.

Подпись:

 

 

 

 

 

Саратов 2011

Содержание

Введение.

Основное:

 1 Глава. Биологическая картина мира.

2 Глава. Химическая картина мира.

  3 Глава. Физическая картина мира.

     3.1 Механическая картина мира.

     3.2 Электромагнитная картина мира.

 

Заключение.

Список литературы.

 

ВВЕДЕНИЕ.

Человеку всегда было свойственно  описывать окружающий мир, изучать  и представлять его строение, рассказывать о своих представлениях об окружающем мире другим людям.

Естественно-научной картиной мира называется часть общей научной картины мира, которая включает в себя представления о природе.

Создание единой естественно-научной картины мира предполагает установление связей между науками. В структуре конкретных наук в их главных компонентах выражена собственная целостная картина природы, которая называется специальной (или локальной) картиной мира. Эти картины являются в какой-то степени фрагментами окружающего мира, которые изучаются методами данной науки (например, биологическая картина мира, химическая картина мира, физическая картина мира). Такие картины часто рассматривают как относительно самостоятельные фрагменты единой научной картины мира.

Научное знание представляет собой огромную массу взаимодействующих между собой элементов знаний. Существуют самые разнообразные формы описания этого взаимодействия слоев научных знаний.

В рамках картин мира осуществляется систематизация знаний соответствующей  науки (или группы наук), они являются наглядным воплощением системы  взаимодействующих элементов знаний - теорий (фундаментальных и прикладных), которые представляют собой развитые системы научных понятий и  связей между ними.

В рамки картин мира вписываются  известные научные факты. Картины  мира обеспечивают целостность научной  отрасли (науки), формируют нам методы научного познания и определяют стратегию  научного поиска, ставят задачи эмпирических и теоретических исследований, наглядно отображают их результаты.

Раньше других возникла физическая картина мира как общая теоретическая  основа для всех наук о неживой  природе.

Биологическая картина мира в качестве теоретической основы наук о живой природе возникла лишь в XIX веке. Биологические науки долгое время были чрезвычайно обособлены друг от друга, менее взаимосвязаны, чем группа физико-химических наук. Объединение биологических наук произошло вместе с введением Ч. Дарвином основных понятий современной биологии (приспособление, наследственность и изменчивость, естественный отбор, борьба за существование, эволюция и др.). На их основе строится единая картина биологических явлений, связывающая все науки о природе в одну область наук и дающая возможность построения законченных биологических теорий.

Ядром единой естественно-научной картины мира в целом является физическая картина мира, поскольку физика является фундаментальным базисом современного миропонимания

 

1 Глава. Биологическая картина мира.

Существует пять принципов, объединяющих все биологические  дисциплины в единую науку о живой  материи.

• Клеточная теория. Клеточная теория — учение обо всём, что касается клеток. Все живые организмы состоят, как минимум, из одной клетки, основной функциональной единицы каждого организма. Базовые механизмы и химия всех клеток во всех земных организмах сходны; клетки происходят только от ранее существовавших клеток, которые размножаются путём клеточного деления. Клеточная теория описывает строение клеток, их деление, взаимодействие с внешней средой, состав внутренней среды и клеточной оболочки, механизм действия отдельных частей клетки и их взаимодействия между собой.
• Эволюция. Через естественный отбор и генетический дрейф наследственные признаки популяции изменяются из поколения в поколение.
• Теория гена. Признаки живых организмов передаются из поколения в поколение вместе с генами, которые закодированы в ДНК. Информация о строении живых существ или генотип используется клетками для создания фенотипа, наблюдаемых физических или биохимических характеристик организма. Хотя фенотип, проявляющийся за счёт экспрессии генов, может подготовить организм к жизни в окружающей его среде, информация о среде не передаётся назад в гены. Гены могут изменяться в ответ на воздействия среды только посредством эволюционного процесса.
• Гомеостаз. Физиологические процессы, позволяющие организму поддерживать постоянство своей внутренней среды независимо от изменений во внешней среде.
• Энергия. Атрибут любого живого организма, существенный для его состояния.

Клеточная теория

Клетка — базовая единица  жизни. Согласно клеточной теории, всё  живое вещество состоит из одной  или более клеток, либо из продуктов  секреции этих клеток. Например, раковины, кости, кожа, слюна, желудочный сок, ДНК, вирусы. Все клетки происходят из других клеток путём клеточного деления, и  все клетки многоклеточного организма  происходят из одной оплодотворённой  яйцеклетки. Даже протекание патологических процессов, таких как бактериальная  или вирусная инфекция, зависит от клеток, являющихся их фундаментальной  частью.

Эволюция

Центральная организующая концепция  в биологии состоит в том, что  жизнь со временем изменяется и развивается  посредством эволюции, и что все известные формы жизни на Земле имеют общее происхождение. Это обусловило сходство основных единиц и процессов жизнедеятельности, упоминавшихся выше. Понятие эволюции было введено в научный лексикон Жаном-Батистом Ламарком в 1809 году. Чарльз Дарвин через пятьдесят лет установил, что её движущей силой является естественный отбор, так же как искусственный отбор сознательно применяется человеком для создания новых пород животных и сортов растений. Позже в синтетической теории эволюции дополнительным механизмом эволюционных изменений был постулирован генетический дрейф.

Эволюционная история  видов, описывающая их изменения  и генеалогические отношения  между собой, называется филогенез. Информация о филогенезе накапливается  из разных источников, в частности, путём сравнения последовательностей  ДНК или ископаемых останков и  следов древних организмов. До XIX века считалось, что в определённых условиях жизнь может самозарождаться. Этой концепции противостояли последователи принципа, сформулированного Уильямом Гарвеем «всё из яйца» («Omne vivum ex ovo», лат.), основополагающего в современной биологии. В частности, это означает, что существует непрерывная линия жизни, соединяющая момент первоначального её возникновения с настоящим временем. Любая группа организмов имеет общее происхождение, если у неё имеется общий предок. Все живые существа на Земле, как ныне живущие, так и вымершие, происходят от общего предка или общей совокупности генов. Общий предок всех живых существ появился на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Главным доказательством теории общего предка считается универсальность генетического кода.

Теория гена

Форма и функции биологических  объектов воспроизводятся из поколения  в поколение генами, которые являются элементарными единицами наследственности. Физиологическая адаптация к окружающей среде не может быть закодирована в генах и быть унаследованной в потомстве . Примечательно, что все существующие формы земной жизни, в том числе, бактерии, растения, животные и грибы, имеют одни и те же основные механизмы, предназначенные для копирования ДНК и синтеза белка. Например, бактерии, в которые вводят ДНК человека, способны синтезировать человеческие белки.

Совокупность генов организма  или клетки называется генотипом. Гены хранятся в одной или нескольких хромосомах. Хромосома — длинная  цепочка ДНК, на которой может  быть множество генов. Если ген активен, то последовательность его ДНК копируется в последовательности РНК посредством  транскрипции. Затем рибосома может использовать РНК, чтобы синтезировать последовательность белка, соответствующую коду РНК, в процессе, именуемом трансляция. Белки могут выполнять каталитическую (ферментативную) функцию, транспортную, рецепторную, защитную, структурную, двигательную функции.

Гомеостаз

Гомеостаз — способность  открытых систем регулировать свою внутреннюю среду так, чтобы поддерживать её постоянство посредством множества  корректирующих воздействий, направляемых регуляторными механизмами. Все  живые существа, как многоклеточные, так и одноклеточные, способны поддерживать гомеостаз. На клеточном уровне, например, поддерживается постоянная кислотность внутренней среды (pH). На уровне организма у теплокровных животных поддерживается постоянная температура тела. В ассоциации с термином экосистема под гомеостазом понимают, в частности, поддержание растениями постоянной концентрации атмосферной двуокиси углерода на Земле.

Энергия

Выживание любого организма  зависит от постоянного притока  энергии. Энергия черпается из веществ, которые служат пищей, и посредством  специальных химических реакций  используется для построения и поддержания  структуры и функций клеток. В  этом процессе молекулы пищи используются как для извлечения энергии, так  и для синтеза биологических  молекул собственного организма.

Первичным источником энергии  для 99 % земных существ является световая энергия, главным образом солнечная (для 1 % —хемосинтез). Световая энергия  посредством фотосинтеза превращается растениями в химическую (органические молекулы) в присутствии воды и некоторых минералов. Часть полученной энергии затрачивается на наращивание биомассы и поддержание жизни, другая часть теряется в виде тепла и отходов жизнедеятельности. Общие механизмы превращения химической энергии в полезную для поддержания жизни называются дыхание и метаболизм.

2 Глава. Химическая картина мира.

Отсутствие в химии  теоретических основ, позволяющих  точно предсказывать и рассчитывать протекание химических реакций, не позволяло  ставить её в ряд с науками, обосновывающими само бытие. Поэтому  высказывание Д.И. Менделеева о химическом понимании мирового эфира не только не было востребовано в начале 20 века, но и оказалось незаслуженно полностью  забыто на целое столетие. Связано  ли это с тогдашним революционным  переворотом в физике, который  захватил и увлёк большинство  умов в 20 веке в изучение квантовых  представлений и теории относительности, сейчас уже не так важно. Жаль только, что выводы гениального учёного, к тому же признанного в то время, не пробудило качественно другие  философско-методологические принципы, отличные от философских принципов, которые, кстати, в изобилии фигурировали в рассуждениях физиков.

Объяснение столь нежелательного забвения скорее всего связано с распространением редукционистских течений, вызванных возвеличением физики. Именно сведение химических процессов к совокупности физических как бы прямо указывало на ненужность химических воззрений при анализе первооснов бытия. Кстати, когда химики пытались защитить специфику своей науки доводами о статистическом характере химических взаимодействий в отличие большинства взаимодействий в физике, обусловленных динамическими законами, физики тут же указывали на статистическую физику, которая якобы более полно описывает подобные процессы.

Специфика химии терялась, хотя наличие строгой геометрии  связей взаимодействующих частиц в  химических процессах вносило в  статистическое рассмотрение специфический  для химии информационный аспект.

Анализ сущности информационно-фазового состояния материальных систем резко  подчёркивает информационный характер химических взаимодействий. Вода как  химическая среда, оказавшись первым примером информационно-фазового состояния  материальных систем, соединила в  себе два состояния: жидкое  и  информационно-фазовое именно по причине  близости химических взаимодействий к информационным.

Вакуум как электромагнитная среда физического пространства, проявившая свойства информационно-фазового состояния, скорее всего, ближе к  среде, в которой протекают процессы, по форме напоминающие химические. Поэтому химическое понимание  мирового эфира Д.И. Менделеева становится чрезвычайно  актуальным. Давно замеченное терминологическое  совпадение при описании соответствующих  процессов превращения частиц в  химии и в физике элементарных частиц как реакций дополнительно подчёркивает роль химических представлений в физике.

Предполагаемая взаимосвязь  между информационно-фазовыми состояниями  водной среды и электромагнитной среды физического вакуума свидетельствует  о сопутствующих химическим процессам  изменениях в физическом вакууме, что, вероятно, и ощущал Д.И. Менделеев  в своих экспериментах.

Следовательно, в вопросе  о природе мирового эфира химия  в каких-то моментах выступает даже определяющей по отношению к физическому  воззрению.

Поэтому говорить о приоритете физических или химических представлений  в выработке научной картины  мира, вероятно, не стоит.

 

3 Глава. Физическая картина мира.

История науки свидетельствует, что естествознание, возникшее в  ходе научной революции XVI–XVII вв., было связано долгое время с развитием физики. Именно физика была и остается наиболее развитой и концепциям и аргументам, во многом определившим эту картину. Степень разработанности физики была настолько велика, что она могла создать собственную физическую картину мира, в отличие от других естественных наук, которые лишь в XX в. смогли поставить перед собой эту задачу (создание химической и биологической картин мира). Поэтому, начиная разговор о конкретных достижениях естествознания, мы начнем его с физики, с картины мира, созданной этой наукой.