ՓՈՐՁԱՐԿՈՒՄ
կարգապահությամբ ժամանակակից բնական գիտությունների հասկացությունները
Թեմա թիվ 9
«Նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակները»
Պլանավորում:
Ներածություն……………………………………………………………………………………………..2
- Համակարգային ներկայացուցչությունների դերը նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակների վերլուծության մեջ…………………………………………………………………………
Բնակության կառուցվածքային մակարդակները……………………………………………………………
Մակրոկոսմի, միկրոտիեզերքի և մեգաաշխարհի էությունը…………………………….7
- Միկրոաշխարհ………………………………………………………………………..8
- Մակրոաշխարհ………………………………………………………………………………………………
- Մեգամիր………………………………………………………………………………………………
- Մակրոաշխարհ հասկացության դասական և ժամանակակից ըմբռնման վերլուծություն…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ներածություն.
Բնության բոլոր օբյեկտները (կենդանի և անշունչ բնությունը) կարող են ներկայացվել որպես համակարգ՝ իրենց կազմակերպման մակարդակները բնութագրող հատկանիշներով։ Կենդանի նյութի կառուցվածքային մակարդակների հայեցակարգը ներառում է համակարգայինության և դրա հետ կապված կենդանի օրգանիզմների ամբողջականության կազմակերպումը: Կենդանի նյութը դիսկրետ է, այսինքն. բաժանված է ավելի ցածր կազմակերպության բաղկացուցիչ մասերի, որոնք ունեն որոշակի գործառույթներ:
Կառուցվածքային մակարդակները տարբերվում են ոչ միայն բարդության դասերից, այլև գործելու ձևերից: Հիերարխիկ կառուցվածքն այնպիսին է, որ յուրաքանչյուր բարձր մակարդակ չի վերահսկում, այլ ներառում է ստորինը: Հաշվի առնելով կազմակերպվածության մակարդակը՝ կարելի է դիտարկել կենդանի և անկենդան բնույթի նյութական օբյեկտների կազմակերպչական կառուցվածքների հիերարխիան։ Կառուցվածքների նման հիերարխիան սկսվում է տարրական մասնիկներից և ավարտվում կենդանի համայնքներով։ Կառուցվածքային մակարդակների հայեցակարգն առաջին անգամ առաջարկվել է մեր դարի 20-ականներին։ Դրան համապատասխան, կառուցվածքային մակարդակները տարբերվում են ոչ միայն բարդության դասերով, այլև գործելու ձևերով։ Հայեցակարգը ներառում է կառուցվածքային մակարդակների հիերարխիա, որում յուրաքանչյուր հաջորդ մակարդակ ներառված է նախորդում:
- Համակարգի ներկայացուցչությունների դերը նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակների վերլուծության մեջ:
Նյութ (լատ. Materia - նյութ), «... փիլիսոփայական կատեգորիա օբյեկտիվ իրականություն նշանակելու համար, որը տրվում է մարդուն իր սենսացիաներում, որը պատճենվում է, լուսանկարվում, ցուցադրվում մեր սենսացիաներով՝ գոյություն ունենալով մեզանից անկախ»։
Նյութը աշխարհում գոյություն ունեցող բոլոր առարկաների և համակարգերի անսահման բազմությունն է, ցանկացած հատկության, կապի, փոխհարաբերությունների և շարժման ձևերի ենթաշերտը: Նյութը ներառում է ոչ միայն անմիջականորեն դիտվող բնության բոլոր առարկաները և մարմինները, այլև բոլոր նրանք, որոնք, սկզբունքորեն, ապագայում կարող են հայտնի լինել դիտարկման և փորձի կատարելագործված միջոցների հիման վրա:
Ժամանակակից գիտության մեջ նյութական աշխարհի կառուցվածքի մասին պատկերացումները հիմնված են համակարգված մոտեցման վրա, ըստ որի՝ նյութական աշխարհի ցանկացած առարկա (ատոմ, օրգանիզմ, գալակտիկա և հենց Տիեզերքը) կարելի է համարել բարդ կազմավորում, որը ներառում է բաղադրիչներ։ կազմակերպված ամբողջականության մեջ:
Համակարգային մոտեցման հիմնական սկզբունքները.
- Ամբողջականություն, որը թույլ է տալիս համակարգը դիտարկել միաժամանակ որպես ամբողջություն և միևնույն ժամանակ որպես ենթահամակարգ ավելի բարձր մակարդակների համար:
Կառուցվածքի հիերարխիա, այսինքն՝ բազմաթիվ (առնվազն երկու) տարրերի առկայություն, որոնք տեղակայված են ավելի ցածր մակարդակի տարրերի ավելի բարձր մակարդակի տարրերին ենթակայության հիման վրա: Այս սկզբունքի իրականացումը հստակ տեսանելի է ցանկացած կոնկրետ կազմակերպության օրինակով: Ինչպես գիտեք, ցանկացած կազմակերպություն երկու ենթահամակարգերի փոխազդեցություն է՝ կառավարում և կառավարում: Մեկը մյուսին ենթակա է։
Structuring, որը թույլ է տալիս վերլուծել համակարգի տարրերը և դրանց փոխհարաբերությունները կոնկրետ կազմակերպչական կառուցվածքում: Որպես կանոն, համակարգի գործունեության գործընթացը որոշվում է ոչ այնքան նրա առանձին տարրերի հատկություններով, որքան հենց կառուցվածքի հատկություններով:
Բազմապատկություն, որը թույլ է տալիս օգտագործել մի շարք կիբեռնետիկ, տնտեսական և մաթեմատիկական մոդելներ՝ նկարագրելու առանձին տարրերը և համակարգը որպես ամբողջություն:
Գիտության մեջ առարկաների ամբողջականությունը նշանակելու համար մշակվել է «համակարգ» հասկացությունը:
Համակարգը փոխազդող տարրերի ամբողջություն է: Հունարենից թարգմանված՝ սա մի ամբողջություն է՝ կազմված մասերից, կապ։
«Տարր» հասկացությունը նշանակում է նվազագույն, հետագա արդեն անբաժանելի բաղադրիչ այս համակարգի շրջանակներում։ Համակարգը կարող է բաղկացած լինել ոչ միայն միատարր, այլև տարասեռ առարկաներից։ Այն կարող է լինել պարզ կամ բարդ կառուցվածքով: Բարդ համակարգը բաղկացած է տարրերից, որոնք իրենց հերթին կազմում են բարդության և հիերարխիայի տարբեր մակարդակների ենթահամակարգեր:
Յուրաքանչյուր համակարգ բնութագրվում է ոչ միայն իր բաղկացուցիչ տարրերի միջև կապերի և հարաբերությունների առկայությամբ, այլև շրջակա միջավայրի հետ իր անբաժան միասնությամբ:
Կան տարբեր տեսակի համակարգեր.
- մասերի և ամբողջի միջև կապի բնույթով `անօրգանական և օրգանական;
ըստ նյութի շարժման ձևերի՝ մեխանիկական, ֆիզիկական, քիմիական, ֆիզիկաքիմիական;
շարժման հետ կապված՝ ստատիկ և դինամիկ;
ըստ փոփոխությունների տեսակների՝ ոչ ֆունկցիոնալ, ֆունկցիոնալ, զարգացող;
շրջակա միջավայրի հետ փոխանակման բնույթով՝ բաց և փակ.
ըստ կազմակերպման աստիճանի՝ պարզ և բարդ;
ըստ զարգացման մակարդակի `ցածր և ավելի բարձր;
ըստ ծագման - բնական, արհեստական, խառը;
զարգացման ուղղությամբ՝ առաջադեմ և հետընթաց։
Տարրերի կայուն կապերը որոշում են համակարգի կարգուկանոնը: Համակարգի տարրերի միջև կան երկու տեսակի կապեր՝ «հորիզոնական» և «ուղղահայաց»:
«Հորիզոնական» երկայնքով կապերը նույն կարգի տարրերի միջև համակարգման օղակներ են: Դրանք հարաբերական բնույթ ունեն. համակարգի ոչ մի մաս չի կարող փոխվել առանց այլ մասերի փոխվելու:
«Ուղղահայաց» երկայնքով կապերը ենթակայության, այսինքն՝ տարրերի ենթակայության օղակներ են։ Դրանք արտահայտում են համակարգի բարդ ներքին կառուցվածքը, որտեղ որոշ մասեր իրենց նշանակությամբ կարող են զիջել մյուսներին և ենթարկվել դրանց։ Ուղղահայաց կառուցվածքը ներառում է համակարգի կազմակերպման մակարդակները, ինչպես նաև դրանց հիերարխիան:
Հետևաբար, ցանկացած համակարգի հետազոտության մեկնարկային կետը ուսումնասիրվող համակարգի ամբողջականության գաղափարն է:
Համակարգի ամբողջականությունը նշանակում է, որ բոլոր բաղկացուցիչ մասերը, փոխազդելով և միանալով միասին, կազմում են եզակի ամբողջություն՝ նոր համակարգի հատկություններով:
Համակարգի հատկությունները ոչ միայն նրա տարրերի հատկությունների գումարն են, այլ մի նոր բան, որը բնորոշ է միայն համակարգին որպես ամբողջություն:
Այսպիսով, բնության վերաբերյալ ժամանակակից գիտական հայացքների համաձայն, բոլոր բնական օբյեկտները դասավորված, կառուցվածքային, հիերարխիկորեն կազմակերպված համակարգեր են:
Բնական գիտություններում առանձնանում են նյութական համակարգերի երկու մեծ դաս՝ անշունչ բնության համակարգեր և կենդանի բնության համակարգեր։
Անկենդան բնության համակարգերը ներառում են տարրական մասնիկներ և դաշտեր, ֆիզիկական վակուում, ատոմներ, մոլեկուլներ, մակրոսկոպիկ մարմիններ, մոլորակներ և մոլորակային համակարգեր, աստղեր, գալակտիկաներ և գալակտիկաների համակարգը՝ Մետագալակտիկա:
Կենդանի բնության համակարգերը ներառում են կենսապոլիմերներ (տեղեկատվական մոլեկուլներ), բջիջներ, բազմաբջիջ օրգանիզմներ, պոպուլյացիաներ, բիոցենոզներ և կենսոլորտը՝ որպես բոլոր կենդանի օրգանիզմների ամբողջություն:
Բնության մեջ ամեն ինչ փոխկապակցված է, հետևաբար, կարելի է առանձնացնել այնպիսի համակարգեր, որոնք ներառում են ինչպես կենդանի, այնպես էլ անշունչ բնության տարրեր՝ բիոգեոցենոզներ և Երկրի կենսոլորտ:
- Կենդանիների կառուցվածքային մակարդակները.
Կենսոլորտային -ներառյալ Երկրի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը նրանց բնական միջավայրի հետ միասին։ Այս մակարդակում կենսաբանական գիտությունը լուծում է այնպիսի խնդիր, ինչպիսին է մթնոլորտում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայի փոփոխությունը։ Օգտագործելով այս մոտեցումը՝ գիտնականները պարզել են, որ վերջին տարիներին ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան տարեկան ավելանում է 0,4%-ով՝ ստեղծելով ջերմաստիճանի գլոբալ աճի, այսպես կոչված «ջերմոցային էֆեկտի» առաջացման վտանգ։
Բիոցենոզների մակարդակըարտահայտում է կենդանի և ոչ կենդանի բաղադրամասերի որոշակի կազմով Երկրի մասերից բաղկացած կենդանի օրգանիզմի կառուցվածքի հաջորդ քայլը, որը ներկայացնում է մեկ բնական համալիր՝ էկոհամակարգ։ Բնության ռացիոնալ օգտագործումն անհնար է առանց բիոգեոցենոզների կամ էկոհամակարգերի կառուցվածքի և գործունեության մասին իմացության:
պոպուլյացիա-տեսակմակարդակը ձևավորվում է նույն տեսակի անհատների ազատորեն խաչասերման միջոցով: Դրա ուսումնասիրությունը կարևոր է պոպուլյացիաների թվի վրա ազդող գործոնների բացահայտման համար։
Օրգանիզմ և օրգան-հյուսվածքմակարդակները արտացոլում են առանձին անհատների առանձնահատկությունները, նրանց կառուցվածքը, ֆիզիոլոգիան, վարքը, ինչպես նաև կենդանի էակների օրգանների և հյուսվածքների կառուցվածքն ու գործառույթները:
Բջջային և ենթաբջջայինմակարդակները արտացոլում են բջիջների մասնագիտացման գործընթացները, ինչպես նաև տարբեր ներբջջային ընդգրկումները:
Մոլեկուլայինմակարդակը մոլեկուլային կենսաբանության առարկան է, որի կարևորագույն խնդիրներից է գենետիկ տեղեկատվության փոխանցման մեխանիզմների ուսումնասիրությունը և գենետիկական ինժեներիայի և կենսատեխնոլոգիայի զարգացումը։
Կենդանի նյութի մակարդակների բաժանումը, իհարկե, շատ պայմանական է։ Հատուկ կենսաբանական խնդիրների լուծումը, ինչպիսին է տեսակների պոպուլյացիայի կարգավորումը, հիմնված է կյանքի բոլոր մակարդակների տվյալների վրա։ Բայց բոլոր կենսաբանները համաձայն են, որ կենդանի աշխարհում կան աստիճանական մակարդակներ, մի տեսակ հիերարխիա: Նրանց գաղափարը հստակ արտացոլում է բնության ուսումնասիրության համակարգված մոտեցումը, որն օգնում է ավելի լավ հասկանալ այն:
Կենդանի աշխարհի հիմնարար հիմքը բջիջն է: Նրա հետազոտությունն օգնում է հասկանալ բոլոր կենդանի էակների առանձնահատկությունները:
- Մակրոկոսմի, միկրոտիեզերքի և մեգաաշխարհի էությունը:
Հետևյալ հատկանիշները ծառայում են որպես տարբեր կառուցվածքային մակարդակների տարբերակման չափանիշ.
- տարածական-ժամանակային մասշտաբներ;
ամենակարևոր հատկությունների մի շարք;
շարժման հատուկ օրենքներ;
հարաբերական բարդության աստիճանը, որն առաջանում է աշխարհի տվյալ տարածքում նյութի պատմական զարգացման գործընթացում.
որոշ այլ նշաններ.
Միկրոկոսմ.
«Միկրո» նախածանցը վերաբերում է շատ փոքր չափերին: Այսպիսով, կարելի է ասել, որ միկրոաշխարհը փոքր բան է։
Միկրոաշխարհը մոլեկուլներ է, ատոմներ, տարրական մասնիկներ՝ չափազանց փոքր, ոչ ուղղակիորեն դիտարկվող միկրոօբյեկտների աշխարհ, որոնց տարածական չափը հաշվարկվում է 10 -8-ից մինչև 10-16 սմ, իսկ կյանքի տևողությունը՝ անսահմանությունից մինչև 10-24: վայրկյան.
Փիլիսոփայության մեջ մարդն ուսումնասիրվում է որպես միկրոաշխարհ, իսկ ֆիզիկայում՝ ժամանակակից բնական գիտության հասկացությունները՝ մոլեկուլները՝ որպես միկրոաշխարհ։
Միկրոաշխարհն ունի իր առանձնահատկությունները, որոնք կարող են արտահայտվել հետևյալ կերպ.
1) մարդու կողմից օգտագործվող հեռավորության միավորները (մ, կմ և այլն) ուղղակի անիմաստ են օգտագործել.
2) մարդու քաշի չափման միավորները (գ, կգ, ֆունտ և այլն) նույնպես անիմաստ են օգտագործել։
Դեմոկրիտը հնում առաջ քաշեց նյութի կառուցվածքի ատոմիստական վարկածը, ավելի ուշ՝ 18-րդ դարում, այն վերակենդանացրեց քիմիկոս Ջ. այն.
Ջ.Դալթոնի աշխատությունների շնորհիվ սկսեցին ուսումնասիրել ատոմի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները։ 19-րդ դարում Դ. Ի. Մենդելեևը կառուցեց քիմիական տարրերի համակարգ՝ հիմնվելով դրանց ատոմային քաշի վրա։
Ֆիզիկայի մեջ ատոմների՝ որպես նյութի վերջին անբաժանելի կառուցվածքային տարրերի գաղափարը առաջացել է քիմիայից: Ատոմի փաստացի ֆիզիկական ուսումնասիրությունները սկսվեցին 19-րդ դարի վերջին, երբ ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ա.
Ատոմի կառուցվածքի ուսումնասիրության պատմությունը սկսվել է 1895 թվականին Ջ.Թոմսոնի կողմից էլեկտրոնի հայտնաբերման շնորհիվ՝ բացասաբար լիցքավորված մասնիկ, որը բոլոր ատոմների մաս է կազմում:
Քանի որ էլեկտրոններն ունեն բացասական լիցք, իսկ ատոմը որպես ամբողջություն էլեկտրականորեն չեզոք է, ենթադրվում էր, որ էլեկտրոնից բացի կա նաև դրական լիցքավորված մասնիկ։ Էլեկտրոնի զանգվածը հաշվարկվել է դրական լիցքավորված մասնիկի զանգվածի 1/1836-ը։
Կային ատոմի կառուցվածքի մի քանի մոդելներ։
1902 թվականին անգլիացի ֆիզիկոս Վ. Թոմսոնը (Լորդ Քելվին) առաջարկեց ատոմի առաջին մոդելը՝ դրական լիցքը բաշխված է բավականին մեծ տարածքի վրա, և էլեկտրոնները ներկառուցված են դրա մեջ, ինչպես «չամիչը պուդինգի մեջ»։
1911 թվականին Է. Ռադերֆորդը առաջարկեց ատոմի մոդել, որը նման էր արեգակնային համակարգին. ատոմի միջուկը գտնվում է կենտրոնում, և էլեկտրոնները շարժվում են դրա շուրջ իրենց ուղեծրերով։
Միջուկը դրական լիցք ունի, իսկ էլեկտրոնները՝ բացասական։ Արեգակնային համակարգում գործող ծանրության ուժերի փոխարեն ատոմում գործում են էլեկտրական ուժեր։ Ատոմային միջուկի էլեկտրական լիցքը, որը թվայինորեն հավասար է Մենդելեևի պարբերական համակարգի սերիական համարին, հավասարակշռված է էլեկտրոնային լիցքերի գումարով. ատոմը էլեկտրականորեն չեզոք է:
Այս երկու մոդելներն էլ հակասական են:
1913 թվականին դանիացի մեծ ֆիզիկոս Ն.Բորը կիրառեց քվանտացման սկզբունքը ատոմի կառուցվածքի և ատոմային սպեկտրների բնութագրերի խնդիրը լուծելու համար։
Ն.Բորի ատոմի մոդելը հիմնված էր Է.Ռադերֆորդի մոլորակային մոդելի և նրա կողմից մշակված ատոմային կառուցվածքի քվանտային տեսության վրա։ Ն. Բորը առաջ քաշեց ատոմի կառուցվածքի վարկած՝ հիմնված երկու պոստուլատների վրա, որոնք լիովին անհամատեղելի են դասական ֆիզիկայի հետ.
1) յուրաքանչյուր ատոմում կան մի քանի անշարժ վիճակներ.
2) էլեկտրոնի մի անշարժ վիճակից մյուսին անցնելու ժամանակ ատոմն արտանետում կամ կլանում է էներգիայի մի մասը.
Ի վերջո, սկզբունքորեն անհնար է ճշգրիտ նկարագրել ատոմի կառուցվածքը` հիմնվելով կետային էլեկտրոնների ուղեծրերի գաղափարի վրա, քանի որ նման ուղեծրեր իրականում գոյություն չունեն:
Ն.Բորի տեսությունը ներկայացնում է, ասես, ժամանակակից ֆիզիկայի զարգացման առաջին փուլի սահմանագիծը։ Սա ատոմի կառուցվածքի վրա հիմնված նկարագրության վերջին փորձն է դասական ֆիզիկա, լրացնելով այն միայն փոքրաթիվ նոր ենթադրություններով։
Թվում էր, թե Ն. Բորի պոստուլատներն արտացոլում են նյութի որոշ նոր, անհայտ հատկություններ, բայց միայն մասամբ։ Այս հարցերի պատասխանները ստացվել են քվանտային մեխանիկայի զարգացման արդյունքում։ Պարզվեց, որ Ն.Բորի ատոմային մոդելը պետք չէ բառացի ընդունել, ինչպես սկզբում էր։ Ատոմում տեղի ունեցող գործընթացները, սկզբունքորեն, չեն կարող պատկերացվել մեխանիկական մոդելների տեսքով՝ մակրոտիեզերքի իրադարձությունների անալոգիայի միջոցով: Նույնիսկ մակրոտիեզերքում գոյություն ունեցող տարածության և ժամանակի հասկացությունները անհարիր են միկրոֆիզիկական երևույթները նկարագրելու համար։ Տեսական ֆիզիկոսների ատոմն ավելի ու ավելի էր դառնում հավասարումների վերացական աննկատելի գումար։
Macroworld.
Բնականաբար, կան առարկաներ, որոնք իրենց չափերով շատ ավելի մեծ են, քան միկրոաշխարհի առարկաները։ Այս առարկաները կազմում են մակրոկոսմը: Մակրոտիեզերքում «բնակվում են» միայն այն առարկաները, որոնք չափերով համարժեք են մարդու չափերին։ Մարդուն ինքնին կարելի է վերագրել մակրոկոսմի առարկաներին:
Մակրոաշխարհը բավականին բարդ կազմակերպություն ունի։ Նրա ամենափոքր տարրը ատոմն է, իսկ ամենամեծ համակարգը՝ Երկիր մոլորակը։ Այն ներառում է ինչպես ոչ կենդանի համակարգեր, այնպես էլ տարբեր մակարդակների կենդանի համակարգեր: Մակրոկոսմի կազմակերպման յուրաքանչյուր մակարդակ պարունակում է ինչպես միկրոկառուցվածքներ, այնպես էլ մակրոկառուցվածքներ: Օրինակ, մոլեկուլները կարծես պատկանում են միկրոտիեզերքին, քանի որ դրանք ուղղակիորեն չեն դիտարկվում մեր կողմից: Բայց, մի կողմից, միկրոաշխարհի ամենամեծ կառուցվածքը ատոմն է։ Իսկ մենք այժմ հնարավորություն ունենք տեսնելու ջրածնի ատոմի նույնիսկ մի մասը վերջին սերնդի մանրադիտակների օգնությամբ։ Մյուս կողմից, կան հսկայական մոլեկուլներ, որոնք չափազանց բարդ կառուցվածք ունեն, օրինակ՝ միջուկի ԴՆԹ-ն կարող է ունենալ գրեթե մեկ սանտիմետր երկարություն։ Այս արժեքն արդեն բավականին համեմատելի է մեր փորձի հետ, և եթե մոլեկուլն ավելի հաստ լիներ, մենք այն կտեսնեինք անզեն աչքով։
Բոլոր նյութերը՝ պինդ թե հեղուկ, կազմված են մոլեկուլներից։ Մոլեկուլները ձևավորում են և՛ բյուրեղյա վանդակներ, և՛ հանքաքարեր, և՛ քարեր, և՛ այլ առարկաներ, այսինքն. ինչ կարող ենք զգալ, տեսնել և այլն: Այնուամենայնիվ, չնայած այնպիսի հսկայական գոյացությունների, ինչպիսիք են լեռներն ու օվկիանոսները, սրանք բոլորը փոխկապակցված մոլեկուլներ են: Մոլեկուլները կազմակերպման նոր մակարդակ են, դրանք բոլորը բաղկացած են ատոմներից, որոնք այս համակարգերում համարվում են անբաժանելի, այսինքն. համակարգի տարրեր.
Ինչպես մակրոկոսմի կազմակերպման ֆիզիկական մակարդակը, այնպես էլ քիմիական մակարդակը վերաբերում է մոլեկուլներին և նյութի տարբեր վիճակներին: Այնուամենայնիվ, քիմիական մակարդակը շատ ավելի բարդ է: Այն չի կրճատվում ֆիզիկականի, որը դիտարկում է նյութերի կառուցվածքը, նրանց ֆիզիկական հատկությունները, շարժումը (այս ամենը ուսումնասիրվել է դասական ֆիզիկայի շրջանակներում), գոնե քիմիական պրոցեսների բարդության և նյութերի ռեակտիվության առումով։
Մակրոկոսմի կազմակերպման կենսաբանական մակարդակում, բացի մոլեկուլներից, մենք սովորաբար չենք կարող տեսնել բջիջներ առանց մանրադիտակի։ Բայց կան բջիջներ, որոնք հասնում են հսկայական չափերի, օրինակ՝ ութոտնուկի նեյրոնների աքսոնները մեկ մետր երկարություն ունեն և նույնիսկ ավելին։ Այնուամենայնիվ, բոլոր բջիջներն ունեն որոշակի նմանություններ՝ դրանք բաղկացած են թաղանթներից, միկրոխողովակներից, շատերն ունեն միջուկներ և օրգանելներ։ Բոլոր թաղանթներն ու օրգանելներն իրենց հերթին բաղկացած են հսկա մոլեկուլներից (սպիտակուցներ, լիպիդներ և այլն), իսկ այդ մոլեկուլները՝ ատոմներից։ Հետևաբար, և՛ հսկա տեղեկատվական մոլեկուլները (ԴՆԹ, ՌՆԹ, ֆերմենտներ), և՛ բջիջները նյութի կազմակերպման կենսաբանական մակարդակի միկրոմակարդակներ են, որոնք ներառում են այնպիսի հսկայական կազմավորումներ, ինչպիսիք են կենսացենոզները և կենսոլորտը:
Մեգաաշխարհ.
Megaworld-ը առարկաների աշխարհ է, որոնք անհամեմատ ավելի մեծ են, քան մարդը:
Մեր ամբողջ Տիեզերքը մեգաաշխարհ է: Նրա չափերը հսկայական են, այն անսահման է և անընդհատ ընդլայնվում է: Տիեզերքը լցված է առարկաներով, որոնք շատ ավելի մեծ են, քան մեր Երկիր մոլորակը և մեր Արեգակը: Հաճախ է պատահում, որ արեգակնային համակարգից դուրս գտնվող ցանկացած աստղի տարբերությունը տասնյակ անգամ ավելի մեծ է, քան Երկիրը:
Մեգաաշխարհը կամ տիեզերքը ժամանակակից գիտությունը համարում է բոլորի փոխազդող և զարգացող համակարգ երկնային մարմիններ. Megaworld-ն ունի համակարգային կազմակերպություն՝ մոլորակների և մոլորակային համակարգերի տեսքով, որոնք առաջանում են աստղերի, աստղերի և աստղային համակարգերի շուրջ՝ գալակտիկաներ; գալակտիկաների համակարգեր - Մետագալակտիկաներ.
Մեգաշխարհի ուսումնասիրությունը սերտորեն կապված է տիեզերագիտության և տիեզերագնության հետ։
Կոսմոգոնիան աստղագիտության գիտության ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է գալակտիկաների, աստղերի, մոլորակների և այլ օբյեկտների ծագումը։ Այսօր տիեզերագիտությունը կարելի է բաժանել երկու մասի.
1) Արեգակնային համակարգի կոսմոգոնիա. Կոսմոգոնիայի այս մասը (կամ տեսակը) այլ կերպ կոչվում է մոլորակային;
2) աստղային տիեզերագոնիա.
Եվ չնայած այս բոլոր մակարդակներն ունեն իրենց հատուկ օրենքները, միկրոտիեզերքը, մակրոկոսմը և մեգաաշխարհը սերտորեն փոխկապակցված են:
- Մակրոաշխարհի հայեցակարգի դասական և ժամանակակից ըմբռնման վերլուծություն:
Բնական գիտությունների հետագա զարգացման համար ամենակարևորը նյութի դիսկրետ կառուցվածքի հայեցակարգն էր՝ ատոմիզմը, ըստ որի բոլոր մարմինները բաղկացած են ատոմներից՝ աշխարհի ամենափոքր մասնիկներից։
Ատոմիզմի սկզբնական սկզբունքներն էին ատոմները և դատարկությունը։ Բնական պրոցեսների հոսքի էությունը բացատրվել է ատոմների մեխանիկական փոխազդեցության, նրանց ձգողականության և վանման հիման վրա։
Քանի որ նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակների վերաբերյալ ժամանակակից գիտական գաղափարները մշակվել են դասական գիտության գաղափարների քննադատական վերաիմաստավորման ընթացքում, որոնք կիրառելի են միայն մակրոմակարդակի օբյեկտների համար, անհրաժեշտ է ուսումնասիրությունը սկսել դասական հասկացություններից: ֆիզիկա.
Ի.Նյուտոնը, հենվելով Գալիլեոյի աշխատությունների վրա, մշակեց մեխանիկայի խիստ գիտական տեսություն՝ նկարագրելով թե՛ երկնային մարմինների շարժումը, թե՛ երկրային օբյեկտների շարժումը նույն օրենքներով։ Բնությունը դիտվում էր որպես բարդ մեխանիկական համակարգ: Նյութը համարվում էր նյութական նյութ, որը բաղկացած է ատոմների կամ դիակների առանձին մասնիկներից։ Ատոմները բացարձակապես ուժեղ են, անբաժանելի, անթափանց, բնութագրվում են զանգվածի և քաշի առկայությամբ։
Շարժումը դիտվում էր որպես շարժում տարածության մեջ շարունակական հետագծերով՝ մեխանիկայի օրենքներին համապատասխան։ Ենթադրվում էր, որ բոլոր ֆիզիկական պրոցեսները կարող են կրճատվել մինչև նյութական կետերի տեղաշարժը գրավիտացիոն ուժի ազդեցության տակ, որը հեռահար է:
Նյուտոնյան մեխանիկայից հետո ստեղծվեցին հիդրոդինամիկան, առաձգականության տեսությունը, ջերմության մեխանիկական տեսությունը, մոլեկուլային-կինետիկ տեսությունը և մի շարք այլ տեսություններ, որոնց համահունչ ֆիզիկան հսկայական հաջողությունների հասավ։ Այնուամենայնիվ, կային երկու ոլորտներ՝ օպտիկական և էլեկտրամագնիսական երևույթներ, որոնք հնարավոր չէր ամբողջությամբ բացատրել աշխարհի մեխանիկական պատկերի շրջանակներում։
Զարգացնելով օպտիկա՝ Ի.Նյուտոնը, հետևելով իր ուսմունքի տրամաբանությանը, լույսը համարել է նյութական մասնիկների՝ կորպուսկուլների հոսք։ Ի.Նյուտոնի լույսի կորպուսուլյար տեսության մեջ պնդում էին, որ լուսավոր մարմինները արձակում են մանր մասնիկներ, որոնք շարժվում են մեխանիկայի օրենքներին համապատասխան և լույսի սենսացիա են առաջացնում, երբ դրանք մտնում են աչքը։ Այս տեսության հիման վրա Ի.Նյուտոնը տվել է լույսի արտացոլման և բեկման օրենքների բացատրությունը։
Մեխանիկական կորպուսկուլյար տեսության հետ մեկտեղ փորձեր են արվել օպտիկական երևույթները բացատրել սկզբունքորեն այլ կերպ, այն է՝ Հ.Հյուգենսի կողմից ձևակերպված ալիքային տեսության հիման վրա։ Հ.Հյուգենսն իր տեսության օգտին հիմնական փաստարկը համարել է այն փաստը, որ լույսի երկու ճառագայթները, հատվելով, առանց որևէ միջամտության թափանցում են միմյանց, ճիշտ այնպես, ինչպես ջրի վրա ալիքների երկու շարքերը։
Ըստ կորպուսկուլյար տեսության, սակայն, արտանետվող մասնիկների ճառագայթների միջև, ինչը լույս է, բախումներ կամ գոնե ինչ-որ շեղումներ կառաջանան: Ալիքային տեսության հիման վրա Հ.Հյուգենսը հաջողությամբ բացատրել է լույսի անդրադարձումն ու բեկումը։
Այնուամենայնիվ, դրա դեմ կար մեկ կարևոր առարկություն. Ինչպես գիտեք, ալիքները հոսում են խոչընդոտների շուրջ: Իսկ ուղիղ գծով տարածվող լույսի ճառագայթը չի կարող հոսել խոչընդոտների շուրջը։ Եթե լույսի ճառագայթի ճանապարհին դրվի սուր եզրով անթափանց մարմին, ապա նրա ստվերը կունենա սուր եզր։ Սակայն այս առարկությունը շուտով հանվեց Գրիմալդիի փորձերի շնորհիվ։ Խոշորացնող ոսպնյակների միջոցով ավելի նուրբ դիտարկմամբ պարզվել է, որ սուր ստվերների սահմաններում երևում են լուսավորության թույլ հատվածներ՝ փոփոխական լույսի և մուգ գծերի կամ լուսապսակների տեսքով: Այս երեւույթը կոչվում է լույսի դիֆրակցիա։
Լույսի ալիքային տեսությունը կրկին առաջ է քաշվել 19-րդ դարի առաջին տասնամյակներին անգլիացի ֆիզիկոս Տ. Յունգի և ֆրանսիացի բնագետ Օ. Ջ. Ֆրենելի կողմից։ Տ. Յունգը բացատրություն է տվել միջամտության երևույթին, այսինքն. մուգ շերտերի տեսքը, երբ լույսը դրվում է լույսի վրա: Դրա էությունը կարելի է նկարագրել պարադոքսալ հայտարարության օգնությամբ. լույսին ավելացված լույսը պարտադիր չէ, որ ավելի ուժեղ լույս տա, բայց կարող է տալ ավելի թույլ և նույնիսկ խավար: Սրա պատճառն այն է, որ, ըստ ալիքի տեսության, լույսը նյութական մասնիկների հոսք չէ, այլ առաձգական միջավայրի թրթռումներ կամ ալիքային շարժում։ Երբ հակադիր փուլերով ալիքների շղթաները դրվում են միմյանց վրա, որտեղ մի ալիքի գագաթը համակցված է մյուս ալիքի հետ, նրանք ոչնչացնում են միմյանց, ինչի արդյունքում առաջանում են մուգ շերտեր:
Ֆիզիկայի մեկ այլ ոլորտ, որտեղ մեխանիկական մոդելները անբավարար էին, էլեկտրամագնիսական երևույթների ոլորտն էր: Անգլիացի բնագետ Մ.Ֆարադեյի փորձերը և անգլիացի ֆիզիկոս Ջ.Կ.Մաքսվելի տեսական աշխատությունները ամբողջությամբ ոչնչացրեցին Նյուտոնյան ֆիզիկայի գաղափարները դիսկրետ նյութի՝ որպես նյութի միակ տեսակի մասին և հիմք դրեցին աշխարհի էլեկտրամագնիսական պատկերին։ Էլեկտրամագնիսականության ֆենոմենը հայտնաբերել է դանիացի բնագետ Հ.Կ.Օերսթեդը, ով առաջինը նկատել է էլեկտրական հոսանքների մագնիսական ազդեցությունը։
Հետագայում Մ.Ֆարադեյը եկավ այն եզրակացության, որ էլեկտրականության և օպտիկայի վարդապետությունը փոխկապակցված են և կազմում են մեկ տարածք։ Նրա աշխատանքները մեկնարկային կետ դարձան Ջ.Կ.Մաքսվելի հետազոտության համար, ում արժանիքը կայանում է մագնիսականության և էլեկտրականության մասին Մ.Ֆարադեյի գաղափարների մաթեմատիկական զարգացման մեջ։
Ընդհանրացնելով էլեկտրամագնիսական երևույթների օրենքները (Կուլոն, Ամպեր), որոնք հաստատվել էին ավելի վաղ փորձարարական և Մ. Ֆարադեյի կողմից հայտնաբերված էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենը, Մաքսվելը գտավ դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգ, որը նկարագրում էր էլեկտրամագնիսական դաշտը զուտ մաթեմատիկական եղանակով: Հավասարումների այս համակարգը, իր կիրառելիության սահմաններում, տալիս է էլեկտրամագնիսական երևույթների ամբողջական նկարագրությունը և նույնքան կատարյալ և տրամաբանորեն համահունչ է, որքան Նյուտոնյան մեխանիկայի համակարգը։
Հավասարումներից հետևում էր ամենակարևոր եզրակացությունը՝ էլեկտրական լիցքերին «կցված» դաշտի ինքնուրույն գոյության հնարավորության մասին։ IN
և այլն.................Ներածություն 2
1. Ինչ է նյութը: Նյութի նկատմամբ տեսակետի առաջացման պատմությունը 3
2. Նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակները.
2.1 միկրոաշխարհ 6
2.2 մակրոաշխարհ 7
2.3 մեգա աշխարհներ 13
Եզրակացություն 24
Հղումներ 25
- Ներածություն
- Ի՞նչ է նյութը: Նյութի նկատմամբ տեսակետի առաջացման պատմությունը
Նյութը աշխարհում գոյություն ունեցող բոլոր առարկաների և համակարգերի անսահման բազմությունն է, ցանկացած հատկության, կապի, փոխհարաբերությունների և շարժման ձևերի ենթաշերտը: Նյութը ներառում է ոչ միայն անմիջականորեն դիտվող բնության բոլոր առարկաները և մարմինները, այլև բոլոր նրանք, որոնք, սկզբունքորեն, ապագայում կարող են հայտնի լինել դիտարկման և փորձի կատարելագործված միջոցների հիման վրա: Նյութի մարքսիստ-լենինյան ըմբռնման տեսանկյունից այն օրգանապես կապված է փիլիսոփայության հիմնարար հարցի դիալեկտիկական-մատերիալիստական լուծման հետ. այն բխում է աշխարհի նյութական միասնության սկզբունքից, նյութի գերակայությունից մարդու գիտակցության հետ կապված և աշխարհի ճանաչելիության սկզբունքից՝ հատուկ հատկությունների, կապերի և շարժման ձևերի հետևողական ուսումնասիրության հիման վրա։ գործ.
Նյութական աշխարհի կառուցվածքի մասին պատկերացումները հիմնված են համակարգված մոտեցման վրա, ըստ որի նյութական աշխարհի ցանկացած առարկա՝ լինի դա ատոմ, մոլորակ, օրգանիզմ կամ գալակտիկա, կարող է դիտարկվել որպես բարդ կազմավորում, որը ներառում է. բաղադրիչները կազմակերպված են ամբողջականության մեջ: Գիտության մեջ առարկաների ամբողջականությունը նշանակելու համար մշակվել է համակարգի հայեցակարգը:
Նյութը որպես օբյեկտիվ իրականություն ներառում է ոչ միայն նյութը իր ագրեգացման չորս վիճակներում (պինդ, հեղուկ, գազային, պլազմա), այլև ֆիզիկական դաշտերը (էլեկտրամագնիսական, գրավիտացիոն, միջուկային և այլն), ինչպես նաև դրանց հատկությունները, հարաբերությունները, արտադրանքի փոխազդեցությունը։ . Այն ներառում է նաև հակամատեր (հակմասնիկների մի շարք՝ պոզիտրոն, կամ հակաէլեկտրոն, հակապրոտոն, հականեյտրոն), որը վերջերս է հայտնաբերվել գիտության կողմից։ Հականյութը ոչ մի դեպքում հականյութ չէ: Ընդհանրապես չի կարող լինել հակամատեր:
Շարժումն ու նյութը օրգանապես և անքակտելիորեն կապված են միմյանց հետ. չկա շարժում առանց նյութի, ինչպես որ չկա նյութ առանց շարժման։ Այսինքն՝ աշխարհում չկան անփոփոխ իրեր, հատկություններ ու հարաբերություններ։ Ամեն ինչ հոսում է, ամեն ինչ փոխվում է: Որոշ ձևեր կամ տեսակներ փոխարինվում են ուրիշներով, անցնում մյուսների մեջ՝ շարժումը մշտական է։ Խաղաղությունը դիալեկտիկորեն անհետացող պահ է փոփոխության, դառնալու շարունակական գործընթացում։ Բացարձակ խաղաղությունը հավասարազոր է մահվան, ավելի ճիշտ՝ չգոյության։ Այս կապակցությամբ կարելի է հասկանալ Ա.Բերգսոնին, ով ողջ իրականությունը համարում էր անբաժանելի շարժվող շարունակություն։ Կամ Ա. Ն. Ուայթհեդը, ում համար «իրականությունը գործընթաց է»։ Ե՛վ շարժումը, և՛ հանգիստը հաստատված են միայն որոշակի հղման շրջանակի հետ կապված: Այսպիսով, աղյուսակը, որի վրա գրված են այս տողերը, գտնվում է տվյալ սենյակի նկատմամբ հանգստի վիճակում, այն, իր հերթին, հարաբերական է տվյալ տան հետ, իսկ ինքը՝ տունը, հարաբերական է Երկրին։ Բայց Երկրի հետ միասին սեղանը, սենյակն ու տունը պտտվում են երկրի առանցքի շուրջը և Արեգակի շուրջը։
Շարժվող նյութը գոյություն ունի երկու հիմնական ձևով՝ տարածության և ժամանակի մեջ: Տարածություն հասկացությունը ծառայում է արտահայտելու նյութական համակարգերի և նրանց վիճակների ընդարձակման հատկությունը և համակեցության կարգը։ Այն օբյեկտիվ է, ունիվերսալ (համընդհանուր ձև) և անհրաժեշտ։ Ժամանակ հասկացությունը ամրագրում է նյութական համակարգերի վիճակների փոփոխությունների տևողությունը և հաջորդականությունը։ Ժամանակը օբյեկտիվ է, անխուսափելի և անշրջելի։ Պետք է տարբերակել տարածության և ժամանակի մասին փիլիսոփայական և բնագիտական պատկերացումները։ Փաստացի փիլիսոփայական մոտեցումն այստեղ ներկայացված է տարածության և ժամանակի չորս հասկացություններով՝ էական և հարաբերական, ստատիկ և դինամիկ:
Նյութի՝ որպես դիսկրետ մասնիկներից կազմված տեսակետի հիմնադիրը Դեմոկրիտն էր։
Դեմոկրիտը հերքում էր նյութի անսահման բաժանելիությունը։ Ատոմները միմյանցից տարբերվում են միայն ձևով, փոխադարձ հաջորդականության կարգով և դատարկ տարածության մեջ դիրքով, ինչպես նաև չափերով և ձգողականությամբ՝ կախված չափից։ Նրանք ունեն ձևերի անսահման բազմազանություն՝ իջվածքներով կամ ուռուցիկությամբ։ Դեմոկրիտոսը ատոմներին անվանում է նաև «ֆիգուրներ» կամ «վիդիկներ», ինչը ենթադրում է, որ Դեմոկրիտոսի ատոմները ամենափոքր, հետագա անբաժանելի ֆիգուրներն են կամ արձանիկները։ Ժամանակակից գիտության մեջ շատ բանավեճեր են եղել այն մասին, թե արդյոք Դեմոկրիտի ատոմները ֆիզիկական կամ երկրաչափական մարմիններ են, բայց ինքը՝ Դեմոկրիտը, դեռ չի հասել ֆիզիկայի և երկրաչափության տարբերությանը։ Այս ատոմներից, շարժվելով տարբեր ուղղություններով, նրանց «մրրիկից», բնական անհրաժեշտությամբ, միմյանց նման ատոմների մոտեցմամբ, ձևավորվում են և՛ առանձին ամբողջ մարմիններ, և՛ ամբողջ աշխարհը. ատոմների շարժումը հավերժ է, իսկ առաջացող աշխարհների թիվը՝ անսահման։
Մարդու համար հասանելի օբյեկտիվ իրականության աշխարհն անընդհատ ընդլայնվում է։ Նյութի կառուցվածքային մակարդակների գաղափարի արտահայտման հայեցակարգային ձևերը բազմազան են։
Ժամանակակից գիտությունը բացահայտում է աշխարհի երեք կառուցվածքային մակարդակ.
2 . Նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակները
2.1 Միկրոաշխարհ
Միկրոաշխարհ- սրանք մոլեկուլներ, ատոմներ, տարրական մասնիկներ են - չափազանց փոքր, ոչ ուղղակիորեն դիտարկվող միկրոօբյեկտների աշխարհը, որոնց տարածական բազմազանությունը հաշվարկվում է 10 -8-ից մինչև 10 -16 սմ, իսկ կյանքի տևողությունը՝ անսահմանությունից մինչև 10 -24: ս.
Դեմոկրիտ
հնությունում
առաջ է քաշվել
Նյութի կառուցվածքի ատոմիստական վարկածը ,
ավելի ուշ՝ XVIII դ. վերակենդանացրել է քիմիկոս Ջ.Դալթոնը, ով որպես միավոր ընդունել է ջրածնի ատոմային զանգվածը և համեմատել այլ գազերի ատոմային կշիռները դրա հետ։ Ջ.Դալթոնի աշխատությունների շնորհիվ սկսեցին ուսումնասիրել ատոմի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները։ 19-րդ դարում Դ. Ի. Մենդելեևը կառուցել է քիմիական տարրերի համակարգ՝ հիմնվելով դրանց ատոմային քաշի վրա:
Ֆիզիկայի մեջ ատոմների՝ որպես նյութի վերջին անբաժանելի կառուցվածքային տարրերի գաղափարը առաջացել է քիմիայից: Փաստորեն, ատոմի ֆիզիկական ուսումնասիրությունները սկսվում են 19-րդ դարի վերջին, երբ ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ա.
Ատոմի կառուցվածքի ուսումնասիրության պատմությունը սկսվել է 1895 թվականին Ջ.Թոմսոնի կողմից էլեկտրոնի հայտնաբերման շնորհիվ՝ բացասաբար լիցքավորված մասնիկ, որը բոլոր ատոմների մաս է կազմում: Քանի որ էլեկտրոններն ունեն բացասական լիցք, իսկ ատոմը որպես ամբողջություն էլեկտրականորեն չեզոք է, ենթադրվում էր, որ էլեկտրոնից բացի կա նաև դրական լիցքավորված մասնիկ։ Էլեկտրոնի զանգվածը հաշվարկվել է դրական լիցքավորված մասնիկի զանգվածի 1/1836-ը։
Կային ատոմի կառուցվածքի մի քանի մոդելներ։
1902 թվականին անգլիացի ֆիզիկոս Վ. Թոմսոնը (Լորդ Քելվին) առաջարկեց ատոմի առաջին մոդելը՝ դրական լիցքը բաշխված է բավականին մեծ տարածքի վրա, և էլեկտրոնները ներկառուցված են դրա մեջ, ինչպես «չամիչը պուդինգի մեջ»։
1911 թվականին Է. Ռադերֆորդը առաջարկել է ատոմի մոդել, որը նման է արեգակնային համակարգին. ատոմի միջուկը գտնվում է կենտրոնում, և էլեկտրոնները շարժվում են դրա շուրջ իրենց ուղեծրերով։
Միջուկը դրական լիցք ունի, իսկ էլեկտրոնները՝ բացասական։ Արեգակնային համակարգում գործող ծանրության ուժերի փոխարեն ատոմում գործում են էլեկտրական ուժեր։ Ատոմային միջուկի էլեկտրական լիցքը, որը թվայինորեն հավասար է Մենդելեևի պարբերական համակարգի սերիական համարին, հավասարակշռված է էլեկտրոնային լիցքերի գումարով. ատոմը էլեկտրականորեն չեզոք է:
Այս երկու մոդելներն էլ հակասական են:
1913 թվականին դանիացի մեծ ֆիզիկոս Ն.Բորը կիրառեց քվանտացման սկզբունքը ատոմի կառուցվածքի և ատոմային սպեկտրների բնութագրերի խնդիրը լուծելու համար։
Ն.Բորի ատոմի մոդելը հիմնված էր Է.Ռադերֆորդի մոլորակային մոդելի և նրա կողմից մշակված ատոմային կառուցվածքի քվանտային տեսության վրա։ Ն. Բորը առաջ քաշեց ատոմի կառուցվածքի վարկած՝ հիմնված երկու պոստուլատների վրա, որոնք լիովին անհամատեղելի են դասական ֆիզիկայի հետ.
1) յուրաքանչյուր ատոմում կան էլեկտրոնների մի քանի անշարժ վիճակներ (մոլորակային մոդելի լեզվով՝ մի քանի անշարժ ուղեծրեր), որոնք շարժվում են, որոնց երկայնքով էլեկտրոնը կարող է գոյություն ունենալ առանց ճառագայթման։ ;
2) երբ էլեկտրոնը անցնում է մի անշարժ վիճակից մյուսը, ատոմն արտանետում կամ կլանում է էներգիայի մի մասը:
Ի վերջո, սկզբունքորեն անհնար է ճշգրիտ նկարագրել ատոմի կառուցվածքը` հիմնվելով կետային էլեկտրոնների ուղեծրերի գաղափարի վրա, քանի որ նման ուղեծրեր իրականում գոյություն չունեն:
Ն.Բորի տեսությունը ներկայացնում է, ասես, ժամանակակից ֆիզիկայի զարգացման առաջին փուլի սահմանագիծը։ Սա ատոմի կառուցվածքը դասական ֆիզիկայի հիման վրա նկարագրելու վերջին փորձն է՝ այն լրացնելով միայն փոքր թվով նոր ենթադրություններով։
Թվում էր, թե Ն. Բորի պոստուլատներն արտացոլում են նյութի որոշ նոր, անհայտ հատկություններ, բայց միայն մասամբ։ Այս հարցերի պատասխանները ստացվել են քվանտային մեխանիկայի զարգացման արդյունքում։ Պարզվեց, որ Ն.Բորի ատոմային մոդելը պետք չէ բառացի ընդունել, ինչպես սկզբում էր։ Ատոմում տեղի ունեցող գործընթացները, սկզբունքորեն, չեն կարող պատկերացվել մեխանիկական մոդելների տեսքով՝ մակրոտիեզերքի իրադարձությունների անալոգիայի միջոցով: Նույնիսկ մակրոտիեզերքում գոյություն ունեցող տարածության և ժամանակի հասկացությունները անհարիր են միկրոֆիզիկական երևույթները նկարագրելու համար։ Տեսական ֆիզիկոսների ատոմն ավելի ու ավելի էր դառնում հավասարումների վերացական աննկատելի գումար։
2.2 Մակրոաշխարհ
Macroworld- անձին համարժեք կայուն ձևերի և արժեքների աշխարհը, ինչպես նաև մոլեկուլների, օրգանիզմների, օրգանիզմների համայնքների բյուրեղային համալիրները. մակրոօբյեկտների աշխարհը, որի չափը փոխկապակցված էՄարդկային փորձի մասշտաբները. տարածական մեծություններն արտահայտվում են միլիմետրերով, սանտիմետրերով և կիլոմետրերով, իսկ ժամանակը` վայրկյաններով, րոպեներով, ժամերով, տարիներով:
Բնության ուսումնասիրության պատմության մեջ կարելի է առանձնացնել երկու փուլ՝ նախագիտական և գիտական։
Նախագիտական, կամ բնափիլիսոփայական ,
ընդգրկում է հնությունից մինչև փորձարարական բնագիտության ձևավորումը XVI–XVII դդ. Դիտարկված բնական երևույթները բացատրվել են սպեկուլյատիվ փիլիսոփայական սկզբունքների հիման վրա։
Բնական գիտությունների հետագա զարգացման համար ամենակարևորը նյութի ատոմիզմի դիսկրետ կառուցվածքի հայեցակարգն էր, ըստ որի բոլոր մարմինները բաղկացած են ատոմներից՝ աշխարհի ամենափոքր մասնիկներից։
Դասական մեխանիկայի ձևավորմամբ սկսվում է բնության ուսումնասիրության գիտական փուլը։
Քանի որ նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակների վերաբերյալ ժամանակակից գիտական գաղափարները մշակվել են դասական գիտության գաղափարների քննադատական վերաիմաստավորման ընթացքում, որոնք կիրառելի են միայն մակրո մակարդակի օբյեկտների համար, մենք պետք է սկսենք դասական ֆիզիկայի հասկացություններից:
Նյութի կառուցվածքի վերաբերյալ գիտական տեսակետների ձևավորումը սկսվում է 16-րդ դարից, երբ Գ.Գալիլեոն հիմք դրեց գիտության պատմության մեջ աշխարհի առաջին ֆիզիկական պատկերին՝ մեխանիկականին: Նա ոչ միայն հիմնավորեց Ն.Կոպեռնիկոսի հելիոկենտրոն համակարգը և հայտնաբերեց իներցիայի օրենքը, այլ մշակեց մեթոդաբանություն բնության նկարագրության նոր եղանակի համար՝ գիտական և տեսական։ Դրա էությունը կայանում էր նրանում, որ առանձնանում էին միայն որոշ ֆիզիկական և երկրաչափական բնութագրեր, որոնք դարձան գիտական հետազոտությունների առարկա։ Գալիլեոն գրել է. «Ես երբեք արտաքին մարմիններից այլ բան չեմ պահանջի, բացի չափից, թվից, քանակից և քիչ թե շատ արագ շարժումից, որպեսզի բացատրեմ համի, հոտի և ձայնի առաջացումը»:
Ի.Նյուտոնը, հենվելով Գալիլեոյի աշխատությունների վրա, մշակեց մեխանիկայի խիստ գիտական տեսություն՝ նկարագրելով ինչպես երկնային մարմինների շարժումը, այնպես էլ երկրայինի շարժումը։նույն օրենքների ներքո գտնվող օբյեկտները: Բնությունը դիտվում էր որպես բարդ մեխանիկական համակարգ:
Ի.Նյուտոնի և նրա հետևորդների կողմից մշակված աշխարհի մեխանիկական պատկերի շրջանակներում ձևավորվել է իրականության դիսկրետ (կորպուսուլյար) մոդել։ Նյութը համարվում էր նյութական նյութ, որը բաղկացած է առանձին մասնիկներից՝ ատոմներից կամ կորպուսկուլներից։ Ատոմները բացարձակապես ուժեղ են, անբաժանելի, անթափանց, բնութագրվում են զանգվածի և քաշի առկայությամբ։
Նյուտոնյան աշխարհի էական բնութագիրը էվկլիդեսյան երկրաչափության եռաչափ տարածությունն էր, որը բացարձակապես հաստատուն է և միշտ հանգիստ վիճակում։ Ժամանակը ներկայացվում էր որպես տարածությունից կամ նյութից անկախ մեծություն:
Շարժումը դիտվում էր որպես շարժում տարածության մեջ շարունակական հետագծերով՝ մեխանիկայի օրենքներին համապատասխան։
Աշխարհի Նյուտոնյան պատկերի արդյունքը Տիեզերքի պատկերն էր որպես հսկա և լիովին որոշված մեխանիզմ, որտեղ իրադարձություններն ու գործընթացները փոխկապակցված պատճառների և հետևանքների շղթա են:
Բնության նկարագրության մեխանիկական մոտեցումն անսովոր արգասաբեր է ստացվել։ Նյուտոնյան մեխանիկայից հետո ստեղծվեցին հիդրոդինամիկան, առաձգականության տեսությունը, ջերմության մեխանիկական տեսությունը, մոլեկուլային-կինետիկ տեսությունը և մի շարք այլ տեսություններ, որոնց համահունչ ֆիզիկան հսկայական հաջողությունների հասավ։ Այնուամենայնիվ, կային երկու ոլորտներ՝ օպտիկական և էլեկտրամագնիսական երևույթներ, որոնք հնարավոր չէր ամբողջությամբ բացատրել աշխարհի մեխանիկական պատկերի շրջանակներում։
Մեխանիկական կորպուսկուլյար տեսության հետ մեկտեղ փորձեր են արվել օպտիկական երևույթները բացատրել սկզբունքորեն այլ կերպ, այն է՝ X.Hygens-ի կողմից ձևակերպված ալիքային տեսության հիման վրա։ Ալիքային տեսությունը անալոգիա սահմանեց լույսի տարածման և ջրի մակերեսի վրա ալիքների շարժման կամ օդում ձայնային ալիքների միջև։ Այն ենթադրում էր առաձգական միջավայրի առկայություն, որը լրացնում է ամբողջ տարածությունը՝ լուսավոր եթերը: Ալիքային տեսության հիման վրա X. Հյուգենսը հաջողությամբ բացատրել է լույսի արտացոլումը և բեկումը։
Ֆիզիկայի մեկ այլ ոլորտ, որտեղ մեխանիկական մոդելները անբավարար էին, էլեկտրամագնիսական երևույթների ոլորտն էր: Անգլիացի բնագետ Մ. Ֆարադեյի փորձերը և անգլիացի ֆիզիկոս Ջ.Կ. Մաքսվելի տեսական աշխատանքը վերջապես ոչնչացրեցին Նյուտոնյան ֆիզիկայի գաղափարները դիսկրետ նյութի` որպես նյութի միակ տեսակի մասին և հիմք դրեցին աշխարհի էլեկտրամագնիսական պատկերին:
Էլեկտրամագնիսականության ֆենոմենը հայտնաբերել է դանիացի բնագետ Հ.Կ.Օերսթեդը, ով առաջինը նկատել է էլեկտրական հոսանքների մագնիսական ազդեցությունը։ Շարունակելով հետազոտությունն այս ուղղությամբ՝ Մ.Ֆարադեյը հայտնաբերեց, որ մագնիսական դաշտերի ժամանակավոր փոփոխությունն առաջացնում է էլեկտրական հոսանք։
Մ.Ֆարադեյը եկել է այն եզրակացության, որ էլեկտրականության և օպտիկայի դոկտրինան փոխկապակցված են և կազմում են մեկ տարածք։ Նրա աշխատանքը մեկնարկային կետ դարձավ J.K. Maxwell-ի հետազոտության համար, ում արժանիքը կայանում է մագնիսականության և էլեկտրականության մասին Մ.Ֆարադեյի գաղափարների մաթեմատիկական զարգացման մեջ: Մաքսվելը Ֆարադեյի դաշտային գծերի մոդելը «թարգմանեց» մաթեմատիկական բանաձեւի։ «Ուժերի դաշտ» հասկացությունն ի սկզբանե ձևավորվել է որպես օժանդակ մաթեմատիկական հասկացություն։ Ջ.Կ. Մաքսվելը դրան տվեց ֆիզիկական իմաստ և սկսեց դաշտը համարել որպես անկախ ֆիզիկական իրականություն. «Էլեկտրամագնիսական դաշտը տարածության այն մասն է, որը պարունակում և շրջապատում է էլեկտրական կամ մագնիսական վիճակում գտնվող մարմիններ»։
Իր հետազոտության հիման վրա Մաքսվելը կարողացավ եզրակացնել, որ լույսի ալիքները էլեկտրամագնիսական ալիքներ են։ Լույսի և էլեկտրականության միասնական էությունը, որն առաջարկել է Մ.Ֆարադեյը 1845 թվականին, իսկ Ջ.Կ.Մաքսվելը տեսականորեն հիմնավորել է 1862 թվականին, փորձնականորեն հաստատել է գերմանացի ֆիզիկոս Գ.Հերցը 1888 թվականին։
Գ.Հերցի ֆիզիկայի փորձերից հետո դաշտ հասկացությունը վերջնականապես հաստատվեց ոչ թե որպես օժանդակ մաթեմատիկական կոնստրուկցիա, այլ որպես օբյեկտիվորեն գոյություն ունեցող ֆիզիկական իրականություն։ Հայտնաբերվել է նյութի որակապես նոր, յուրահատուկ տեսակ։
Այսպիսով, մինչև XIX դարի վերջը. ֆիզիկան եկել է այն եզրակացության, որ նյութը գոյություն ունիերկու տեսակ՝ դիսկրետ նյութ և շարունակական դաշտ։
Անցած դարերի վերջին և ներկա դարերի սկզբին ֆիզիկայի հետագա հեղափոխական հայտնագործությունների արդյունքում ոչնչացվեցին դասական ֆիզիկայի գաղափարները նյութի և դաշտի մասին՝ որպես նյութի երկու որակապես եզակի տեսակներ։
2.3 Մեգաշխարհներ
Մեգաաշխարհ- սրանք մոլորակներ, աստղային համալիրներ, գալակտիկաներ, մետագալակտիկաներ - հսկայական տիեզերական մասշտաբների և արագությունների աշխարհ, որի հեռավորությունը չափվում է լուսային տարիներով, իսկ տիեզերական օբյեկտների կյանքի տևողությունը միլիոնավոր և միլիարդավոր տարիներ է:
Եվ չնայած այս մակարդակներն ունեն իրենց հատուկ օրենքները, միկրո, մակրո և մեգա աշխարհները սերտորեն փոխկապակցված են:
Մանրադիտակային մակարդակում ֆիզիկան այսօր զբաղվում է պրոցեսների ուսումնասիրությամբ, որոնք տեղի են ունենում 10-ից մինչև մինուս տասնութերորդ աստիճանի սմ երկարությամբ, 10-ից մինչև մինուս քսաներկրորդ հզորության s-ի ժամանակի ընթացքում: Մեգա աշխարհում գիտնականներն օգտագործում են գործիքներ՝ մեզնից մոտ 9-12 միլիարդ լուսային տարի հեռավորության վրա գտնվող առարկաները գրանցելու համար:
Մեգաաշխարհը կամ տիեզերքը, ժամանակակից գիտությունը համարում է բոլոր երկնային մարմինների փոխազդող և զարգացող համակարգ:
Բոլոր գոյություն ունեցող գալակտիկաները ամենաբարձր կարգի համակարգի մաս են կազմում- Մետագալակտիկա .
Մետագալակտիկայի չափերը շատ մեծ են՝ տիեզերական հորիզոնի շառավիղը 15-20 միլիարդ լուսային տարի է։
«Տիեզերք» և «Մետագալակտիկա» հասկացությունները շատ մոտ հասկացություններ են. դրանք բնութագրում են նույն օբյեկտը, բայց տարբեր առումներով։ «Տիեզերք» հասկացությունը նշանակում է ողջ գոյություն ունեցող նյութական աշխարհը. «Մետագալակտիկա» հասկացությունը՝ նույն աշխարհը, բայց նրա կառուցվածքի տեսանկյունից՝ որպես գալակտիկաների կարգավորված համակարգ։
Տիեզերքի կառուցվածքն ու էվոլյուցիան ուսումնասիրվում է տիեզերաբանությամբ .
Տիեզերագիտությունը, որպես բնագիտության ճյուղ, գտնվում է գիտության, կրոնի և փիլիսոփայության խաչմերուկում։ Տիեզերքի տիեզերաբանական մոդելները հիմնված են որոշակի գաղափարական նախադրյալների վրա, և այդ մոդելներն իրենք մեծ գաղափարական նշանակություն ունեն:
Դասական գիտության մեջ գոյություն ուներ, այսպես կոչված, Տիեզերքի անշարժ վիճակի տեսություն, ըստ որի Տիեզերքը միշտ եղել է գրեթե նույնը, ինչ հիմա է։ Աստղագիտությունը ստատիկ էր՝ ուսումնասիրվեցին մոլորակների և գիսաստղերի շարժումները, նկարագրվեցին աստղերը, ստեղծվեցին նրանց դասակարգումները, ինչը, իհարկե, շատ կարևոր էր։ Բայց տիեզերքի էվոլյուցիայի հարցը չբարձրացվեց։
Տիեզերքի ժամանակակից տիեզերաբանական մոդելները հիմնված են ընդհանուր տեսությունԱ.Էյնշտեյնի հարաբերականությունը, ըստ որի մետրիկտարածությունը և ժամանակը որոշվում է տիեզերքում գրավիտացիոն զանգվածների բաշխմամբ: Նրա հատկությունները որպես ամբողջություն որոշվում են նյութի միջին խտությամբ և այլ հատուկ ֆիզիկական գործոններով։
Էյնշտեյնի ձգողության հավասարումն ունի ոչ թե մեկ, այլ բազմաթիվ լուծումներ.ինչն է պատճառը Տիեզերքի բազմաթիվ տիեզերաբանական մոդելների գոյության։ Առաջին մոդելը մշակվել է անձամբ Ա. Այնշտայնի կողմից 1917 թվականին: Նա մերժել է Նյուտոնյան տիեզերագիտության պոստուլատները տարածության և ժամանակի բացարձակության և անսահմանության մասին: Համաձայն Ա.Էյնշտեյնի Տիեզերքի տիեզերաբանական մոդելի՝ համաշխարհային տարածությունը միատարր է և իզոտրոպ, նյութը նրանում միջինում բաշխված է հավասարաչափ, զանգվածների գրավիտացիոն ձգողականությունը փոխհատուցվում է համընդհանուր տիեզերական վանմամբ։
Տիեզերքի գոյության ժամանակը անսահման է, այսինքն. չունի ոչ սկիզբ, ոչ վերջ, իսկ տարածությունն անսահման է, բայց վերջավոր:
Տիեզերքը Ա.Էյնշտեյնի տիեզերաբանական մոդելում անշարժ է, ժամանակի մեջ անսահման և տարածության մեջ անսահմանափակ:
1922 թ Ռուս մաթեմատիկոս և երկրաֆիզիկոս Ա.Ա. Ֆրիդմանը մերժեց Տիեզերքի անշարժության մասին դասական տիեզերագիտության պոստուլատը և ստացավ Էյնշտեյնի հավասարման լուծումը, որը նկարագրում է Տիեզերքը «ընդլայնվող» տարածությամբ:
Քանի որ Տիեզերքում նյութի միջին խտությունը անհայտ է, այսօր մենք չգիտենք, թե Տիեզերքի այս տարածություններից որում ենք ապրում:
1927 թվականին բելգիացի վանահայր և գիտնական Ջ.տիեզերք՝ աստղագիտական դիտարկումների տվյալներով։ Լեմետրը ներկայացրեց Տիեզերքի սկզբի հայեցակարգը որպես եզակիություն (այսինքն գերխիտ վիճակ) և Տիեզերքի ծնունդը որպես Մեծ պայթյուն:
1929 թվականին ամերիկացի աստղագետ Է.Պ. Հաբլը հայտնաբերել է գալակտիկաների հեռավորության և արագության միջև տարօրինակ հարաբերությունների առկայությունը. բոլոր գալակտիկաները հեռանում են մեզանից, և արագությամբ, որը մեծանում է հեռավորությանը համամասնորեն, գալակտիկաների համակարգը ընդլայնվում է:
Տիեզերքի ընդլայնումը համարվում է գիտականորեն հաստատված փաստ։ Ըստ J. Lemaitre-ի տեսական հաշվարկների՝ Տիեզերքի շառավիղը սկզբնական վիճակում եղել է 10 -12 սմ, որն իր չափերով մոտ է էլեկտրոնային շառավղին, իսկ խտությունը՝ 10 96 գ/սմ 3։ Եզակի վիճակում Տիեզերքը աննշան փոքր չափի միկրոօբյեկտ էր: Սկզբնական եզակի վիճակից Տիեզերքն անցավ ընդլայնման՝ Մեծ պայթյունի հետևանքով:
Հետադարձ հաշվարկները որոշում են Տիեզերքի տարիքը 13-20 միլիարդ տարի: Գ.Ա. Գամովը ենթադրեց, որ նյութի ջերմաստիճանը բարձր է և ընկել է տիեզերքի ընդլայնման հետ մեկտեղ: Նրա հաշվարկները ցույց են տվել, որ Տիեզերքն իր էվոլյուցիայում անցնում է որոշակի փուլեր, որոնց ընթացքում տեղի է ունենում քիմիական տարրերի և կառուցվածքների ձևավորում։ Ժամանակակից տիեզերագիտության մեջ, պարզության համար, Տիեզերքի էվոլյուցիայի սկզբնական փուլը բաժանվում է «դարաշրջանների»։
Հադրոնների դարաշրջան. Ծանր մասնիկներ, որոնք մտնում են ուժեղ փոխազդեցության մեջ:
Լեպտոնների դարաշրջան.Լույսի մասնիկներ, որոնք մտնում են էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության մեջ:
Ֆոտոնների դարաշրջան.Տևողությունը 1 միլիոն տարի։ Զանգվածի մեծ մասը՝ տիեզերքի էներգիան, ընկնում է ֆոտոնների վրա։
Աստղային դարաշրջան.Դա գալիս է Տիեզերքի ծնունդից 1 միլիոն տարի անց: Աստղային դարաշրջանում սկսվում է նախաստղերի և նախագալակտիկաների ձևավորման գործընթացը։
Այնուհետև բացվում է Մետագալակտիկայի կառուցվածքի ձևավորման մեծ պատկերը:
Ժամանակակից տիեզերագիտության մեջ Մեծ պայթյունի վարկածի հետ մեկտեղ շատ տարածված է Տիեզերքի ինֆլյացիոն մոդելը, որը դիտարկում է Տիեզերքի ստեղծումը։ Ստեղծագործության գաղափարը շատ բարդ հիմնավորում ունի և կապված է քվանտային տիեզերագիտության հետ։ Այս մոդելը նկարագրում է Տիեզերքի էվոլյուցիան՝ սկսած ընդլայնման սկզբից 10 -45 վրկ պահից։
Գնաճի մոդելի կողմնակիցները համապատասխանություն են տեսնում տիեզերական էվոլյուցիայի և աշխարհի ստեղծման փուլերի միջև, որոնք նկարագրված են Աստվածաշնչի Ծննդոց գրքում:
Համաձայն գնաճային վարկածի՝ տիեզերական էվոլյուցիան վաղ Տիեզերքում անցնում է մի շարք փուլերով։
Տիեզերքի սկիզբը տեսական ֆիզիկոսները սահմանում են որպես քվանտային գերծանրության վիճակ՝ տիեզերքի 10-50 սմ շառավղով։
գնաճի փուլ. Քվանտային ցատկի արդյունքում Տիեզերքն անցավ գրգռված վակուումի վիճակի և դրանում նյութի և ճառագայթման բացակայության դեպքում ինտենսիվորեն ընդլայնվեց ըստ էքսպոնենցիալ օրենքի։ Այս ժամանակաշրջանում ստեղծվել է հենց Տիեզերքի տարածությունն ու ժամանակը։ 10-34 տևողությամբ գնաճային փուլի ընթացքում: Տիեզերքն ուռել է աներևակայելի փոքր քվանտային չափից՝ 10-33, հասնելով աներևակայելի մեծի՝ 10 1000000 սմ-ի, ինչը մեծության շատ պատվերներով մեծ է, քան դիտելի Տիեզերքի չափը՝ 10 28 սմ: Այս ամբողջ սկզբնական ժամանակահատվածում ոչ մի նյութ չի եղել: ոչ էլ ճառագայթումը Տիեզերքում:
Անցում գնաճային փուլից ֆոտոնային. Կեղծ վակուումի վիճակը քայքայվեց, արձակված էներգիան գնաց ծանր մասնիկների և հակամասնիկների ծնունդին, որոնք, ոչնչացվելով, տվեցին ճառագայթման (լույսի) հզոր բռնկում, որը լուսավորեց տիեզերքը:
Նյութի բաժանման փուլը ճառագայթումից. ոչնչացումից հետո մնացած նյութը դարձել է ճառագայթման թափանցիկ, նյութի և նյութի միջև շփումը.անհետացել է ճառագայթման պատճառով: Նյութից անջատված ճառագայթումը կազմում է ժամանակակից ռելիկտային ֆոն, որը տեսականորեն կանխատեսվել է Գ.Ա.
Հետագայում Տիեզերքի զարգացումը գնաց ամենապարզ միատարր վիճակից դեպի ավելի ու ավելի բարդ կառուցվածքների ստեղծում՝ ատոմներ (ի սկզբանե ջրածնի ատոմներ), գալակտիկաներ, աստղեր, մոլորակներ, ինտերիերում ծանր տարրերի սինթեզ։ աստղերի, այդ թվում՝ կյանքի ստեղծման, կյանքի առաջացման համար անհրաժեշտ և որպես արարչության պսակ՝ մարդը։
Տիեզերքի էվոլյուցիայի փուլերի տարբերությունը գնաճային մոդելում և Մեծ պայթյունի մոդելում վերաբերում է միայն 10-30 վրկ կարգի սկզբնական փուլին, ապա այս մոդելների միջև հիմնարար տարբերություններ չկան տիեզերական էվոլյուցիայի փուլերը հասկանալու համար: .
Միևնույն ժամանակ, այս մոդելները կարող են հաշվարկվել համակարգչում գիտելիքների և երևակայության օգնությամբ, բայց հարցը մնում է բաց.
Գիտնականների համար ամենամեծ դժվարությունն առաջանում է տիեզերական էվոլյուցիայի պատճառները բացատրելիս։ Եթե մենք հրաժարվենք մանրամասներից, ապա մենք կարող ենք առանձնացնել երկու հիմնական հասկացություններ, որոնք բացատրում են Տիեզերքի էվոլյուցիան՝ ինքնակազմակերպման հայեցակարգը և կրեացիոնիզմի հայեցակարգը:
Ինքնակազմակերպման հայեցակարգի համար նյութական Տիեզերքը միակ իրականությունն է, և դրանից բացի այլ իրականություն գոյություն չունի։ Տիեզերքի էվոլյուցիան նկարագրվում է ինքնակազմակերպման տեսանկյունից. կա համակարգերի ինքնաբուխ դասավորություն՝ ավելի ու ավելի բարդ կառուցվածքներ դառնալու ուղղությամբ: Դինամիկ քաոսը կարգ է ծնում:
Կրեացիոնիզմի հայեցակարգի շրջանակներում, այսինքն. ստեղծումը, տիեզերքի էվոլյուցիան կապված է ծրագրի իրականացման հետ ,
և այլն.................
Մոսկվայի բաց սոցիալական ակադեմիա
մաթեմատիկական և ընդհանուր բնական գիտությունների բաժին
Ակադեմիական կարգապահություն.
Ժամանակակից բնագիտության հասկացությունները.
Վերացական թեմա.
Նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակները.
Հեռակա կրթության ֆակուլտետ
խմբի համարը՝ ՓԵԲ-3.6
Վերահսկիչ:
Մոսկվա 2009 թ
ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ
I. Նյութերի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակները՝ միկրո, մակրո, մեգաաշխարհներ
1.1 Ժամանակակից տեսակետ նյութի կառուցվածքային կազմակերպման վերաբերյալ
II. Կառուցվածքը և դրա դերը կենդանի համակարգերի կազմակերպման գործում
2.1 Համակարգ և ամբողջություն
2.2 Մաս և տարր
2.3 Մասի և ամբողջի փոխազդեցություն
III. Ատոմ, մարդ, տիեզերք՝ բարդությունների երկար շղթա
ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ ՀԻՄՆԱԿԱՆՆԵՐ
Ներածություն
Բնության բոլոր օբյեկտները (կենդանի և անշունչ բնությունը) կարող են ներկայացվել որպես համակարգ՝ իրենց կազմակերպման մակարդակները բնութագրող հատկանիշներով։ Կենդանի նյութի կառուցվածքային մակարդակների հայեցակարգը ներառում է համակարգայինության և դրա հետ կապված կենդանի օրգանիզմների ամբողջականության կազմակերպումը: Կենդանի նյութը դիսկրետ է, այսինքն. բաժանված է ավելի ցածր կազմակերպության բաղկացուցիչ մասերի, որոնք ունեն որոշակի գործառույթներ: Կառուցվածքային մակարդակները տարբերվում են ոչ միայն բարդության դասերից, այլև գործելու ձևերից: Հիերարխիկ կառուցվածքն այնպիսին է, որ յուրաքանչյուր բարձր մակարդակ չի վերահսկում, այլ ներառում է ստորինը: Դիագրամը առավել ճշգրիտ արտացոլում է բնության ամբողջական պատկերը և ընդհանուր առմամբ բնական գիտության զարգացման մակարդակը: Հաշվի առնելով կազմակերպվածության մակարդակը՝ կարելի է դիտարկել կենդանի և անկենդան բնույթի նյութական օբյեկտների կազմակերպչական կառուցվածքների հիերարխիան։ Կառուցվածքների նման հիերարխիան սկսվում է տարրական մասնիկներից և ավարտվում կենդանի համայնքներով։ Կառուցվածքային մակարդակների հայեցակարգն առաջին անգամ առաջարկվել է 1920-ականներին։ մեր դարը։ Դրան համապատասխան, կառուցվածքային մակարդակները տարբերվում են ոչ միայն բարդության դասերով, այլև գործելու ձևերով։ Հայեցակարգը ներառում է կառուցվածքային մակարդակների հիերարխիա, որում յուրաքանչյուր հաջորդ մակարդակ ներառված է նախորդում:
Այս աշխատանքի նպատակն է ուսումնասիրել նյութի կառուցվածքային կազմակերպման հայեցակարգը:
I. Նյութերի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակները՝ միկրո, մակրո, մեգաաշխարհներ
Ժամանակակից գիտության մեջ նյութական աշխարհի կառուցվածքի մասին պատկերացումները հիմնված են համակարգված մոտեցման վրա, ըստ որի՝ նյութական աշխարհի ցանկացած առարկա՝ լինի դա ատոմ, մոլորակ և այլն։ կարելի է դիտարկել որպես համակարգ՝ բարդ կազմավորում, ներառյալ բաղադրիչները, տարրերը և դրանց միջև կապերը: Տարրն այս դեպքում նշանակում է տվյալ համակարգի նվազագույն, հետագա անբաժանելի մասը։
Տարրերի միջև կապերի ամբողջությունը կազմում է համակարգի կառուցվածքը, կայուն կապերը որոշում են համակարգի կարգուկանոնը: Հորիզոնական կապեր - համակարգող, ապահովում են համակարգի հարաբերակցությունը (հետևողականությունը), համակարգի ոչ մի մաս չի կարող փոխվել առանց այլ մասերի փոխելու: Ուղղահայաց կապերը ենթակայության օղակներ են, համակարգի որոշ տարրեր ենթակա են մյուսներին: Համակարգն ունի ամբողջականության նշան. սա նշանակում է, որ նրա բոլոր բաղկացուցիչ մասերը, երբ միավորվում են մեկ ամբողջության մեջ, ձևավորում են որակ, որը չի կարող կրճատվել մինչև առանձին տարրերի որակները: Ժամանակակից գիտական հայացքների համաձայն՝ բոլոր բնական օբյեկտները դասավորված, կառուցվածքային, հիերարխիկորեն կազմակերպված համակարգեր են։
Բառի ամենաընդհանուր իմաստով «համակարգը» վերաբերում է մեզ շրջապատող աշխարհի ցանկացած առարկայի կամ երևույթի և ներկայացնում է մասերի (տարրերի) փոխհարաբերությունն ու փոխազդեցությունը ամբողջի շրջանակներում։ Կառուցվածքը համակարգի ներքին կազմակերպումն է, որը նպաստում է դրա տարրերի միացմանը մեկ ամբողջության մեջ և տալիս է յուրահատուկ հատկանիշներ։ Կառուցվածքը որոշում է օբյեկտի տարրերի դասավորությունը: Տարրերը ցանկացած երևույթ, գործընթաց, ինչպես նաև ցանկացած հատկություն և հարաբերություն է, որը գտնվում է միմյանց հետ ինչ-որ փոխադարձ կապի և հարաբերությունների մեջ:
Նյութի կառուցվածքային կազմակերպումը հասկանալու համար կարևոր դեր է խաղում «զարգացում» հասկացությունը: Անկենդան և կենդանի բնության զարգացման հայեցակարգը դիտվում է որպես բնության օբյեկտների կառուցվածքի անշրջելի ուղղորդված փոփոխություն, քանի որ կառուցվածքն արտահայտում է նյութի կազմակերպվածության մակարդակը։ Կառույցի ամենակարևոր հատկությունը նրա հարաբերական կայունությունն է։ Կառուցվածքը որոշակի համակարգի ենթահամակարգերի միջև ներքին հարաբերությունների ընդհանուր, որակապես սահմանված և համեմատաբար կայուն կարգ է: «Կազմակերպության մակարդակ» հասկացությունը, ի տարբերություն «կառույց» հասկացության, ներառում է կառուցվածքների և դրա հաջորդականության փոփոխության գաղափարը: պատմական զարգացումհամակարգեր իր ստեղծման օրվանից: Թեև կառուցվածքի փոփոխությունը կարող է պատահական լինել և ոչ միշտ ուղղորդված, կազմակերպման մակարդակի փոփոխությունը տեղի է ունենում անհրաժեշտ ձևով:
Համակարգերը, որոնք հասել են կազմակերպման համապատասխան մակարդակին և ունեն որոշակի կառուցվածք, ձեռք են բերում տեղեկատվություն օգտագործելու ունակություն՝ վերահսկողության միջոցով իրենց կազմակերպվածության մակարդակը անփոփոխ պահելու (կամ բարձրացնելու) և նպաստելու իրենց էնտրոպիայի կայունությանը (կամ նվազմանը) խանգարման չափանիշ): Մինչև վերջերս բնական գիտությունները և այլ գիտությունները կարող էին անել առանց ամբողջական, համակարգված մոտեցման իրենց ուսումնասիրության օբյեկտներին, առանց հաշվի առնելու կայուն կառույցների ձևավորման և ինքնակազմակերպման գործընթացները:
Ներկայումս սիներգետիկայում ուսումնասիրվող ինքնակազմակերպման խնդիրները արդիական են դառնում բազմաթիվ գիտություններում՝ ֆիզիկայից մինչև էկոլոգիա։
Սիներգետիկների խնդիրն է հստակեցնել կազմակերպություն կառուցելու օրենքները, կարգի առաջացումը։ Ի տարբերություն կիբեռնետիկայի, այստեղ շեշտը դրվում է ոչ թե տեղեկատվության կառավարման և փոխանակման գործընթացների վրա, այլ կազմակերպության կառուցման սկզբունքների, դրա առաջացման, զարգացման և ինքնաբարդացման (Գ. Հակեն): Օպտիմալ պատվիրման և կազմակերպման հարցը հատկապես սուր է գլոբալ խնդիրների ուսումնասիրության մեջ՝ էներգետիկ, բնապահպանական և շատ այլ խնդիրներ, որոնք պահանջում են հսկայական ռեսուրսների ներգրավում:
1.1 ԺԱՄԱՆԱԿԱԿԻՑ ՀԱՅԱՍՏԱՆՆԵՐ ՆՅՈՒԹԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԱՅԻՆ ԿԱԶՄԱԿԵՐՊՄԱՆ ՄԱՍԻՆ.
Դասական բնագիտության մեջ նյութի կառուցվածքային կազմակերպման սկզբունքների ուսմունքը ներկայացված էր դասական ատոմիզմով։ Ատոմիզմի գաղափարները հիմք են ծառայել բնության մասին բոլոր գիտելիքների սինթեզի համար: 20-րդ դարում դասական ատոմիզմը ենթարկվեց արմատական վերափոխման։
Ժամանակակից սկզբունքներՆյութի կառուցվածքային կազմակերպումը կապված է համակարգային ներկայացուցչությունների զարգացման հետ և ներառում է համակարգի և դրա առանձնահատկությունների մասին որոշ հայեցակարգային գիտելիքներ, որոնք բնութագրում են համակարգի վիճակը, նրա վարքը, կազմակերպումը և ինքնակազմակերպումը, շրջակա միջավայրի հետ փոխգործակցությունը, նպատակասլացությունն ու կանխատեսելիությունը: վարքագիծը և այլ հատկություններ:
Համակարգերի ամենապարզ դասակարգումը նրանց բաժանումն է ստատիկ և դինամիկ, ինչը, չնայած իր հարմարությանը, դեռևս պայմանական է, քանի որ. աշխարհում ամեն ինչ անընդհատ փոփոխության մեջ է: Դինամիկ համակարգերը բաժանվում են դետերմինիստական և ստոխաստիկ (հավանական): Այս դասակարգումը հիմնված է համակարգերի վարքագծի դինամիկայի կանխատեսման բնույթի վրա: Նման համակարգերն ուսումնասիրվում են մեխանիկայի և աստղագիտության մեջ։ Ի տարբերություն դրանց, ստոխաստիկ համակարգերը, որոնք սովորաբար կոչվում են հավանականական - վիճակագրական, գործ ունեն զանգվածային կամ կրկնվող պատահական իրադարձությունների և երևույթների հետ։ Ուստի դրանցում եղած կանխատեսումները ոչ թե վստահելի են, այլ միայն հավանական։
Հետ փոխգործակցության բնույթով միջավայրըտարբերակել բաց և փակ (մեկուսացված) համակարգերը, երբեմն առանձնանում են նաև մասամբ բաց համակարգերը։ Նման դասակարգումը հիմնականում պայմանական է, քանի որ Փակ համակարգերի հայեցակարգը առաջացել է դասական թերմոդինամիկայի մեջ՝ որպես որոշակի աբստրակցիա։ Համակարգերի ճնշող մեծամասնությունը, եթե ոչ բոլորը, բաց կոդով են:
Սոցիալական աշխարհում հայտնաբերված շատ բարդ համակարգեր նպատակային են, այսինքն. կենտրոնացած է մեկ կամ մի քանի նպատակների հասնելու վրա, և տարբեր ենթահամակարգերում և կազմակերպության տարբեր մակարդակներում այդ նպատակները կարող են տարբեր լինել և նույնիսկ հակասության մեջ լինել միմյանց հետ:
Համակարգերի դասակարգումն ու ուսումնասիրությունը հնարավորություն տվեցին մշակել ճանաչման նոր մեթոդ, որը կոչվում էր համակարգային մոտեցում։ Համակարգային գաղափարների կիրառումը տնտեսական և սոցիալական գործընթացների վերլուծության մեջ նպաստեց խաղերի տեսության և որոշումների տեսության առաջացմանը։ Համակարգային մեթոդի մշակման ամենանշանակալի քայլը կիբեռնետիկայի առաջացումն էր՝ որպես տեխնիկական համակարգերի, կենդանի օրգանիզմների և հասարակության կառավարման ընդհանուր տեսություն։ Թեև վերահսկողության առանձին տեսություններ կային նույնիսկ մինչև կիբեռնետիկան, միասնական միջդիսցիպլինար մոտեցման ստեղծումը հնարավորություն տվեց բացահայտելու ավելի խորը և ընդհանուր օրինաչափությունները՝ որպես տեղեկատվության կուտակման, փոխանցման և փոխակերպման գործընթաց: Հսկումն ինքնին իրականացվում է ալգորիթմների օգնությամբ, որոնց մշակման համար օգտագործվում են համակարգիչներ։
Համընդհանուր համակարգերի տեսությունը, որը որոշել է համակարգերի մեթոդի հիմնարար դերը, արտահայտում է մի կողմից նյութական աշխարհի միասնությունը, իսկ մյուս կողմից՝ միասնությունը. գիտական գիտելիքներ. Նյութական գործընթացների այս դիտարկման կարևոր հետևանքն էր համակարգերի ճանաչողության մեջ կրճատման դերի սահմանափակումը։ Պարզ դարձավ, որ ինչքան որոշ պրոցեսներ տարբերվում են մյուսներից, որքան որակապես դրանք տարասեռ են, այնքան ավելի դժվար է դրանց կրճատումը։ Հետևաբար, ավելի բարդ համակարգերի օրենքները չեն կարող ամբողջությամբ կրճատվել ավելի ցածր ձևերի կամ ավելի պարզ համակարգերի օրենքներով: Որպես ռեդուկցիոնիստական մոտեցման հակապոդ՝ առաջանում է ամբողջական մոտեցում (հունարեն holos-ից՝ ամբողջ), ըստ որի ամբողջը միշտ նախորդում է մասերին և միշտ ավելի կարևոր է, քան մասերը։
Յուրաքանչյուր համակարգ մի ամբողջություն է, որը ձևավորվում է իր փոխկապակցված և փոխազդող մասերով: Ուստի բնական և սոցիալական համակարգերի ճանաչման գործընթացը կարող է հաջող լինել միայն այն դեպքում, երբ դրանցում մասերն ու ամբողջը ուսումնասիրվեն ոչ թե հակադրությամբ, այլ փոխազդեցության մեջ։
Ժամանակակից գիտությունը համակարգերը համարում է բարդ, բաց, զարգացման նոր ուղիների բազմաթիվ հնարավորություններով։ Բարդ համակարգի զարգացման և գործունեության գործընթացներն ունեն ինքնակազմակերպման բնույթ, այսինքն. արտաքին միջավայրի հետ ներքին կապերի և կապերի շնորհիվ ներքին համակարգված գործունեության առաջացումը: Ինքնակազմակերպումը նյութի ինքնաշարժման գործընթացի բնական գիտական արտահայտությունն է։ Ինքնակազմակերպվելու կարողություն ունեն կենդանի և անշունչ, ինչպես նաև արհեստական համակարգերը։
Նյութի համակարգային կազմակերպման ժամանակակից գիտականորեն հիմնավորված հայեցակարգում սովորաբար առանձնանում են նյութի երեք կառուցվածքային մակարդակներ.
միկրոտիեզերք - ատոմների և տարրական մասնիկների աշխարհ - չափազանց փոքր ուղղակիորեն աննկատելի առարկաներ, չափերը 10-8 սմ-ից մինչև 10-16 սմ են, իսկ կյանքի տևողությունը անսահմանությունից մինչև 10-24 վրկ:
մակրոկոսմը կայուն ձևերի և մարդկային չափերի արժեքների աշխարհն է՝ երկրային հեռավորություններ և արագություններ, զանգվածներ և ծավալներ. մակրոօբյեկտների չափերը համեմատելի են մարդկային փորձի մասշտաբների հետ՝ տարածական չափերը միլիմետրի ֆրակցիաներից մինչև կիլոմետրեր և ժամանակային չափումները՝ վայրկյանի կոտորակներից մինչև տարիներ:
մեգաաշխարհ - տիեզերքի աշխարհ (մոլորակներ, աստղային համալիրներ, գալակտիկաներ, մետագալակտիկաներ); հսկայական տիեզերական մասշտաբների և արագությունների աշխարհը, հեռավորությունը չափվում է լուսային տարիներով, իսկ ժամանակը միլիոնավոր և միլիարդավոր տարիներով.
Բնության կառուցվածքային մակարդակների հիերարխիայի ուսումնասիրությունը կապված է ինչպես մեգաաշխարհում, այնպես էլ միկրոաշխարհում այս հիերարխիայի սահմանների որոշման ամենադժվար խնդրի լուծման հետ։ Յուրաքանչյուր հաջորդ փուլի օբյեկտները առաջանում և զարգանում են նախորդ փուլի օբյեկտների որոշակի խմբերի միավորման և տարբերակման արդյունքում։ Համակարգերը դառնում են ավելի ու ավելի աստիճանավոր: Համակարգի բարդությունը մեծանում է ոչ միայն այն պատճառով, որ ավելանում է մակարդակների թիվը: Էական նշանակություն ունի նոր հարաբերությունների զարգացումը մակարդակների և շրջակա միջավայրի հետ, որոնք ընդհանուր են այդպիսի օբյեկտների և դրանց ասոցիացիաների համար:
Միկրոաշխարհը, լինելով մակրոաշխարհների և մեգաաշխարհների ենթամակարդակ, ունի բոլորովին եզակի առանձնահատկություններ և, հետևաբար, չի կարող նկարագրվել բնության այլ մակարդակների հետ կապված տեսություններով: Մասնավորապես, այս աշխարհն իր էությամբ պարադոքսալ է: Նրա համար «բաղկացած է» սկզբունքը չի գործում։ Այսպիսով, երբ երկու տարրական մասնիկներ բախվում են, ավելի փոքր մասնիկներ չեն ձևավորվում: Երկու պրոտոնների բախումից հետո առաջանում են բազմաթիվ այլ տարրական մասնիկներ՝ ներառյալ պրոտոնները, մեզոնները, հիպերոնները: Մասնիկների «բազմակի արտադրության» ֆենոմենը բացատրել է Հայզենբերգը՝ բախման ժամանակ մեծ կինետիկ էներգիա է վերածվում նյութի, և մենք դիտում ենք մասնիկների բազմակի ծնունդ։ Ակտիվորեն ուսումնասիրվում է միկրոաշխարհը։ Եթե 50 տարի առաջ հայտնի էին տարրական մասնիկների միայն 3 տեսակ (էլեկտրոնն ու պրոտոնը որպես նյութի ամենափոքր մասնիկներ և ֆոտոն՝ որպես էներգիայի նվազագույն բաժին), ապա այժմ հայտնաբերվել է մոտ 400 մասնիկ։ Միկրոտիեզերքի երկրորդ պարադոքսալ հատկությունը կապված է միկրոմասնիկի երկակի բնույթի հետ, որը և՛ ալիք է, և՛ մարմին: Ուստի այն չի կարող խիստ միանշանակ տեղայնացվել տարածության և ժամանակի մեջ։ Այս հատկանիշն արտացոլված է Հայզենբերգի անորոշության հարաբերությունների սկզբունքում։
Մարդու կողմից դիտարկվող նյութի կազմակերպման մակարդակները յուրացվում են՝ հաշվի առնելով բնական պայմաններըմարդու բնակություն, այսինքն. հաշվի առնելով մեր երկրային օրենքները: Այնուամենայնիվ, սա չի բացառում այն ենթադրությունը, որ նյութի ձևերն ու վիճակները, որոնք բնութագրվում են բոլորովին այլ հատկություններով, կարող են գոյություն ունենալ մեզանից բավական հեռու մակարդակներում: Այս առումով գիտնականները սկսեցին տարբերակել աշխարհակենտրոն և ոչ երկրակենտրոն նյութական համակարգերը:
Երկրակենտրոն աշխարհ - Նյուտոնյան ժամանակի և էվկլիդյան տարածության հղման և հիմնական աշխարհը նկարագրված է երկրային մասշտաբով օբյեկտների հետ կապված տեսությունների մի շարքով: Ոչ աշխարհակենտրոն համակարգերը օբյեկտիվ իրականության հատուկ տեսակ են, որոնք բնութագրվում են այլ տեսակի հատկանիշներով, այլ տարածությամբ, ժամանակով, շարժումով, քան երկրայինը: Ենթադրություն կա, որ միկրոտիեզերքն ու մեգաաշխարհը պատուհաններ են դեպի ոչ աշխարհակենտրոն աշխարհներ, ինչը նշանակում է, որ դրանց օրինաչափությունները, գոնե հեռավոր չափով, թույլ են տալիս պատկերացնել այլ տեսակի փոխազդեցություն, քան իրականության մակրոկոսմում կամ աշխարհակենտրոն տիպում:
Չկա խիստ սահման մեգա աշխարհի և մակրոաշխարհի միջև: Սովորաբար ենթադրվում է, որ նա
սկսվում է մոտ 107 տարածություններով և 1020 կգ զանգվածներով։ Մեգաաշխարհի սկզբի հղման կետը կարող է լինել Երկիրը (տրամագիծը՝ 1,28×10+7 մ, քաշը՝ 6×1021 կգ)։ Քանի որ մեգաաշխարհը գործ ունի մեծ հեռավորությունների հետ, դրանց չափման համար ներդրվում են հատուկ միավորներ՝ աստղագիտական միավոր, լուսային տարի և պարսեկ:
աստղագիտական միավոր (a.u.) –միջին հեռավորությունը Երկրից Արեգակ, հավասար է 1,5 × 1011 մ.
Լույսի տարի – հեռավորությունը, որով անցնում է լույսը մեկ տարում, այն է՝ 9,46 × 1015 մ։
Պարսեկ (պարալաքս երկրորդ) –հեռավորությունը, որով Երկրի ուղեծրի տարեկան պարալաքսը (այսինքն այն անկյունը, որով տեսանելի է Երկրի ուղեծրի կիսահիմնական առանցքը, որը գտնվում է տեսադաշտին ուղղահայաց) հավասար է մեկ վայրկյանի։ Այս հեռավորությունը 206265 AU է։ \u003d 3,08 × 1016 մ \u003d 3,26 սվ. Գ.
Երկնային մարմինները Տիեզերքում ձևավորում են տարբեր բարդության համակարգեր: Այսպիսով ձևավորվում են Արևը և նրա շուրջը շարժվող 9 մոլորակներ Արեգակնային համակարգ.Մեր գալակտիկայի աստղերի հիմնական մասը կենտրոնացած է սկավառակի մեջ, որը տեսանելի է Երկրից «կողքից» մառախլապատ շերտի տեսքով, որը հատում է երկնային ոլորտը՝ Ծիր Կաթինը:
Բոլոր երկնային մարմիններն ունեն զարգացման իրենց պատմությունը: Տիեզերքի տարիքը 14 միլիարդ տարի է: Արեգակնային համակարգի տարիքը գնահատվում է 5 միլիարդ տարի, Երկիրը՝ 4,5 միլիարդ տարի։
Այսօր բավականին տարածված է նյութական համակարգերի մեկ այլ տիպաբանություն։ Սա բնության բաժանումն է անօրգանականի և օրգանականի, որում սոցիալական ձևգործ. Անօրգանական նյութը տարրական մասնիկներն ու դաշտերն են, ատոմների միջուկները, ատոմները, մոլեկուլները, մակրոսկոպիկ մարմինները, երկրաբանական գոյացությունները։ Օրգանական նյութերը նույնպես ունեն բազմամակարդակ կառուցվածք՝ նախաբջջային մակարդակ՝ ԴՆԹ, ՌՆԹ, նուկլեինաթթուներ; բջջային մակարդակ - ինքնուրույն գոյություն ունեցող միաբջիջ օրգանիզմներ. բազմաբջիջ մակարդակ - հյուսվածքներ, օրգաններ, ֆունկցիոնալ համակարգեր (նյարդային, շրջանառու և այլն), օրգանիզմներ (բույսեր, կենդանիներ); վերօրգանիզմային կառույցներ՝ պոպուլյացիաներ, բիոցենոզներ, կենսոլորտ։ Սոցիալական նյութը գոյություն ունի միայն մարդկանց գործունեության շնորհիվ և ներառում է հատուկ ենթակառուցվածքներ՝ անհատ, ընտանիք, խումբ, կոլեկտիվ, պետություն, ազգ և այլն։
II. ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ ԵՎ ՆՐԱ ԴԵՐԸ ԿԵՆԴԱՆԻ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐԻ ԿԱԶՄԱԿԵՐՊՄԱՆ ՄԵՋ.
2.1 ՀԱՄԱԿԱՐԳ ԵՎ ԱՄԲՈՂՋ
Համակարգը փոխազդող տարրերի ամբողջություն է: Հունարենից թարգմանված՝ սա մի ամբողջություն է՝ կազմված մասերից, կապ։
Երկար պատմական էվոլյուցիայի ենթարկվելով՝ համակարգի հայեցակարգը 20-րդ դարի կեսերից։ դառնում է առանցքային գիտական հասկացություններից մեկը։
Համակարգի մասին նախնական պատկերացումներն առաջացել են հին փիլիսոփայությունորպես կեցության կարգ ու արժեք։ Համակարգ հասկացությունն այժմ ունի չափազանց լայն շրջանակ. գրեթե յուրաքանչյուր օբյեկտ կարելի է դիտարկել որպես համակարգ:
Յուրաքանչյուր համակարգ բնութագրվում է ոչ միայն իր բաղկացուցիչ տարրերի միջև կապերի և հարաբերությունների առկայությամբ, այլև շրջակա միջավայրի հետ իր անբաժան միասնությամբ:
Կան տարբեր տեսակի համակարգեր.
Մասերի և ամբողջի միջև կապի բնույթով `անօրգանական և օրգանական;
Ըստ նյութի շարժման ձևերի՝ մեխանիկական, ֆիզիկական, քիմիական, ֆիզիկաքիմիական;
Շարժման հետ կապված - վիճակագրական և դինամիկ;
Ըստ փոփոխությունների տեսակների՝ ոչ ֆունկցիոնալ, ֆունկցիոնալ, զարգացող;
Շրջակա միջավայրի հետ փոխանակման բնույթով՝ բաց և փակ.
Ըստ կազմակերպման աստիճանի՝ պարզ և բարդ;
Ըստ զարգացման մակարդակի՝ ցածր և բարձր;
Ըստ ծագման - բնական, արհեստական, խառը;
Զարգացման ուղղությամբ՝ առաջադեմ և հետընթաց։
Ըստ սահմանումներից մեկի՝ ամբողջն այն է, ինչին չի պակասում այն մասերը, որոնցից բաղկացած է, կոչվում է ամբողջ։ Ամբողջը պարտադիր ենթադրում է իր բաղադրիչների համակարգային կազմակերպում։
Ամբողջի հայեցակարգը արտացոլում է մասերի ներդաշնակ միասնությունը և փոխազդեցությունը որոշակի կարգավորված համակարգի համաձայն:
Ամբողջության և համակարգի հասկացությունների մերձեցումը հիմք է ծառայել դրանց ոչ ամբողջությամբ ճիշտ ամբողջական նույնականացման համար։ Համակարգի դեպքում մենք գործ ունենք ոչ թե մեկ օբյեկտի, այլ փոխազդող օբյեկտների խմբի հետ, որոնք փոխադարձաբար ազդում են միմյանց վրա։ Համակարգի հետագա բարելավմամբ՝ դեպի իր բաղադրիչների կարգուկանոնը, այն կարող է անցնել ամբողջականության: Ամբողջի հասկացությունը բնութագրում է ոչ միայն բաղկացուցիչ բաղադրիչների բազմակարծությունը, այլ նաև այն, որ մասերի կապն ու փոխազդեցությունը բնական են՝ բխող մասերի և ամբողջի զարգացման ներքին կարիքներից։
Հետեւաբար, ամբողջը հատուկ տեսակի համակարգ է։ Ամբողջի հայեցակարգը համակարգի բաղադրիչների փոխկապակցման ներքուստ անհրաժեշտ, օրգանական բնույթի արտացոլումն է, և երբեմն բաղադրիչներից մեկի փոփոխությունն անխուսափելիորեն առաջացնում է այս կամ այն փոփոխությունը մյուսում, հաճախ նաև ամբողջ համակարգի մեջ: .
Ամբողջի հատկությունները և մեխանիզմը, որպես կազմակերպման ավելի բարձր մակարդակ, համեմատած այն կազմակերպող մասերի հետ, չի կարող բացատրվել միայն այս մասերի հատկությունների և գործողության պահերի ամփոփմամբ՝ դիտարկված միմյանցից մեկուսացված: Ամբողջի նոր հատկությունները առաջանում են դրա մասերի փոխազդեցության արդյունքում. մասերի միավորման օրենքը.
Քանի որ ամբողջը որպես որակական որոշակիություն իր բաղադրիչների փոխազդեցության արդյունք է, անհրաժեշտ է կանգ առնել դրանց բնութագրերի վրա։ Լինելով համակարգի կամ ամբողջության բաղադրամասեր՝ բաղադրիչները միմյանց հետ մտնում են տարբեր հարաբերությունների մեջ։ Տարրերի միջև հարաբերությունները կարելի է բաժանել «տարր - կառուցվածք» և «մաս - ամբողջ»: Ամբողջի համակարգում նկատվում է մասերի ստորադասում ամբողջին։ Ամբողջի համակարգը բնութագրվում է նրանով, որ այն կարող է ստեղծել այն օրգանները, որոնք իրեն պակասում են։
2.2 ՄԱՍ ԵՎ ՏԱՐՐԵՐ
Տարրը օբյեկտի այնպիսի բաղադրիչ է, որը կարող է անտարբեր լինել օբյեկտի առանձնահատկությունների նկատմամբ: Կառուցվածքի կատեգորիայում կարելի է գտնել կապի հարաբերություն և հարաբերություն տարրերի միջև, որոնք անտարբեր են դրա առանձնահատկությունների նկատմամբ:
Մասը նույնպես օբյեկտի անբաժանելի բաղադրիչն է, բայց, ի տարբերություն տարրի, մի մասը բաղադրիչ է, որը անտարբեր չէ օբյեկտի առանձնահատկությունների նկատմամբ որպես ամբողջություն (օրինակ, աղյուսակը բաղկացած է մասերից՝ կափարիչ և ոտքեր, ինչպես նաև տարրեր՝ պտուտակների, պտուտակների ամրացնող մասեր, որոնց միջոցով կարելի է ամրացնել այլ իրեր՝ պահարաններ, պահարաններ և այլն)
Կենդանի օրգանիզմը որպես ամբողջություն բաղկացած է բազմաթիվ բաղադրիչներից։ Դրանցից մի քանիսը կլինեն պարզապես տարրեր, մյուսները՝ միաժամանակ և մասեր։ Մասերը միայն այնպիսի բաղադրիչներ են, որոնք բնորոշ են կյանքի գործառույթներին (նյութափոխանակություն և այլն). բջիջ; տեքստիլ; օրգան; օրգան համակարգ.
Նրանք բոլորն ունեն կենդանի էակի գործառույթներ, բոլորն էլ կատարում են իրենց հատուկ գործառույթները ամբողջի կազմակերպման համակարգում։ Հետևաբար, մասը ամբողջի այնպիսի բաղադրիչ է, որի գործունեությունը որոշվում է բուն ամբողջի բնույթով, էությամբ։
Բացի մասերից, մարմնում կան նաև այլ բաղադրիչներ, որոնք ինքնուրույն չեն տիրապետում կյանքի գործառույթներին, այսինքն. ոչ կենդանի բաղադրիչներ են։ Սրանք են տարրերը։ Ոչ կենդանի տարրերը առկա են կենդանի նյութի համակարգային կազմակերպման բոլոր մակարդակներում.
Բջջի պրոտոպլազմում - օսլայի հատիկներ, ճարպի կաթիլներ, բյուրեղներ;
Բազմաբջջային օրգանիզմում ոչ կենդանի բաղադրիչները, որոնք չունեն իրենց սեփական նյութափոխանակությունը և իրենց վերարտադրվելու ունակությունը, ներառում են մազերը, ճանկերը, եղջյուրները, սմբակները և փետուրները։
Այսպիսով, մասը և տարրը կազմում են ապրելու կազմակերպման անհրաժեշտ բաղադրիչները որպես ինտեգրալ համակարգ։ Առանց տարրերի (ոչ կենդանի բաղադրիչներ) մասերի (կենդանի բաղադրիչների) աշխատանքը անհնար է: Հետևաբար, միայն երկու տարրերի և մասերի կուտակային միասնությունը, այսինքն. անշունչ և կենդանի բաղադրիչներ, կազմում է կյանքի համակարգային կազմակերպումը, նրա ամբողջականությունը։
2.2.1 ԿԱՐԳԵՐԻ ՄԱՍԻ ԵՎ ՏԱՐՐԵՐԻ ՀԱՐԱԲԵՐՈՒԹՅՈՒՆԸ
Կատեգորիաների մասի և տարրի հարաբերակցությունը խիստ հակասական է: Մասի կատեգորիայի բովանդակությունը տարբերվում է տարրի կատեգորիայից. տարրերը ամբողջի բոլոր բաղկացուցիչ բաղադրիչներն են՝ անկախ նրանից՝ դրանցում արտահայտված է ամբողջի առանձնահատկությունը, թե ոչ, իսկ մասերը միայն այն տարրերն են, որոնցում առկա է օբյեկտի առանձնահատկությունը։ որպես ամբողջություն ուղղակիորեն արտահայտված է, հետևաբար մասի կատեգորիան ավելի նեղ է, քան տարրի կատեգորիան։ Մյուս կողմից, մասի կատեգորիայի բովանդակությունն ավելի լայն է, քան տարրի կատեգորիան, քանի որ տարրերի միայն որոշակի խումբ է կազմում: Եվ սա կարելի է ցույց տալ ցանկացած ամբողջության համար։
Սա նշանակում է, որ ամբողջի կառուցվածքային կազմակերպման մեջ կան որոշակի մակարդակներ կամ սահմաններ, որոնք տարանջատում են տարրերը մասերից։ Միևնույն ժամանակ, մաս և տարր կատեգորիաների տարբերությունը շատ հարաբերական է, քանի որ դրանք կարող են փոխակերպվել, օրինակ՝ օրգանները կամ բջիջները, գործելու ընթացքում, ոչնչացվում են, ինչը նշանակում է, որ դրանք մասերից վերածվում են տարրերի և հակառակը. դարձյալ կառուցված անշունչից, այսինքն. տարրեր և դառնալ մասեր: Օրգանիզմից չհեռացված տարրերը կարող են վերածվել աղի նստվածքների, որոնք արդեն իսկ մարմնի մաս են կազմում և բավականին անցանկալի։
2.3 ՄԱՍԻ ԵՎ ԱՄԲՈՂՋՈՒԹՅԱՆ ՓՈՓՈԽԱԿՑՈՒԹՅՈՒՆԸ
Մասի և ամբողջի փոխազդեցությունը կայանում է նրանում, որ մեկը ենթադրում է մյուսը, դրանք մեկն են և չեն կարող գոյություն ունենալ առանց միմյանց։ Չկա ամբողջություն առանց մասի և հակառակը՝ ամբողջից դուրս մասեր չկան։ Մասը մաս է դառնում միայն ամբողջի համակարգում։ Մասն իր իմաստը ձեռք է բերում միայն ամբողջի միջոցով, ինչպես որ ամբողջը մասերի փոխազդեցությունն է։
Մասի և ամբողջի փոխազդեցության մեջ առաջատար, որոշիչ դերը պատկանում է ամբողջին։ Մարմնի մասերը չեն կարող ինքնուրույն գոյություն ունենալ։ Ներկայացնելով օրգանիզմի անհատական հարմարվողական կառուցվածքները՝ մասերը առաջանում են էվոլյուցիայի ընթացքում՝ հանուն ամբողջ օրգանիզմի։
Օրգանական բնության մեջ գտնվող մասերի նկատմամբ ամբողջի որոշիչ դերը լավագույնս հաստատվում է ավտոտոմիայի և ռեգեներացիայի երևույթներով։ Մողեսը, պոչից բռնված, փախչում է՝ թողնելով պոչի ծայրը։ Նույնը տեղի է ունենում խեցգետնի, խեցգետնի ճանկերի հետ։ Ավտոտոմիա, այսինքն. Մողեսի մեջ պոչի ինքնուրույն կտրումը, խեցգետնիների և խեցգետնի մեջ ճանկերը պաշտպանիչ գործառույթ է, որը նպաստում է էվոլյուցիոն գործընթացում զարգացած մարմնի հարմարվողականությանը: Օրգանիզմը զոհաբերում է իր մասը՝ հանուն ամբողջի փրկության և պահպանման։
Ավտոտոմիայի ֆենոմենը նկատվում է այն դեպքերում, երբ օրգանիզմը կարողանում է վերականգնել կորցրած հատվածը։ Մողեսի պոչի բացակայող մասը կրկին աճում է (բայց միայն մեկ անգամ): Խեցգետիններն ու խեցգետինները նույնպես հաճախ կոտրված ճանկեր են աճեցնում: Սա նշանակում է, որ մարմինը կարողանում է նախ կորցնել մի մասը՝ հանուն ամբողջը փրկելու, որպեսզի հետո վերականգնի այդ մասը։
Վերածնման ֆենոմենն էլ ավելի է վկայում մասերի ենթակայության մասին ամբողջին. ամբողջը պարտադիր պահանջում է կորցրած մասերի որոշակի չափով կատարում։ ժամանակակից կենսաբանությունպարզել է, որ ոչ միայն ցածր կազմակերպված արարածները (բույսեր և նախակենդանիներ), այլև կաթնասուններն ունեն վերականգնողական ունակություն։
Վերականգնման մի քանի տեսակներ կան. վերականգնվում են ոչ միայն առանձին օրգաններ, այլ նաև ամբողջ օրգանիզմներ նրա առանձին հատվածներից (մարմնի կեսից կտրված օղակից հիդրա, նախակենդանիներ, կորալային պոլիպներ, անելիդներ, ծովային աստղեր և այլն): Ռուսական ժողովրդական բանահյուսության մեջ մենք գիտենք օձ-Գորինիչին, ում գլուխները կտրել են լավ ընկերները, որոնք անմիջապես աճեցին… Ընդհանուր կենսաբանական առումով, վերածնում կարելի է համարել որպես չափահաս օրգանիզմի զարգանալու ունակություն:
Այնուամենայնիվ, ամբողջի որոշիչ դերը մասերի նկատմամբ չի նշանակում, որ մասերը զուրկ են իրենց յուրահատկությունից։ Ամբողջի որոշիչ դերը ենթադրում է մասերի ոչ թե պասիվ, այլ ակտիվ դեր՝ ուղղված ամբողջ օրգանիզմի բնականոն կյանքի ապահովմանը։ Ներկայացվում է ընդհանուր համակարգամբողջի մասերը պահպանում են հարաբերական անկախությունն ու ինքնավարությունը։ Մի կողմից, մասերը հանդես են գալիս որպես ամբողջի բաղկացուցիչ մասեր, իսկ մյուս կողմից նրանք իրենք են մի տեսակ ինտեգրալ կառուցվածքներ, համակարգեր՝ իրենց հատուկ գործառույթներով և կառուցվածքներով։ Բազմաբջջային օրգանիզմում, բոլոր մասերից, հենց բջիջներն են ներկայացնում ամբողջականության և անհատականության ամենաբարձր մակարդակը:
Այն փաստը, որ մասերը պահպանում են իրենց հարաբերական անկախությունը և ինքնավարությունը, թույլ է տալիս առանձին օրգան համակարգերի ուսումնասիրության հարաբերական անկախություն՝ ողնուղեղ, ինքնավար նյարդային համակարգ, մարսողական համակարգեր և այլն, ինչը մեծ նշանակություն ունի պրակտիկայի համար: Դրա օրինակն է չարորակ ուռուցքների հարաբերական անկախության ներքին պատճառների ու մեխանիզմների ուսումնասիրությունն ու բացահայտումը։
Մասերի հարաբերական անկախությունը, ավելի մեծ չափով, քան կենդանիները, բնորոշ է բույսերին: Դրանք բնութագրվում են մյուսներից որոշ մասերի ձևավորմամբ `վեգետատիվ վերարտադրություն: Յուրաքանչյուրը, հավանաբար, իր կյանքում պետք է տեսներ այլ բույսերի հատումներ՝ պատվաստված, օրինակ՝ խնձորի ծառի վրա։
3..ԱՏՈՄ, ՄԱՐԴ, ՏԻԵԶԵՐՔ - ԲԱՐԴՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ԵՐԿԱՐ Շղթա
Ժամանակակից գիտության մեջ լայնորեն կիրառվում է կառուցվածքային վերլուծության մեթոդը, որը հաշվի է առնում ուսումնասիրվող օբյեկտի համակարգված բնույթը։ Ի վերջո, կառուցվածքը նյութական գոյության ներքին մասնատումն է, նյութի գոյության ձևը։ Նյութի կառուցվածքային մակարդակները ձևավորվում են ցանկացած տեսակի առարկաներից և բնութագրվում են դրանց բաղկացուցիչ տարրերի միջև փոխազդեցության հատուկ ձևով, օբյեկտիվ իրականության երեք հիմնական ոլորտների առնչությամբ այս մակարդակներն ունեն հետևյալ տեսքը.
| ՆՅՈՒԹԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԱՅԻՆ ՄԱՐԴԱԿՆԵՐԸ | |||
անօրգանական | Հասարակություն | ||
| 1 | Ենթամիկրոտարրական | Կենսաբանական մակրոմոլեկուլային | Անհատական |
| 2 | Միկրոտարրական | Բջջային | Ընտանիք |
| 3 | Միջուկային | միկրոօրգանական | Կոլեկտիվներ |
| 4 | Ատոմային | Օրգաններ և հյուսվածքներ | Խոշոր սոցիալական խմբեր (դասեր, ազգեր) |
| 5 | Մոլեկուլային | Ամբողջ մարմինը | Պետություն (քաղաքացիական հասարակություն) |
| 6 | մակրո մակարդակ | բնակչությունը | Պետական համակարգեր |
| 7 | Մեգա մակարդակ (մոլորակներ, աստղ-մոլորակ համակարգեր, գալակտիկաներ) | Բիոցենոզ | Մարդկություն |
| 8 | Մետա մակարդակ (մետագալակտիկաներ) | Կենսոլորտ | Նոսֆերա |
Օբյեկտիվ իրականության ոլորտներից յուրաքանչյուրը ներառում է մի շարք փոխկապակցված կառուցվածքային մակարդակներ։ Այս մակարդակներում գերիշխող են համակարգման հարաբերությունները, իսկ մակարդակների միջև՝ ստորադասները։
Նյութական օբյեկտների համակարգված ուսումնասիրությունը ներառում է ոչ միայն բազմաթիվ տարրերի փոխհարաբերությունների, կապերի և կառուցվածքի նկարագրության ուղիների ստեղծում, այլև դրանցից համակարգ ձևավորող, այսինքն. Համակարգային մոտեցումնյութական կազմավորումներին ենթադրում է ավելի բարձր մակարդակի դիտարկվող համակարգը հասկանալու հնարավորություն: Համակարգը սովորաբար բնութագրվում է հիերարխիկ կառուցվածքով, այսինքն՝ ավելի ցածր մակարդակի համակարգի հաջորդական ընդգրկումով ավելի բարձր մակարդակի համակարգում: Այսպիսով, նյութի կառուցվածքը անշունչ բնության (անօրգանական) մակարդակում ներառում է տարրական մասնիկներ, ատոմներ, մոլեկուլներ (միկրոաշխարհի առարկաներ, մակրոմարմիններ և մեգաաշխարհի առարկաներ. մոլորակներ, գալակտիկաներ, մետագալակտիկաների համակարգեր և այլն)։ Մետագալակտիկան հաճախ նույնացվում է ամբողջ Տիեզերքի հետ, բայց Տիեզերքը հասկացվում է բառի ամենալայն իմաստով, այն նույնական է ամբողջ նյութական աշխարհին և շարժվող նյութին, որը կարող է ներառել բազմաթիվ մետագալակտիկաներ և այլ տիեզերական համակարգեր:
Կառուցված է նաև վայրի բնությունը: Այն կարևորում է կենսաբանական և սոցիալական մակարդակը: Կենսաբանական մակարդակը ներառում է ենթամակարդակներ.
մակրոմոլեկուլներ (նուկլեինաթթուներ, ԴՆԹ, ՌՆԹ, սպիտակուցներ);
Բջջային մակարդակ;
միկրոօրգանական (միաբջիջ օրգանիզմներ);
մարմնի օրգանները և հյուսվածքները որպես ամբողջություն;
բնակչություն;
Բիոցենոզ;
Կենսոլորտային.
Այս մակարդակի հիմնական հասկացությունները վերջին երեք ենթամակարդակներում բիոտոպ, բիոցենոզ, կենսոլորտ հասկացություններն են, որոնք պահանջում են բացատրություն։
Կենսատոպ - միևնույն տեսակի (օրինակ՝ գայլերի ոհմակ) հավաքածու (համայնք), որը կարող է խաչասերվել և արտադրել իրենց տեսակը (պոպուլյացիաները):
Բիոցենոզ - օրգանիզմների պոպուլյացիաների մի շարք, որոնցում որոշ թափոնները պայման են ցամաքային կամ ջրային տարածքում բնակվող այլ օրգանիզմների գոյության համար:
Կենսոլորտը կյանքի գլոբալ համակարգ է, աշխարհագրական միջավայրի այն մասը (մթնոլորտի ստորին հատվածը, լիտոսֆերայի վերին մասը և հիդրոսֆերան), որը կենդանի օրգանիզմների բնակության վայրն է՝ ապահովելով նրանց գոյատևման համար անհրաժեշտ պայմաններ (ջերմաստիճան, հող, և այլն), ձևավորվել են կենսացենոզների փոխազդեցության արդյունքում:
Կյանքի ընդհանուր հիմքը կենսաբանական մակարդակում՝ օրգանական նյութափոխանակությունը (նյութի, էներգիայի և տեղեկատվության փոխանակում շրջակա միջավայրի հետ) դրսևորվում է առանձնահատուկ ենթամակարդակներից որևէ մեկում.
Օրգանիզմների մակարդակում նյութափոխանակությունը նշանակում է յուրացում և դիսիմիլացիա ներբջջային փոխակերպումների միջոցով.
Էկոհամակարգերի մակարդակում (բիոցենոզ) այն բաղկացած է մի նյութի փոխակերպման շղթայից, որն ի սկզբանե յուրացվել է արտադրող օրգանիզմների կողմից սպառողական օրգանիզմների և տարբեր տեսակներին պատկանող ոչնչացնող օրգանիզմների միջոցով.
Կենսոլորտի մակարդակում տեղի է ունենում նյութի և էներգիայի գլոբալ շրջանառություն՝ տիեզերական մասշտաբի գործոնների անմիջական մասնակցությամբ։
Կենսոլորտի զարգացման որոշակի փուլում առաջանում են կենդանի էակների հատուկ պոպուլյացիաներ, որոնք իրենց աշխատունակության շնորհիվ ձևավորել են մի տեսակ մակարդակ՝ սոցիալական։ Սոցիալական գործունեությունը կառուցվածքային առումով բաժանվում է ենթամակարդակների՝ անհատներ, ընտանիքներ, տարբեր թիմեր (արտադրություն), սոցիալական խմբեր և այլն։
Հասարակական գործունեության կառուցվածքային մակարդակը գտնվում է միմյանց հետ երկիմաստ գծային հարաբերությունների մեջ (օրինակ՝ ազգերի մակարդակը և պետությունների մակարդակը)։ հյուսել տարբեր մակարդակներումհասարակության շրջանակներում առաջանում է սոցիալական գործունեության մեջ պատահականության և քաոսի գերակայության գաղափարը: Բայց մանրակրկիտ վերլուծությունը բացահայտում է դրանում հիմնարար կառույցների առկայությունը՝ հասարակական կյանքի հիմնական ոլորտները, որոնք են նյութական և արտադրական, սոցիալական, քաղաքական, հոգևոր ոլորտները, որոնք ունեն իրենց օրենքներն ու կառուցվածքները։ Նրանք բոլորը, որոշակի առումով, ստորադասվում են որպես սոցիալ-տնտեսական ձևավորման մաս, խորապես կառուցված և որոշում են ընդհանուր սոցիալական զարգացման գենետիկական միասնությունը: Այսպիսով, նյութական իրականության երեք ոլորտներից որևէ մեկը ձևավորվում է մի շարք կոնկրետ կառուցվածքային մակարդակներից, որոնք խիստ կարգով են գտնվում իրականության որոշակի տարածքում: Անցումը մի տարածքից մյուսը կապված է համակարգերի ամբողջականությունն ապահովող ձևավորված գործոնների բարդության և ավելացման հետ։ Կառուցվածքային մակարդակներից յուրաքանչյուրի ներսում կան ենթակայության հարաբերություններ (մոլեկուլային մակարդակը ներառում է ատոմային մակարդակը և ոչ հակառակը): Նոր մակարդակների օրինաչափությունները անկրկնելի են այն մակարդակների օրինաչափություններին, որոնց հիման վրա նրանք առաջացել են, և առաջատար են նյութի կազմակերպման տվյալ մակարդակի համար: Կառուցվածքային կազմակերպություն, այսինքն. համակարգ, նյութի գոյության միջոց է։
Եզրակացություն
Ժամանակակից գիտության մեջ լայնորեն կիրառվում է կառուցվածքային վերլուծության մեթոդը, որը հաշվի է առնում ուսումնասիրվող օբյեկտների համակարգված բնույթը։ Ի վերջո, կառուցվածքը նյութական գոյության ներքին մասնատումն է, նյութի գոյության ձևը։
Նյութի կազմակերպման կառուցվածքային մակարդակները կառուցված են բուրգի սկզբունքով. ամենաբարձր մակարդակները բաղկացած են մեծ թվով ցածր մակարդակներից: Ստորին մակարդակները նյութի գոյության հիմքն են։ Առանց այդ մակարդակների «մատերիայի բուրգի» հետագա կառուցումն անհնար է։ Ավելի բարձր (բարդ) մակարդակները ձևավորվում են էվոլյուցիայի միջոցով՝ աստիճանաբար պարզից բարդի անցնելով: Նյութի կառուցվածքային մակարդակները ձևավորվում են ցանկացած տեսակի առարկաներից և բնութագրվում են դրանց բաղկացուցիչ տարրերի միջև փոխազդեցության հատուկ ձևով:
Կենդանի և անկենդան բնույթի բոլոր օբյեկտները կարող են ներկայացվել որպես որոշակի համակարգեր, որոնք ունեն հատուկ առանձնահատկություններ և հատկություններ, որոնք բնութագրում են իրենց կազմակերպվածության մակարդակը: Հաշվի առնելով կազմակերպվածության մակարդակը՝ կարելի է դիտարկել կենդանի և անկենդան բնույթի նյութական օբյեկտների կազմակերպչական կառուցվածքների հիերարխիան։ Կառուցվածքների նման հիերարխիան սկսվում է տարրական մասնիկներից, որոնք հանդիսանում են նյութի կազմակերպման սկզբնական մակարդակը, և ավարտվում կենդանի կազմակերպություններով և համայնքներով՝ կազմակերպման ամենաբարձր մակարդակներով։
Կենդանի նյութի կառուցվածքային մակարդակների հասկացությունը ներառում է համակարգայինության և դրա հետ կապված կենդանի օրգանիզմների օրգանական ամբողջականության ներկայացումներ: Այնուամենայնիվ, համակարգերի տեսության պատմությունը սկսվեց կենդանի նյութի կազմակերպման մեխանիկական ըմբռնմամբ, ըստ որի՝ ամեն բարձրը իջեցվեց դեպի ստորին՝ կյանքի գործընթացները՝ մինչև ֆիզիկաքիմիական ռեակցիաների ամբողջությունը, և մարմնի կազմակերպումը. մոլեկուլների, բջիջների, հյուսվածքների, օրգանների և այլնի փոխազդեցությունը:
Մատենագիտություն
1. Դանիլովա Վ.Ս. Ժամանակակից բնագիտության հիմնական հասկացությունները. Պրոց. նպաստ բուհերի համար. - Մ., 2000. - 256 էջ.
2. Նայդիշ Վ.Մ. Ժամանակակից բնագիտության հայեցակարգեր. Դասագիրք.. Էդ. 2-րդ, վերանայված. և լրացուցիչ - Մ. Ալֆա-Մ; INFRA-M, 2004. - 622 p.
3. Ռուզավին Գ.Ի. Ժամանակակից բնական գիտության հայեցակարգեր. Դասագիրք համալսարանների համար. - Մ., 2003. - 287 էջ.
4. Ժամանակակից բնագիտության հայեցակարգը՝ Էդ. Պրոֆեսոր Ս. Ի. Սամիգին, «Դասագրքեր և ուսումնական միջոցներ» շարք - 4-րդ հրատ., վերանայված: և լրացուցիչ - Ռոստով n / a: "Phoenix". 2003 -448c.
5. Դուբնիշչևա Տ.Յա. Ժամանակակից բնագիտության հայեցակարգը: Դասագիրք ուսանողների համար. համալսարաններ / 6-րդ հրտ., շտկ. և ավելացնել. - M; Հրատարակչական կենտրոն «Ակադեմիա», -20006.-608c.
Առաջին անգամ նյութ (hyle) հասկացությունը հանդիպում է Պլատոնի մոտ: Նյութը նրա ընկալմամբ որակներից զուրկ որոշակի ենթաշերտ է (նյութ), որից ձևավորվում են տարբեր չափերի և ձևերի մարմիններ. այն անձև է, անորոշ, պասիվ։ Հետագայում նյութը, որպես կանոն, նույնացվում էր կոնկրետ նյութի կամ ատոմների հետ։ Գիտության և փիլիսոփայության զարգացմանը զուգընթաց, նյութ հասկացությունը աստիճանաբար կորցնում է իր զգայական-կոնկրետ առանձնահատկությունները և դառնում ավելի ու ավելի վերացական։ Այն նախատեսված է ընդգրկելու այն ամենի անսահման բազմազանությունը, որն իրականում գոյություն ունի և անընդունելի է գիտակցությանը:
Դիալեկտիկական-մատերիալիստական փիլիսոփայության մեջ նյութը սահմանվում է որպես սենսացիաներով մեզ տրված օբյեկտիվ իրականություն, որը գոյություն ունի մարդու գիտակցությունից անկախ և արտացոլվում է դրանով։ Այս սահմանումը ամենաընդունվածն է ժամանակակից ռուսական փիլիսոփայական գրականության մեջ։ Նյութը գոյություն ունեցող միակ նյութն է: Այն հավերժ է և անսահման, անստեղծ և անխորտակելի, անսպառ և մշտական շարժման մեջ, ունակ ինքնակազմակերպվելու և արտացոլվելու: Գոյություն ունի՝ causa sui, ինքնին պատճառ (Բ. Սպինոզա)։ Այս բոլոր հատկությունները (էականություն, անսպառելիություն, անխորտակելիություն, շարժում, հավերժություն) անբաժանելի են նյութից և այդ պատճառով էլ կոչվում են նրա հատկանիշներ։ Նյութից անբաժան են նաև նրա ձևերը՝ տարածությունն ու ժամանակը։
Նյութը բարդ համակարգային կազմակերպություն է: Ըստ ժամանակակից գիտական տվյալների՝ նյութի կառուցվածքում կարելի է առանձնացնել երկու հիմնական մակարդակ (բաժանման սկզբունքը կյանքի առկայությունն է)՝ անօրգանական նյութեր (անշունչ բնություն) և օրգանական նյութեր (կենդանական բնույթ)։
Անօրգանական բնույթը ներառում է հետևյալ կառուցվածքային մակարդակները.
1. Տարրական մասնիկներ՝ ֆիզիկական նյութի ամենափոքր մասնիկները (ֆոտոններ, պրոտոններ, նեյտրինոներ և այլն), որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր հակամասնիկը։ Ներկայումս հայտնի են ավելի քան 300 տարրական մասնիկներ (ներառյալ հակամասնիկները), այդ թվում՝ այսպես կոչված «վիրտուալ մասնիկները», որոնք գոյություն ունեն միջանկյալ վիճակներում շատ կարճ ժամանակով։ Տարրական մասնիկների բնորոշ հատկանիշ
- փոխադարձ փոխակերպումների ունակություն.
2. Ատոմ - քիմիական տարրի ամենափոքր մասնիկը, որը պահպանում է իր հատկությունները: Այն բաղկացած է միջուկից և էլեկտրոնային թաղանթից։ Ատոմի միջուկը կազմված է պրոտոններից և նեյտրոններից։
3. Քիմիական տարր՝ նույն միջուկային լիցք ունեցող ատոմների ամբողջություն։ Հայտնի է 107 քիմիական տարր (19-ը ստացվում է արհեստական ճանապարհով), որոնցից կազմված են անշունչ և կենդանի բնության բոլոր նյութերը։
4. Մոլեկուլ - նյութի ամենափոքր մասնիկը, որն ունի իր բոլորը քիմիական հատկություններ. Բաղկացած է քիմիական կապերով միացված ատոմներից։
5. Մոլորակներ՝ արեգակնային համակարգի ամենազանգվածային մարմինները, որոնք շարժվում են արեգակի շուրջ էլիպսաձեւ ուղեծրերով։
6. Մոլորակային համակարգեր.
7. Աստղերը Արեգակին նման գազային (պլազմա) լուսավոր գնդիկներ են. դրանք պարունակում են Տիեզերքի նյութի մեծ մասը: Դրանք առաջանում են գազափոշու միջավայրից (հիմնականում ջրածնից և հելիումից)։
8. Գալակտիկաներ՝ հսկա մինչև հարյուր միլիարդ աստղային համակարգեր, մասնավորապես՝ մեր Գալակտիկա (Ծիր Կաթին), որը պարունակում է ավելի քան 100 միլիարդ աստղ։
9. Գալակտիկաների համակարգ.
Օրգանական բնությունը (կենսոլորտ, կյանք) ունի հետևյալ մակարդակները (ինքնակազմակերպման տեսակները).
1. Նախաբջջային մակարդակ - դեզոնուկլեինաթթուներ, ռիբոնուկլեինաթթուներ, սպիտակուցներ: Վերջիններս՝ բարձր մոլեկուլային օրգանական նյութերը, որոնք կառուցված են 20 ամինաթթուներից, կազմում են (նուկլեինաթթուների հետ միասին) բոլոր օրգանիզմների կենսագործունեության հիմքը։
2. Բջջ - տարրական կենսահամակարգ, բոլոր բույսերի և կենդանիների կառուցվածքի և կյանքի հիմքը:
3. Բուսական և կենդանական աշխարհի բազմաբջիջ օրգանիզմներ
- անհատներ կամ դրանց համակցություն.
4. Բնակչություն՝ միևնույն տեսակի առանձնյակների հավաքածու, որը երկար ժամանակ զբաղեցնում է որոշակի տարածք և վերարտադրվում է մեծ թվով սերունդների ընթացքում։
5. Բիոցենոզ՝ բույսերի, կենդանիների և միկրոօրգանիզմների ամբողջություն, որոնք բնակվում են հողի կամ ջրի տվյալ տարածքում:
6. Բիոգեոցենոզ (էկոհամակարգ)՝ երկրագնդի մակերեսի միատարր տարածք, կենդանի օրգանիզմների և նրանց ապրելավայրերի կողմից ձևավորված մեկ բնական համալիր։
Նյութը բաժանված է երեք մակարդակի.
1. Macroworld - օբյեկտների մի շարք, որոնց չափերը փոխկապակցված են մարդկային փորձի մասշտաբի հետ. տարածական մեծություններն արտահայտվում են միլիմետրերով, սանտիմետրերով, կիլոմետրերով, իսկ ժամանակը` վայրկյաններով, րոպեներով, ժամերով, տարիներով:
2. Միկրոկոսմ - չափազանց փոքր, ոչ ուղղակիորեն դիտարկվող միկրոօբյեկտների աշխարհ, որոնց տարածական չափը հաշվարկվում է մինչև 10 (-8) - մինչև 16 (-16) սմ, իսկ կյանքի տևողությունը անսահմանությունից մինչև 10 ( -24) վրկ.
3. Մեգաաշխարհ - հսկայական տիեզերական մասշտաբների և արագությունների աշխարհ, որի հեռավորությունը չափվում է լուսային տարիներով (իսկ լույսի արագությունը 3,000,000 կմ/վ է), իսկ տիեզերական օբյեկտների կյանքը՝ միլիոնավոր և միլիարդավոր տարիներ։
Սա նյութապաշտության տեսակետն է։ Ի տարբերություն մատերիալիստների, իդեալիստները ժխտում են նյութը որպես օբյեկտիվ իրականություն։ Սուբյեկտիվ իդեալիստների համար (Բերկլի, Մախ) նյութը «զգայությունների համալիր» է, օբյեկտիվ իդեալիստների համար (Պլատոն, Հեգել) այն ոգու, գաղափարի «այլության» արդյունք է։
3. Շարժումը և դրա հիմնական ձևերը. Տարածություն և ժամանակ.
Ամենալայն իմաստով, շարժումը, ինչպես կիրառվում է մատերիայի նկատմամբ, «փոփոխություն է ընդհանուր առմամբ», այն ներառում է աշխարհում տեղի ունեցող բոլոր փոփոխությունները։ Շարժման՝ որպես փոփոխության մասին գաղափարները ծագել են արդեն հին փիլիսոփայության մեջ և զարգացել երկու հիմնական գծով՝ նյութապաշտական և իդեալիստական:
Իդեալիստները շարժումը հասկանում են ոչ թե որպես օբյեկտիվ իրականության փոփոխություններ, այլ որպես զգայական ներկայացումների, գաղափարների և մտքերի փոփոխություններ: Այսպիսով, փորձ է արվում մտածել շարժման մասին՝ առանց նյութի։ Նյութերականությունը ընդգծում է շարժման վերագրվող բնույթը նյութի նկատմամբ (դրա անբաժանելիությունը նրանից) և նյութի շարժման առաջնայնությունը՝ կապված ոգու փոփոխությունների հետ։ Այսպիսով, Ֆ.Բեկոնը պաշտպանեց այն գաղափարը, որ նյութը լի է ակտիվությամբ և սերտորեն կապված է շարժման հետ՝ որպես իր բնածին հատկություն։
Շարժումը հատկանիշ է, նյութի անբաժանելի հատկություն, դրանք սերտորեն կապված են և գոյություն չունեն առանց միմյանց: Այնուամենայնիվ, գիտելիքի պատմության մեջ փորձեր են եղել պոկել այս հատկանիշը նյութից: Այսպիսով, «էներգիզմի» կողմնակիցները՝ փիլիսոփայության և բնական գիտության միտում, որն առաջացել է 19-րդ դարի վերջին: - քսաներորդ դարի սկիզբ. նրանք փորձում էին բոլոր բնական երևույթները վերածել էներգիայի փոփոխության՝ զուրկ նյութական հիմքից, այսինքն. պոկել շարժումը (իսկ էներգիան նյութի շարժման տարբեր ձևերի ընդհանուր քանակական չափումն է) նյութից։ Միևնույն ժամանակ էներգիան մեկնաբանվեց որպես զուտ հոգևոր երևույթ, և այս «հոգևոր նյութը» հռչակվեց այն ամենի հիմքում, ինչ գոյություն ունի։
Այս հայեցակարգը անհամատեղելի է էներգիայի փոխակերպման պահպանման օրենքի հետ, ըստ որի բնության մեջ էներգիան ոչնչից չի առաջանում և չի անհետանում. այն կարող է փոխվել միայն մի ձևից մյուսը: Հետևաբար, շարժումն անխորտակելի է և անբաժանելի նյութից:
Նյութը սերտորեն կապված է շարժման հետ, և այն գոյություն ունի իր կոնկրետ ձևերի տեսքով։ Հիմնականներն են՝ մեխանիկական, ֆիզիկական, քիմիական, կենսաբանական և սոցիալական։ Այս դասակարգումն առաջին անգամ առաջարկվել է Ֆ.Էնգելսի կողմից, սակայն ներկայումս այն ենթարկվել է որոշակի կոնկրետացման և ճշգրտման։ Այսպիսով, այսօր կարծիքներ կան, որ շարժման ինքնուրույն ձևերն են՝ երկրաբանական, էկոլոգիական, մոլորակային, համակարգչային և այլն։
Ժամանակակից գիտության մեջ մշակվում են գաղափարներ, որ մեխանիկական շարժումը կապված չէ նյութի կազմակերպման որևէ առանձին կառուցվածքային մակարդակի հետ։ Ավելի շուտ, դա մի ասպեկտ է, որոշակի կտրվածք, որը բնութագրում է մի քանի նման մակարդակների փոխազդեցությունը: Անհրաժեշտ է դարձել նաև տարբերակել տարրական մասնիկների և ատոմների փոխազդեցությունը բնութագրող քվանտային մեխանիկական շարժումը և մակրոմարմինների մակրոմեխանիկական շարժումը։
Զգալիորեն հարստացել են գաղափարները նյութի շարժման կենսաբանական ձևի մասին։ Հստակեցվեցին գաղափարները դրա հիմնական նյութական կրիչների մասին: Բացի սպիտակուցի մոլեկուլներից, որպես կյանքի մոլեկուլային կրող առանձնացվել են ԴՆԹ և ՌՆԹ թթուներ։
Նյութի շարժման ձևերը և դրանց փոխկապակցվածությունը բնութագրելիս անհրաժեշտ է նկատի ունենալ հետևյալը.
1. Յուրաքանչյուր ձեւ որակապես կոնկրետ է, բայց բոլորն էլ անքակտելիորեն կապված են եւ համապատասխան պայմաններում կարող են հանկարծակի շրջանագծի վերածվել։
2. Պարզ (ստորին) ձևերը բարձրագույն և բարդ ձևերի հիմքն են։
3. Շարժման ավելի բարձր ձևերը ներառում են ստորին ձևերը փոխակերպված ձևով: Վերջիններս երկրորդական են ավելի բարձր ձևի նկատմամբ, որն ունի իր օրենքները։
4. Անընդունելի ավելի բարձր ձևերնվազեցնել մինչև նվազագույնը: Այսպիսով, մեխանիզմի կողմնակիցները (XVII-XIX դդ.) բնության և հասարակության բոլոր երևույթները փորձել են բացատրել միայն դասական մեխանիկայի օրենքների օգնությամբ։ Մեխանիզմը ռեդուկցիոնիզմի ձև է, ըստ որի կազմակերպման ավելի բարձր ձևերը (օրինակ՝ կենսաբանական և սոցիալական) կարող են կրճատվել ավելի ցածրերի (օրինակ՝ ֆիզիկական կամ քիմիական) և ամբողջությամբ բացատրվել միայն վերջինիս օրենքներով (օրինակ. սոցիալական դարվինիզմ):
Շարժումը որպես «ընդհանուր փոփոխություն» ստորաբաժանվում է ոչ միայն ըստ իր հիմնական ձևերի, այլև ըստ տեսակների։ Քանակը օբյեկտի արտաքին որոշակիությունն է (նրա չափը, ծավալը, չափը, արագությունը և այլն);
սա փոփոխություն է, որը տեղի է ունենում օբյեկտի հետ, առանց դրա արմատական վերափոխման (օրինակ, քայլող մարդու): Որակը առարկայի ներքին կառուցվածքի, դրա էության հիմնարար վերափոխումն է (օրինակ՝ թիթեռի քրիզալիս, խմոր-հաց): Շարժման հատուկ տեսակ է զարգացումը։ Զարգացումը հասկացվում է որպես օբյեկտի կամ երևույթի անշրջելի, առաջադեմ, քանակական և որակական փոփոխություն (օրինակ՝ մարդու կյանքը, պատմության շարժումը, գիտության զարգացումը): Կարող է լինել կառուցվածքի բարդացում, օբյեկտի կամ երեւույթի կազմակերպվածության մակարդակի բարձրացում, որը սովորաբար բնութագրվում է որպես առաջընթաց։ Եթե շարժումը տեղի է ունենում հակառակ ուղղությամբ՝ ավելի կատարյալ ձևերից մինչև ավելի քիչ կատարյալ, ապա սա ռեգրեսիա է: Զարգացման գիտությունն իր ամբողջական ձևով դիալեկտիկա է։
Տարածություն և ժամանակ. Տիեզերքը նյութի գոյության ձև է, որն արտահայտում է նյութական առարկաների չափը, կառուցվածքը, համակեցության և համադրման կարգը։
Ժամանակը նյութի գոյության ձև է, որն արտահայտում է նյութական առարկաների գոյության տևողությունը և առարկաների հետ տեղի ունեցող փոփոխությունների հաջորդականությունը։
Ժամանակն ու տարածությունը սերտորեն փոխկապակցված են: Այն, ինչ տեղի է ունենում տարածության մեջ, տեղի է ունենում միաժամանակ ժամանակի մեջ, և այն, ինչ տեղի է ունենում ժամանակի մեջ, տարածության մեջ է:
Փիլիսոփայության և գիտության պատմության մեջ ձևավորվել են տարածության և ժամանակի երկու հիմնական հասկացություններ.
1. Էական հայեցակարգը տարածությունը և ժամանակը դիտարկում է որպես հատուկ անկախ սուբյեկտներ, որոնք գոյություն ունեն նյութական առարկաների հետ միասին և անկախ դրանցից: Տիեզերքը վերածվեց անսահման դատարկության («տուփ առանց պատերի»), որը պարունակում էր բոլոր մարմինները, մինչդեռ ժամանակը կրճատվեց մինչև «մաքուր» տեւողություն: Դեմոկրիտոսի կողմից ընդհանուր ձևակերպված այս գաղափարը ստացավ իր տրամաբանական եզրակացությունը Նյուտոնի բացարձակ տարածության և ժամանակի հայեցակարգում, որը կարծում էր, որ դրանց հատկությունները կախված չեն աշխարհում տեղի ունեցող նյութական գործընթացների բնույթից:
2. Հարաբերական հայեցակարգը տարածությունը և ժամանակը դիտարկում է ոչ թե որպես նյութից անկախ հատուկ սուբյեկտներ, այլ որպես իրերի գոյության ձևեր և առանց այդ իրերի դրանք ինքնին գոյություն չունեն (Արիստոտել, Լայբնից, Հեգել):
Էական և հարաբերական հասկացությունները միանշանակ կապված չեն աշխարհի նյութապաշտական կամ իդեալիստական մեկնաբանության հետ՝ մշակված և՛ մեկի, և՛ մյուսի հիման վրա։ Տարածության և ժամանակի դիալեկտիկական մատերիալիստական հասկացությունն էր
ձևակերպված հարաբերական մոտեցման շրջանակներում:
Տարածությունը և ժամանակը, որպես նյութի գոյության ձևեր, ունեն և՛ իրենց համար ընդհանուր, և՛ այս ձևերից յուրաքանչյուրին բնորոշ հատկություններ: Նրանց համընդհանուր հատկությունները ներառում են՝ օբյեկտիվություն և անկախություն մարդկային գիտակցությունից, նրանց անբաժան կապը միմյանց և շարժվող նյութի հետ, քանակական և որակական անսահմանություն, հավերժություն։ Տիեզերքը բնութագրում է նյութի չափը, նրա կառուցվածքը, նյութական համակարգերում տարրերի փոխազդեցությունը։ Դա ցանկացած նյութական օբյեկտի գոյության անփոխարինելի պայման է։ Իրական էության տարածությունը եռաչափ է, միատարր և իզոտրոպ: Տարածության միատարրությունը կապված է դրանում որևէ կերպ «հատկացված» կետերի բացակայության հետ։ Տիեզերքի իզոտրոպիան նշանակում է դրանում հնարավոր ուղղություններից որևէ մեկի հավասարությունը։
Ժամանակը նյութական էությունը բնութագրում է որպես հավերժական և անխորտակելի իր ամբողջության մեջ: Ժամանակը միաչափ է (ներկայից ապագա), ասիմետրիկ և անշրջելի։
Ժամանակի և տարածության դրսևորումը տարբեր է տարբեր ձևերշարժումները, հետևաբար, վերջին տարիներին առանձնացվել են կենսաբանական, հոգեբանական, սոցիալական և այլ տարածություններ ու ժամանակ։
Այսպիսով, օրինակ, հոգեբանական ժամանակը կապված է նրա հոգեվիճակների, վերաբերմունքի և այլնի հետ։ Ժամանակը տվյալ իրավիճակում կարող է «դանդաղել» կամ, ընդհակառակը, «արագանալ», «թռչել» կամ «ձգվել»։ Սա ժամանակի սուբյեկտիվ զգացողություն է:
Կենսաբանական ժամանակը կապված է կենդանի օրգանիզմների կենսառիթմերի, ցերեկվա և գիշերվա փոփոխության, արեգակնային գործունեության եղանակների և ցիկլերի հետ։ Ենթադրվում է նաև, որ կան բազմաթիվ կենսաբանական տարածքներ (օրինակ՝ որոշակի օրգանիզմների տարածման տարածքները կամ դրանց պոպուլյացիաները)։
Սոցիալական ժամանակը, կապված մարդկության զարգացման, պատմության հետ, նույնպես կարող է արագացնել ու դանդաղեցնել իր ընթացքը։ Այս արագացումը հատկապես բնորոշ է քսաներորդ դարին՝ կապված գիտատեխնիկական առաջընթացի հետ։ Գիտական և տեխնոլոգիական հեղափոխությունը բառացիորեն սեղմեց սոցիալական տարածությունը և անհավատալիորեն արագացրեց ժամանակի ընթացքը՝ պայթուցիկ բնույթ հաղորդելով սոցիալ-տնտեսական գործընթացների զարգացմանը։ Մոլորակը դարձել է փոքր ու նեղ մարդկության համար որպես ամբողջություն, և մի ծայրից մյուսն անցնելու ժամանակը այժմ չափվում է ժամերով, ինչը պարզապես աներևակայելի էր նույնիսկ անցյալ դարում։
Քսաներորդ դարում բնական և ճշգրիտ գիտությունների հայտնագործությունների հիման վրա այս երկու հասկացությունների միջև վեճը լուծվեց։ Հարաբերությունները հաղթում են. Այսպիսով, Ն.Լոբաչևսկին իր ոչ էվկլիդեսյան երկրաչափության մեջ եկել է այն եզրակացության, որ տարածության հատկությունները միշտ և ամենուր նույնն են և անփոփոխ, բայց դրանք փոխվում են՝ կախված նյութի ամենաընդհանուր հատկություններից։ Համաձայն հարաբերականության տեսության
Ա.Էյնշտեյն, մարմինների տարածական-ժամանակային հատկությունները կախված են դրանց շարժման արագությունից (այսինքն՝ նյութի ցուցիչներից)։ Տարածական չափերը կրճատվում են շարժման ուղղությամբ, քանի որ մարմնի արագությունը մոտենում է լույսի արագությանը վակուումում (300000 կմ/վ), իսկ արագ շարժվող համակարգերում ժամանակային գործընթացները դանդաղում են։ Նա նաև ապացուցեց, որ ժամանակը դանդաղում է զանգվածային մարմինների մոտ, ինչպես դա տեղի է ունենում մոլորակների կենտրոնում: Այս ազդեցությունը որքան նկատելի է, այնքան մեծ է երկնային մարմինների զանգվածը։
Այսպիսով, Ա.Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսությունը ցույց տվեց անքակտելի կապ նյութի, տարածության և ժամանակի միջև։
Դասական բնական գիտության մեջ, և ամենից առաջ՝ անցյալ դարի բնագիտության մեջ, նյութի կառուցվածքային կազմակերպման սկզբունքների ուսմունքը ներկայացված էր դասական ատոմիզմով։ Հենց ատոմիզմի վրա փակվեցին գիտություններից յուրաքանչյուրում ծագող տեսական ընդհանրացումները։ Ատոմիզմի գաղափարները հիմք են ծառայել գիտելիքի և դրա սկզբնական հենակետի սինթեզի համար։ Այսօր բնական գիտության բոլոր բնագավառների բուռն զարգացման ազդեցության տակ դասական ատոմիզմը ենթարկվում է ինտենսիվ փոխակերպումների։ Նյութի կառուցվածքային կազմակերպման սկզբունքների մասին մեր պատկերացումների ամենակարևոր և լայնորեն նշանակալի փոփոխություններն այն փոփոխություններն են, որոնք արտահայտվում են համակարգային գաղափարների ներկայիս զարգացման մեջ:
Նյութի հիերարխիկ աստիճանային կառուցվածքի ընդհանուր սխեման, որը կապված է համեմատաբար անկախ և կայուն մակարդակների, հանգուցային կետերի առկայության ճանաչման հետ նյութի մի շարք բաժանումների մեջ, պահպանում է իր ուժը և էվրիստիկական արժեքները: Այս սխեմայի համաձայն, նյութի որոշակի մակարդակի դիսկրետ օբյեկտները, մտնելով հատուկ փոխազդեցությունների մեջ, ծառայում են որպես սկզբնական աղբյուրներ տարբեր հատկություններով և փոխազդեցության ձևերով սկզբունքորեն նոր տեսակի օբյեկտների ձևավորման և զարգացման համար: Միևնույն ժամանակ, բնօրինակ, համեմատաբար տարրական առարկաների ավելի մեծ կայունությունն ու անկախությունը որոշում են ավելի բարձր մակարդակի առարկաների կրկնվող և պահպանվող հատկությունները, հարաբերությունները և օրինաչափությունները: Այս դիրքորոշումը նույնն է տարբեր բնույթի համակարգերի համար:
Նյութի կառուցվածքը և համակարգային կազմակերպումը նրա կարևորագույն ատրիբուտներից են, դրանք արտահայտում են նյութի գոյության կանոնակարգվածությունը և այն առանձնահատուկ ձևերը, որոնցում այն դրսևորվում է։
Նյութի կառուցվածքը սովորաբար հասկացվում է որպես նրա կառուցվածքը մակրոկոսմում, այսինքն. գոյությունը մոլեկուլների, ատոմների, տարրական մասնիկների և այլնի տեսքով։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ մարդը մակրոսկոպիկ էակ է, և մակրոսկոպիկ կշեռքները նրան ծանոթ են, հետևաբար կառուցվածք հասկացությունը սովորաբար կապված է տարբեր միկրոօբյեկտների հետ:
Բայց եթե նյութը դիտարկենք որպես ամբողջություն, ապա նյութի կառուցվածքի հայեցակարգը կընդգրկի նաև մակրոսկոպիկ մարմինները, մեգաաշխարհի բոլոր տիեզերական համակարգերը և ցանկացած կամայականորեն մեծ տարածություն-ժամանակային մասշտաբներով: Այս տեսանկյունից «կառույց» հասկացությունը դրսևորվում է նրանով, որ այն գոյություն ունի ինտեգրալ համակարգերի անսահման բազմազանության տեսքով՝ սերտորեն փոխկապակցված, ինչպես նաև յուրաքանչյուր համակարգի կառուցվածքի կարգուկանոնով։ Նման կառուցվածքը քանակական և որակական առումով անսահման է։
Նյութի կառուցվածքային անսահմանության դրսեւորումներն են.
- միկրոաշխարհի առարկաների և գործընթացների անսպառելիությունը.
- տարածության և ժամանակի անսահմանություն;
– փոփոխությունների անսահմանություն և գործընթացների զարգացում:
Օբյեկտիվ իրականության ձևերի բոլոր բազմազանությունից էմպիրիկորեն հասանելի է մնում միայն նյութական աշխարհի վերջավոր տարածքը, որն այժմ տարածվում է 10 -15-ից մինչև 10 28 սմ մասշտաբով, իսկ ժամանակի ընթացքում՝ մինչև 2 × 10 9: տարիներ։
Նյութի կառուցվածքայնությունը և համակարգային կազմակերպվածությունը նրա կարևորագույն հատկանիշներից են: Նրանք արտահայտում են նյութի գոյության կանոնակարգությունը և դրա հատուկ ձևերը, որոնցում այն դրսևորվում է:
Նյութական աշխարհը մեկն է՝ մենք նկատի ունենք, որ նրա բոլոր մասերը՝ անշունչ առարկաներից մինչև կենդանի էակներ, երկնային մարմիններից մինչև մարդ՝ որպես հասարակության անդամ, այս կամ այն կերպ կապված են:
Համակարգը մի բան է, որը որոշակիորեն կապված է միմյանց հետ և ենթարկվում է համապատասխան օրենքներին։
Հավաքածուի դասավորությունը ենթադրում է համակարգի տարրերի միջև կանոնավոր հարաբերությունների առկայություն, որն արտահայտվում է կառուցվածքային կազմակերպման օրենքների տեսքով։ Ներքին կարգը գոյություն ունի բոլոր բնական համակարգերում, որոնք առաջանում են մարմինների փոխազդեցության և նյութի բնական ինքնազարգացման արդյունքում։ Արտաքինը բնորոշ է տեխնածին արհեստական համակարգերին՝ տեխնիկական, արդյունաբերական, կոնցեպտուալ և այլն։
Նյութի կառուցվածքային մակարդակները ձևավորվում են ցանկացած դասի առարկաների որոշակի հավաքածուից և բնութագրվում են դրանց բաղկացուցիչ տարրերի միջև փոխազդեցության հատուկ տեսակով:
Հետևյալ հատկանիշները ծառայում են որպես տարբեր կառուցվածքային մակարդակների տարբերակման չափանիշ.
- տարածություն-ժամանակի սանդղակներ;
- ամենակարևոր հատկությունների մի շարք.
- շարժման հատուկ օրենքներ;
- հարաբերական բարդության աստիճանը, որն առաջանում է աշխարհի տվյալ տարածքում նյութի պատմական զարգացման գործընթացում.
- որոշ այլ ցուցումներ:
Ներկայումս հայտնի նյութի կառուցվածքային մակարդակները կարելի է առանձնացնել ըստ վերը նշված բնութագրերի հետևյալ ոլորտների.
1. Միկրոաշխարհ. Դրանք ներառում են.
- տարրական մասնիկներ և ատոմային միջուկներ - 10-15 սմ կարգի մակերես;
- ատոմներ և մոլեկուլներ 10 -8 -10 -7 սմ.
Միկրոաշխարհը մոլեկուլներ է, ատոմներ, տարրական մասնիկներ՝ չափազանց փոքր, ոչ ուղղակիորեն դիտարկվող միկրոօբյեկտների աշխարհ, որոնց տարածական բազմազանությունը հաշվարկվում է 10 -8-ից մինչև 10-16 սմ, իսկ կյանքի տևողությունը՝ անսահմանությունից մինչև 10-24: ս.
2. Macroworld՝ մակրոսկոպիկ մարմիններ 10 -6 -10 7 սմ.
Մակրոկոսմը մարդուն համարժեք կայուն ձևերի և արժեքների, ինչպես նաև մոլեկուլների, օրգանիզմների, օրգանիզմների համայնքների բյուրեղային համալիրների աշխարհն է. մակրոօբյեկտների աշխարհը, որի չափերը համեմատելի են մարդկային փորձի մասշտաբի հետ. տարածական մեծություններն արտահայտվում են միլիմետրերով, սանտիմետրերով և կիլոմետրերով, իսկ ժամանակը` վայրկյաններով, րոպեներով, ժամերով, տարիներով:
Մեգաաշխարհը մոլորակներ է, աստղային համալիրներ, գալակտիկաներ, մետագալակտիկաներ՝ հսկայական տիեզերական մասշտաբների և արագությունների աշխարհ, որի հեռավորությունը չափվում է լուսային տարիներով, իսկ տիեզերական օբյեկտների կյանքի տևողությունը միլիոնավոր և միլիարդավոր տարիներ է:
Եվ չնայած այս մակարդակներն ունեն իրենց հատուկ օրենքները, միկրո, մակրո և մեգա աշխարհները սերտորեն փոխկապակցված են:
3. Մեգաաշխարհ՝ տիեզերական համակարգեր և անսահմանափակ մասշտաբներ մինչև 1028 սմ։
Նյութի տարբեր մակարդակները բնութագրվում են տարբեր տեսակի կապերով:
10–13 սմ սանդղակով դիտվում են ուժեղ փոխազդեցություններ, միջուկի ամբողջականությունն ապահովվում է միջուկային ուժերով։
Ատոմների, մոլեկուլների, մակրոմարմինների ամբողջականությունն ապահովվում է էլեկտրամագնիսական ուժերով։
Տիեզերական մասշտաբով - գրավիտացիոն ուժեր:
Օբյեկտների չափերի մեծացման հետ փոխազդեցության էներգիան նվազում է: Եթե ընդունենք էներգիան գրավիտացիոն փոխազդեցությունմեկ միավորի համար, ապա ատոմում էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունը կլինի 1039 անգամ, իսկ նուկլոնների՝ միջուկը կազմող մասնիկների փոխազդեցությունը 1041 անգամ ավելի մեծ: Որքան փոքր են նյութական համակարգերի չափերը, այնքան ավելի ուժեղ են դրանց տարրերը փոխկապակցված:
Նյութի բաժանումը կառուցվածքային մակարդակների հարաբերական է։ Մատչելի տարածա-ժամանակային մասշտաբներում նյութի կառուցվածքը դրսևորվում է իր համակարգային կազմակերպվածությամբ, գոյություն ունենալով հիերարխիկ փոխազդեցության բազմաթիվ համակարգերի տեսքով՝ սկսած տարրական մասնիկներից մինչև Մետագալակտիկա։
Խոսելով կառուցվածքայնության՝ նյութական գոյության ներքին մասնահատման մասին, կարելի է նշել, որ որքան էլ լայն լինի գիտության աշխարհայացքի տիրույթը, այն սերտորեն կապված է ավելի ու ավելի նոր կառուցվածքային կազմավորումների հայտնաբերման հետ։ Օրինակ, եթե ավելի վաղ Տիեզերքի տեսարանը փակվում էր Գալակտիկայի կողմից, այնուհետև ընդլայնվում էր գալակտիկաների համակարգի, ապա այժմ Մետագալակտիկան ուսումնասիրվում է որպես հատուկ համակարգ՝ հատուկ օրենքներով, ներքին և արտաքին փոխազդեցություններով:
Ժամանակակից գիտության մեջ լայնորեն կիրառվում է կառուցվածքային վերլուծության մեթոդը, որը հաշվի է առնում ուսումնասիրվող օբյեկտների համակարգված բնույթը։ Ի վերջո, կառուցվածքը նյութական գոյության ներքին մասնատումն է, նյութի գոյության ձևը։ Նյութի կառուցվածքային մակարդակները ձևավորվում են ցանկացած տեսակի առարկաներից և բնութագրվում են դրանց բաղկացուցիչ տարրերի միջև փոխազդեցության հատուկ ձևով, օբյեկտիվ իրականության երեք հիմնական ոլորտների առնչությամբ այս մակարդակներն այսպիսի տեսք ունեն (Աղյուսակ 1):
Աղյուսակ 1 - Նյութի կառուցվածքային մակարդակները
|
անօրգանական բնույթ |
Կենդանի բնություն |
Հասարակություն |
|
Ենթամիկրոտարրական |
Կենսաբանական մակրոմոլեկուլային |
Անհատական |
|
Միկրոտարրական |
Բջջային |
Ընտանիք |
|
Միջուկային |
միկրոօրգանական |
Կոլեկտիվներ |
|
Ատոմային |
Օրգաններ և հյուսվածքներ |
Խոշոր սոցիալական խմբեր (դասեր, ազգեր) |
|
Մոլեկուլային |
Ամբողջ մարմինը |
Պետություն (քաղաքացիական հասարակություն) |
|
մակրո մակարդակ |
Բնակչություններ |
Պետական համակարգեր |
|
Մեգամակարդակ (մոլորակներ, աստղային-մոլորակային համակարգեր, գալակտիկաներ) |
Բիոցենոզ |
մարդկությունը որպես ամբողջություն |
|
Մեգա մակարդակ (մետագալակտիկաներ) |
Կենսոլորտ |
Նոսֆերա |
Օբյեկտիվ իրականության ոլորտներից յուրաքանչյուրը ներառում է մի շարք փոխկապակցված կառուցվածքային մակարդակներ։ Այս մակարդակներում գերակշռում են համակարգման հարաբերությունները, իսկ մակարդակների միջև՝ ստորադասները։
Նյութական օբյեկտների համակարգված ուսումնասիրությունը ներառում է ոչ միայն բազմաթիվ տարրերի հարաբերությունների, կապերի և կառուցվածքի նկարագրության ուղիների ստեղծում, այլև դրանցից համակարգ ձևավորողների ընտրություն, այսինքն. ապահովել համակարգի առանձին գործունեությունը և զարգացումը: Նյութական կազմավորումների նկատմամբ համակարգված մոտեցումը ենթադրում է դիտարկվող համակարգը ավելի բարձր մակարդակով հասկանալու հնարավորություն։ Համակարգը սովորաբար բնութագրվում է հիերարխիկ կառուցվածքով, այսինքն. ավելի ցածր մակարդակի համակարգի հաջորդական ընդգրկում ավելի բարձր մակարդակի համակարգում:
Այսպիսով, նյութի կառուցվածքը անշունչ բնության (անօրգանական) մակարդակում ներառում է տարրական մասնիկներ, ատոմներ, մոլեկուլներ (միկրոաշխարհի առարկաներ, մակրոմարմիններ և մեգաաշխարհի առարկաներ. մոլորակներ, գալակտիկաներ, մետագալակտիկաների համակարգեր և այլն)։ Մետագալակտիկան հաճախ նույնացվում է ամբողջ Տիեզերքի հետ, բայց Տիեզերքը հասկացվում է բառի ամենալայն իմաստով, այն նույնական է ամբողջ նյութական աշխարհին և շարժվող նյութին, որը կարող է ներառել բազմաթիվ մետագալակտիկաներ և այլ տիեզերական համակարգեր:
Կառուցված է նաև վայրի բնությունը: Այն կարևորում է կենսաբանական և սոցիալական մակարդակը: Կենսաբանական մակարդակը ներառում է ենթամակարդակներ.
- մակրոմոլեկուլներ (նուկլեինաթթուներ, ԴՆԹ, ՌՆԹ, սպիտակուցներ);
- բջջային մակարդակ;
- միկրոօրգանական (միաբջիջ օրգանիզմներ);
- մարմնի օրգանները և հյուսվածքները որպես ամբողջություն.
- բնակչություն;
- բիոցենոզ;
- կենսոլորտային.
Այս մակարդակի հիմնական հասկացությունները վերջին երեք ենթամակարդակներում բիոտոպ, բիոցենոզ, կենսոլորտ հասկացություններն են, որոնք պահանջում են բացատրություն։
Կենսատոպ - նույն տեսակի (օրինակ՝ գայլերի ոհմակ) անհատների հավաքածու (համայնք), որոնք կարող են խաչասերվել և վերարտադրել իրենց տեսակը (պոպուլյացիաները):
Բիոցենոզ - օրգանիզմների պոպուլյացիաների մի շարք, որոնցում որոշ թափոնները պայման են ցամաքային կամ ջրային տարածքում բնակվող այլ օրգանիզմների գոյության համար:
Կենսոլորտը կյանքի գլոբալ համակարգ է, աշխարհագրական միջավայրի այն մասը (մթնոլորտի ստորին հատվածը, լիտոսֆերայի վերին մասը և հիդրոսֆերան), որը կենդանի օրգանիզմների բնակության վայրն է՝ ապահովելով նրանց գոյատևման համար անհրաժեշտ պայմաններ (ջերմաստիճան, հող, և այլն), ձևավորվել են կենսացենոզների փոխազդեցության արդյունքում:
Կենսաբանական մակարդակում կյանքի ընդհանուր հիմքը` օրգանական նյութափոխանակությունը (նյութի, էներգիայի և տեղեկատվության փոխանակում շրջակա միջավայրի հետ) - դրսևորվում է առանձնահատուկ ենթամակարդակներից որևէ մեկում.
- օրգանիզմների մակարդակում նյութափոխանակությունը նշանակում է յուրացում և ցրում ներբջջային փոխակերպումների միջոցով.
- էկոհամակարգերի մակարդակում (բիոցենոզ) այն բաղկացած է մի նյութի փոխակերպումների շղթայից, որը սկզբնապես յուրացվել է արտադրող օրգանիզմների կողմից սպառողական օրգանիզմների և տարբեր տեսակներին պատկանող ոչնչացնող օրգանիզմների միջոցով.
- կենսոլորտի մակարդակում տեղի է ունենում նյութի և էներգիայի գլոբալ շրջանառություն՝ տիեզերական մասշտաբի գործոնների անմիջական մասնակցությամբ։
Կենսոլորտի զարգացման որոշակի փուլում առաջանում են կենդանի էակների հատուկ պոպուլյացիաներ, որոնք իրենց աշխատունակության շնորհիվ ձևավորել են մի տեսակ մակարդակ՝ սոցիալական։ Սոցիալական իրականությունը կառուցվածքային առումով բաժանվում է ենթամակարդակների՝ անհատներ, ընտանիքներ, տարբեր կոլեկտիվներ (արտադրություն), սոցիալական խմբեր և այլն։
Հասարակական գործունեության կառուցվածքային մակարդակը գտնվում է միմյանց հետ երկիմաստ գծային հարաբերությունների մեջ (օրինակ՝ ազգերի մակարդակը և պետությունների մակարդակը)։ Հասարակության ներսում տարբեր մակարդակների միահյուսումը ծնում է սոցիալական գործունեության մեջ պատահականության գերակայության և քաոսի գաղափարը: Բայց մանրակրկիտ վերլուծությունը բացահայտում է դրանում հիմնարար կառույցների առկայությունը՝ հասարակական կյանքի հիմնական ոլորտները, որոնք են նյութական և արտադրական, սոցիալական, քաղաքական, հոգևոր ոլորտները, որոնք ունեն իրենց օրենքներն ու կառուցվածքները։ Նրանք բոլորը, որոշակի առումով, ստորադասվում են որպես սոցիալ-տնտեսական ձևավորման մաս, խորապես կառուցված և որոշում են ընդհանուր սոցիալական զարգացման գենետիկական միասնությունը:
Այսպիսով, նյութական իրականության երեք ոլորտներից որևէ մեկը ձևավորվում է մի շարք կոնկրետ կառուցվածքային մակարդակներից, որոնք խիստ կարգով են գտնվում իրականության որոշակի տարածքում:
Անցումը մի տարածքից մյուսը կապված է համակարգերի ամբողջականությունն ապահովող ձևավորված գործոնների բարդության և ավելացման հետ։ Կառուցվածքային մակարդակներից յուրաքանչյուրի ներսում կան ենթակայության հարաբերություններ (մոլեկուլային մակարդակը ներառում է ատոմային մակարդակը և ոչ հակառակը): Նոր մակարդակների օրինաչափությունները անկրկնելի են այն մակարդակների օրինաչափություններին, որոնց հիման վրա նրանք առաջացել են, և առաջատար են նյութի կազմակերպման տվյալ մակարդակի համար: Կառուցվածքային կազմակերպություն, այսինքն. համակարգ, նյութի գոյության միջոց է։
2. ԿԵՆՍԱԲԱՆՈՒԹՅԱՆ ԵՐԵՔ «ՊԱՏԿԵՐ». ԱՎԱՆԴԱԿԱՆ ԿԱՄ ԲՆԱԿԱՆ ԿԵՆՍԱԲԱՆՈՒԹՅՈՒՆ
Կարող եք նաև խոսել կենսաբանության երեք հիմնական ուղղությունների կամ, պատկերավոր, կենսաբանության երեք պատկերների մասին.
1. Ավանդական կամ նատուրալիստական կենսաբանություն. Նրա ուսումնասիրության առարկան կենդանի բնությունն է իր բնական վիճակում և անբաժան ամբողջականությամբ՝ «Բնության տաճարը», ինչպես այն անվանել է Էրազմուս Դարվինը: Ավանդական կենսաբանության ակունքները գալիս են միջնադարից, չնայած այստեղ միանգամայն բնական է հիշել Արիստոտելի աշխատանքները, ով դիտարկել է կենսաբանության, կենսաբանական առաջընթացի հարցերը, փորձել է համակարգել կենդանի օրգանիզմները («Բնության սանդուղք»): Կենսաբանությունը անկախ գիտության վերածելը. նատուրալիստական կենսաբանությունը պատկանում է 18-19-րդ դդ. Նատուրալիստական կենսաբանության առաջին փուլը նշանավորվեց կենդանիների և բույսերի դասակարգումների ստեղծմամբ։ Դրանք ներառում են C. Linnaeus-ի (1707 - 1778) հայտնի դասակարգումը, որը բուսական աշխարհի ավանդական համակարգումն է, ինչպես նաև J.-B դասակարգումը։ Լամարկը, ով կիրառեց էվոլյուցիոն մոտեցում բույսերի և կենդանիների դասակարգմանը։ Ավանդական կենսաբանությունը ներկայումս չի կորցրել իր նշանակությունը։ Որպես ապացույց բերվում է էկոլոգիայի դիրքը կենսաբանական գիտությունների, ինչպես նաև բոլոր բնական գիտությունների մեջ։ Նրա դիրքերն ու հեղինակությունը ներկայումս չափազանց բարձր են, և այն հիմնականում հիմնված է ավանդական կենսաբանության սկզբունքների վրա, քանի որ ուսումնասիրում է օրգանիզմների փոխհարաբերությունները միմյանց հետ (բիոտիկ գործոններ) և շրջակա միջավայրի (աբիոտիկ գործոններ):
2. Ֆունկցիոնալ-քիմիական կենսաբանություն՝ արտացոլելով կենսաբանության սերտաճումը ճշգրիտ ֆիզիկական և քիմիական գիտությունների հետ։ Ֆիզիկաքիմիական կենսաբանության առանձնահատկությունը փորձարարական մեթոդների լայն կիրառումն է, որոնք թույլ են տալիս ուսումնասիրել կենդանի նյութը ենթամանրադիտակային, վերմոլեկուլային և մոլեկուլային մակարդակներում։ Ֆիզիկական և քիմիական կենսաբանության ամենակարևոր բաժիններից մեկը մոլեկուլային կենսաբանությունն է՝ գիտություն, որն ուսումնասիրում է կենդանի նյութի հիմքում ընկած մակրոմոլեկուլների կառուցվածքը: Կենսաբանությունը հաճախ անվանում են 21-րդ դարի առաջատար գիտություններից մեկը։
Ֆիզիկաքիմիական կենսաբանության մեջ օգտագործվող ամենակարևոր փորձարարական մեթոդները ներառում են պիտակավորված (ռադիոակտիվ) ատոմների մեթոդը, ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծության և էլեկտրոնային մանրադիտակի մեթոդները, ֆրակցիոն մեթոդները (օրինակ՝ տարբեր ամինաթթուների տարանջատում), համակարգիչների օգտագործումը և այլն։
3. Էվոլյուցիոն կենսաբանություն. Կենսաբանության այս ճյուղն ուսումնասիրում է օրգանիզմների պատմական զարգացման օրենքները։ Ներկայումս էվոլյուցիոնիզմ հասկացությունը, ըստ էության, դարձել է հարթակ, որի վրա տեղի է ունենում տարասեռ և մասնագիտացված գիտելիքների սինթեզ։ Դարվինի տեսությունը ժամանակակից էվոլյուցիոն կենսաբանության հիմքում է: Հետաքրքիր է նաև, որ Դարվինին ժամանակին հաջողվել է բացահայտել այնպիսի փաստեր և օրինաչափություններ, որոնք ունեն համամարդկային նշանակություն, այսինքն. նրա ստեղծած տեսությունը կիրառելի է ոչ միայն կենդանի, այլև անկենդան բնության մեջ տեղի ունեցող երևույթների բացատրության համար։ Ներկայումս էվոլյուցիոն մոտեցումը որդեգրվել է բոլոր բնական գիտությունների կողմից։ Միևնույն ժամանակ, էվոլյուցիոն կենսաբանությունը գիտելիքի անկախ ոլորտ է՝ իր խնդիրներով, հետազոտության մեթոդներով և զարգացման հեռանկարներով։
Ներկայումս փորձ է արվում սինթեզել կենսաբանության այս երեք ուղղությունները («պատկերները») և ձևավորել ինքնուրույն դիսցիպլին՝ տեսական կենսաբանություն։
4. Տեսական կենսաբանություն. Տեսական կենսաբանության նպատակը կենդանի նյութի հիմքում ընկած ամենահիմնարար և ընդհանուր սկզբունքների, օրենքների և հատկությունների իմացությունն է: Այստեղ տարբեր ուսումնասիրություններ տարբեր կարծիքներ են առաջ քաշում այն հարցի շուրջ, թե ինչ պետք է լինի տեսական կենսաբանության հիմքը։ Դիտարկենք դրանցից մի քանիսը.
Կենսաբանության աքսիոմներ. Բ.Մ. Ականավոր տեսաբան և փորձարար Մեդնիկովը եզրակացրել է 4 աքսիոմներ, որոնք բնութագրում են կյանքը և տարբերում այն «ոչ կյանքից»։
Աքսիոմ 1. Բոլոր կենդանի օրգանիզմները պետք է բաղկացած լինեն ֆենոտիպից և դրա կառուցման ծրագրից (գենոտիպ), որը ժառանգվում է սերնդից սերունդ։ Ժառանգված է ոչ թե կառուցվածքը, այլ կառուցվածքի նկարագրությունը և դրա արտադրության հրահանգները: Միայն մեկ գենոտիպի կամ մեկ ֆենոտիպի հիման վրա կյանքը անհնար է, քանի որ այս դեպքում հնարավոր չէ ապահովել ոչ կառույցի ինքնավերարտադրումը, ոչ էլ դրա ինքնասպասարկումը։ (D. Neumann, N. Wiener):
Աքսիոմ 2. Գենետիկական ծրագրերը չեն առաջանում նորովի, այլ կրկնօրինակվում են մատրիցային եղանակով: Նախորդ սերնդի գենը օգտագործվում է որպես մատրիցա, որի վրա կառուցված է հաջորդ սերնդի գենը։ Կյանքը մատրիցային պատճենումն է, որին հաջորդում է պատճենների ինքնուրույն հավաքումը (Ն.Կ. Կոլցով):
Աքսիոմ 3. Սերնդից սերունդ փոխանցման գործընթացում գենետիկական ծրագրերը բազմաթիվ պատճառներով փոխվում են պատահական և ոչ ուղղորդված, և միայն պատահաբար են այդ փոփոխությունները դառնում հարմարվողական։ Պատահական փոփոխությունների ընտրությունը ոչ միայն կյանքի էվոլյուցիայի հիմքն է, այլև դրա ձևավորման պատճառը, քանի որ ընտրությունն առանց մուտացիաների չի գործում։
Աքսիոմա 4.
Ֆենոտիպերի ձևավորման գործընթացում գենետիկական ծրագրերի պատահական փոփոխությունները բազմապատկվում են, ինչը հնարավորություն է տալիս դրանց ընտրությունը շրջակա միջավայրի գործոններով։ Ֆենոտիպերի պատահական փոփոխությունների ուժեղացման շնորհիվ կենդանի բնության էվոլյուցիան սկզբունքորեն անկանխատեսելի է (Ն.Վ. Տիմոֆեև-Ռեսովսկի):
Է.Ս. Բաուերը (1935) որպես կյանքի հիմնական բնութագիր առաջ քաշեց կենդանի համակարգերի կայուն ոչ հավասարակշռության սկզբունքը։
Լ. Բերտալանֆին (1932) կենսաբանական օբյեկտները դիտարկել է որպես դինամիկ հավասարակշռության վիճակում գտնվող բաց համակարգեր։
E. Schrödinger (1945), Բ.Պ. Աստաուրովը տեսական կենսաբանության ստեղծումը ներկայացնում էր տեսական ֆիզիկայի կերպարով։
Ս. Լեմը (1968) առաջ է քաշել կյանքի կիբեռնետիկ մեկնաբանությունը։
5. Ա.Ա. Մալինովսկին (1960) որպես տեսական կենսաբանության հիմք առաջարկել է մաթեմատիկական և համակարգային մեթոդներ։