Strukturelle nivåer av organisering av livløs materie. Abstrakte grunnleggende strukturelle nivåer av materie. Vi kan også snakke om tre hovedretninger av biologi eller, billedlig talt, tre bilder av biologi

1. Introduksjon.

Hele verden rundt oss beveger materie i dens uendelig varierte former og manifestasjoner, med alle dens egenskaper, forbindelser og relasjoner. La oss se nærmere på hva materie er, så vel som dens strukturelle nivåer.

1. Hva er saken. Historien om fremveksten av synet på materie.

Matter (lat. Materia - substans), "...en filosofisk kategori for å betegne objektiv virkelighet, som er gitt til en person i hans sanser, som kopieres, fotograferes, vises av våre sanser, eksisterer uavhengig av oss."

Materie er et uendelig sett av alle objekter og systemer som eksisterer i verden, underlaget for alle egenskaper, forbindelser, relasjoner og bevegelsesformer. Materie omfatter ikke bare alle direkte observerbare gjenstander og naturlegemer, men også alle de som i prinsippet kan bli kjent i fremtiden på grunnlag av forbedring av observasjons- og eksperimentmidlene. Fra den marxistisk-leninistiske materieforståelsens ståsted henger den organisk sammen med den dialektisk-materialistiske løsningen på filosofiens hovedspørsmål; den går ut fra prinsippet om verdens materielle enhet, materiens forrang i forhold til menneskelig bevissthet og prinsippet om verdens kjennbarhet på grunnlag av en konsekvent studie av spesifikke egenskaper, sammenhenger og former for bevegelse av materie.

Grunnlaget for ideer om strukturen til den materielle verden er en systemtilnærming, ifølge hvilken ethvert objekt i den materielle verden, det være seg et atom, planet, organisme eller galakse, kan betraktes som en kompleks formasjon, inkludert komponentdeler organisert i integritet. For å betegne integriteten til objekter i vitenskapen ble konseptet med et system utviklet.

Materie som en objektiv virkelighet inkluderer ikke bare materie i dens fire aggregeringstilstander (fast, flytende, gassformig, plasma), men også fysiske felt (elektromagnetiske, gravitasjons-, kjernefysiske, etc.), så vel som deres egenskaper, relasjoner, produktinteraksjoner . Det inkluderer også antimaterie (et sett med antipartikler: positron, eller antielektron, antiproton, antinøytron), nylig oppdaget av vitenskapen. Antimaterie er på ingen måte antimaterie. Antimaterie kan ikke eksistere i det hele tatt. Negasjonen her går ikke lenger enn "ikke" (ikke-materie).

Bevegelse og materie er organisk og uløselig knyttet til hverandre: det er ingen bevegelse uten materie, akkurat som det ikke er noen materie uten bevegelse. Det er med andre ord ingen uforanderlige ting, egenskaper og relasjoner i verden. "Alt flyter", alt endres. Noen former eller typer erstattes av andre, forvandles til andre - bevegelse er konstant. Fred er et dialektisk forsvinnende øyeblikk i den kontinuerlige endrings- og tilblivelsesprosessen. Absolutt fred er ensbetydende med død, eller rettere sagt, ikke-eksistens. Man kan i denne forbindelse forstå A. Bergson, som betraktet all virkelighet som en udelelig bevegelig kontinuitet. Eller A.N. Whitehead, for hvem "virkeligheten er en prosess." Både bevegelse og hvile er definitivt fiksert kun i forhold til en eller annen referanseramme. Dermed er tabellen som disse linjene er skrevet i hvile i forhold til det gitte rommet, som igjen er i ro i forhold til det gitte huset, og selve huset er i ro i forhold til jorden. Men sammen med jorden beveger bordet, rommet og huset seg rundt jordens akse og rundt solen.

Materie i bevegelse eksisterer i to hovedformer - i rom og tid. Begrepet rom tjener til å uttrykke egenskapene til utvidelse og rekkefølge av sameksistens av materielle systemer og deres tilstander. Den er objektiv, universell (universell form) og nødvendig. Begrepet tid fastsetter varigheten og sekvensen av endringer i tilstandene til materielle systemer. Tid er objektiv, uunngåelig og irreversibel. Det er nødvendig å skille mellom filosofiske og naturvitenskapelige ideer om rom og tid. Selve den filosofiske tilnærmingen er her representert ved fire begreper rom og tid: substansiell og relasjonell, statisk og dynamisk.

Grunnleggeren av synet på materie som bestående av diskrete partikler var Demokrit.

Demokrit benektet materiens uendelige delbarhet. Atomer skiller seg bare fra hverandre i form, rekkefølge av gjensidig rekkefølge og plassering i tomt rom, så vel som i størrelse og tyngdekraft, som avhenger av størrelsen. De har uendelig varierte former med fordypninger eller buler. Democritus kaller også atomer "figurer" eller "figurer", hvorav det følger at atomene til Democritus er de minste, videre udelelige figurene eller figurene. I moderne vitenskap Det var mye debatt om hvorvidt atomene til Democritus var fysiske eller geometriske legemer, men Democritus selv hadde ennå ikke nådd skillet mellom fysikk og geometri. Fra disse atomene beveger seg i forskjellige retninger, fra deres "virvel", av naturlig nødvendighet, gjennom sammenføring av gjensidig like atomer, dannes både individuelle hele kropper og hele verden; bevegelsen av atomer er evig, og antallet nye verdener er uendelig.

Verden av objektiv virkelighet som er tilgjengelig for mennesker, utvides stadig. De konseptuelle formene for å uttrykke ideen om strukturelle nivåer av materie er forskjellige.

Moderne vitenskap identifiserer tre strukturelle nivåer i verden.

2. Mikro, makro, mega verdener.

Mikroverden- dette er molekyler, atomer, elementærpartikler - verden av ekstremt små, ikke direkte observerbare mikroobjekter, hvis romlige mangfold er beregnet fra 10 -8 til 10 -16 cm, og levetiden er fra uendelig til 10 -24 s.

Makroverden- verden av stabile former og størrelser i samsvar med mennesker, så vel som krystallinske komplekser av molekyler, organismer, organismesamfunn; verden av makroobjekter, hvis dimensjon er sammenlignbar med omfanget av menneskelig erfaring: romlige mengder uttrykkes i millimeter, centimeter og kilometer, og tid - i sekunder, minutter, timer, år.

Megaworld- dette er planeter, stjernekomplekser, galakser, metagalakser - en verden av enorme kosmiske skalaer og hastigheter, hvor avstanden måles i lysår, og levetiden til romobjekter måles i millioner og milliarder av år.

Og selv om disse nivåene har sine egne spesifikke lover, er mikro-, makro- og megaverdenene tett sammenkoblet.

På mikroskopisk nivå studerer fysikk i dag prosesser som finner sted i lengder i størrelsesorden 10 til minus attende potens av cm, over en tid i størrelsesorden 10 til minus tjuesekunders potens av s. I megaverdenen bruker forskere instrumenter til å registrere objekter fjernt fra oss i en avstand på rundt 9-12 milliarder lysår.

Mikroverden. Demokritos i antikken fremsatte den atomistiske hypotesen om materiens struktur , senere, på 1700-tallet. ble gjenopplivet av kjemikeren J. Dalton, som tok atomvekten til hydrogen som en og sammenlignet atomvekten til andre gasser med den. Takket være verkene til J. Dalton begynte de fysiske og kjemiske egenskapene til atomet å bli studert. På 1800-tallet D.I. Mendeleev bygde et system av kjemiske elementer basert på deres atomvekt.

I fysikk, ideen om atomer som den siste udelelige strukturelle elementer materie kom fra kjemi. Faktisk begynner fysiske studier av atomet på slutten av 1800-tallet, da den franske fysikeren A. A. Becquerel oppdaget fenomenet radioaktivitet, som besto i spontan transformasjon av atomer av noen grunnstoffer til atomer av andre grunnstoffer.

Historien om forskning på strukturen til atomet begynte i 1895 takket være oppdagelsen av J. Thomson av elektronet, en negativt ladet partikkel som er en del av alle atomer. Siden elektroner har negativ ladning, og atomet som helhet er elektrisk nøytralt, ble det antatt at det i tillegg til elektronet finnes en positivt ladet partikkel. Massen til elektronet ble beregnet til å være 1/1836 av massen til en positivt ladet partikkel.

Det var flere modeller av strukturen til atomet.

I 1902 foreslo den engelske fysikeren W. Thomson (Lord Kelvin) den første modellen av atomet - en positiv ladning er fordelt over et ganske stort område, og elektroner er ispedd den, som "rosiner i pudding."

I 1911 foreslo E. Rutherford en modell av atomet som lignet solsystemet: i sentrum er det en atomkjerne, og elektroner beveger seg rundt den i sine baner.

Kjernen har positiv ladning og elektronene har negativ ladning. I stedet for at gravitasjonskreftene virker i solsystemet, virker elektriske krefter i atomet. Elektrisk ladning av kjernen til et atom, numerisk lik atomnummeret i periodiske tabell Mendeleev, balanseres av summen av elektronladningene - atomet er elektrisk nøytralt.

Begge disse modellene viste seg å være motstridende.

I 1913 brukte den store danske fysikeren N. Bohr prinsippet om kvantisering for å løse problemet med atomets struktur og egenskapene til atomspektrene.

N. Bohrs modell av atomet var basert på planetmodellen til E. Rutherford og på kvanteteorien om atomstruktur utviklet av ham. N. Bohr la frem en hypotese om strukturen til atomet, basert på to postulater som er fullstendig uforenlige med klassisk fysikk:

1) i hvert atom er det flere stasjonære tilstander (på språket til planetmodellen, flere stasjonære baner) av elektroner, som beveger seg langs hvilke et elektron kan eksistere uten å sende ut ;

2) når et elektron går over fra en stasjonær tilstand til en annen, avgir eller absorberer atomet en del av energien.

Til syvende og sist er det fundamentalt umulig å nøyaktig beskrive strukturen til et atom basert på ideen om banene til punktelektroner, siden slike baner faktisk ikke eksisterer.

N. Bohrs teori representerer så å si grensen til det første stadiet i utviklingen av moderne fysikk. Dette er det siste forsøket på å beskrive strukturen til atomet basert på klassisk fysikk, supplert med bare et lite antall nye antakelser.

Det så ut til at N. Bohrs postulater reflekterte noen nye, ukjente egenskaper ved materie, men bare delvis. Svar på disse spørsmålene ble oppnådd som et resultat av utviklingen av kvantemekanikk. Det viste seg at N. Bohrs atommodell ikke skulle tas bokstavelig, slik den var i begynnelsen. Prosesser i atomet kan i prinsippet ikke representeres visuelt i form av mekaniske modeller i analogi med hendelser i makrokosmos. Selv begrepene rom og tid i den formen som eksisterer i makroverdenen viste seg å være uegnet for å beskrive mikrofysiske fenomener. De teoretiske fysikernes atom ble i økende grad en abstrakt, uobserverbar sum av ligninger.

Makroverden . I historien til studiet av naturen kan to stadier skilles: forvitenskapelig Og vitenskapelig .

Forvitenskapelig, eller naturfilosofi, dekker perioden fra antikken til dannelsen av eksperimentell naturvitenskap på 1500-1600-tallet. Observerte naturfenomener ble forklart ut fra spekulative filosofiske prinsipper.

Det mest betydningsfulle for den påfølgende utviklingen av naturvitenskap var konseptet med den diskrete strukturen av materie, atomisme, ifølge hvilken alle legemer består av atomer - de minste partiklene i verden.

Begynner med dannelsen av klassisk mekanikk vitenskapelig stadiet av å studere naturen.

Siden moderne vitenskapelige ideer om de strukturelle nivåene i organiseringen av materien ble utviklet i løpet av en kritisk nytenkning av ideene til klassisk vitenskap, kun gjeldende for objekter på makronivå, må vi starte med begrepene klassisk fysikk.

Dannelsen av vitenskapelige syn på materiens struktur går tilbake til 1500-tallet, da G. Galileo la grunnlaget for det første fysiske bildet av verden i vitenskapens historie – et mekanisk. Han rettferdiggjorde ikke bare heliosentrisk system N. Copernicus oppdaget treghetsloven, og utviklet en metodikk for en ny måte å beskrive naturen på – vitenskapsteoretisk. Dens essens var at bare noen fysiske og geometriske egenskaper skilte seg ut, som ble emnet Vitenskapelig forskning. Galileo skrev: " Jeg vil aldri kreve av ytre kropper annet enn størrelse, figur, mengde og mer eller mindre rask bevegelse for å forklare forekomsten av smak, lukt og lyd. » .

I. Newton, basert på verkene til Galileo, utviklet en streng vitenskapelig teori om mekanikk, som beskriver både bevegelsen av himmellegemer og bevegelsen av jordiske objekter etter de samme lovene. Naturen ble sett på som et komplekst mekanisk system.

Innenfor rammen av det mekaniske verdensbildet utviklet av I. Newton og hans tilhengere, dukket det opp en diskret (korpuskulær) virkelighetsmodell. Materie ble ansett som en materiell substans bestående av individuelle partikler - atomer eller blodlegemer. Atomer er absolutt sterke, udelelige, ugjennomtrengelige, preget av tilstedeværelsen av masse og vekt.

Et vesentlig kjennetegn ved den newtonske verden var det tredimensjonale rommet til euklidisk geometri, som er absolutt konstant og alltid i ro. Tid ble presentert som en størrelse uavhengig av enten rom eller materie.

Bevegelse ble betraktet som bevegelse i rommet langs kontinuerlige baner i samsvar med mekanikkens lover.

Resultatet av Newtons bilde av verden var bildet av universet som en gigantisk og fullstendig bestemt mekanisme, der hendelser og prosesser er en kjede av gjensidig avhengige årsaker og virkninger.

Den mekanistiske tilnærmingen til å beskrive naturen har vist seg å være ekstremt fruktbar. Etter newtonsk mekanikk ble hydrodynamikk, elastisitetsteorien, den mekaniske varmeteorien, molekylær kinetisk teori og en rekke andre skapt, i tråd med hvilken fysikken har oppnådd enorm suksess. Det var imidlertid to områder – optiske og elektromagnetiske fenomener som ikke fullt ut kunne forklares innenfor rammen av et mekanistisk verdensbilde.

Sammen med den mekaniske korpuskulære teorien ble det forsøkt å forklare optiske fenomener på en fundamentalt annen måte, nemlig med utgangspunkt i bølgeteorien formulert av X. Huygens. Bølgeteorien etablerte en analogi mellom forplantningen av lys og bevegelsen av bølger på overflaten av vann eller lydbølger i luften. Det antok tilstedeværelsen av et elastisk medium som fyller hele rommet - en lysende eter. Basert på bølgeteorien til X. Huygens forklarte refleksjon og brytning av lys.

Et annet område av fysikk der mekaniske modeller viste seg utilstrekkelige var området for elektromagnetiske fenomener. Eksperimentene til den engelske naturforskeren M. Faraday og de teoretiske verkene til den engelske fysikeren J. C. Maxwell ødela til slutt ideene til newtonsk fysikk om diskret materie som den eneste materietypen og la grunnlaget for det elektromagnetiske bildet av verden.

Fenomenet elektromagnetisme ble oppdaget av den danske naturforskeren H. K. Oersted, som først la merke til den magnetiske effekten av elektriske strømmer. Ved å fortsette forskningen i denne retningen oppdaget M. Faraday at en midlertidig endring i magnetiske felt skaper en elektrisk strøm.

M. Faraday kom til den konklusjon at studiet av elektrisitet og optikk er sammenkoblet og danner et enkelt felt. Arbeidene hans ble utgangspunktet for forskningen til J. C. Maxwell, hvis fortjeneste ligger i den matematiske utviklingen av M. Faradays ideer om magnetisme og elektrisitet. Maxwell "oversatte" Faradays modell av feltlinjer til matematisk formel. Konseptet "kraftfelt" ble opprinnelig utviklet som et matematisk hjelpebegrep. J.C. Maxwell ga det en fysisk betydning og begynte å betrakte feltet som en uavhengig fysisk virkelighet: " Et elektromagnetisk felt er den delen av rommet som inneholder og omgir kropper som er i en elektrisk eller magnetisk tilstand » .

Fra sin forskning kunne Maxwell konkludere med at lysbølger er elektromagnetiske bølger. Den eneste essensen av lys og elektrisitet, som M. Faraday foreslo i 1845, og J. C. Maxwell teoretisk underbygget i 1862, ble eksperimentelt bekreftet av den tyske fysikeren G. Hertz i 1888.

Etter eksperimentene til G. Hertz ble konseptet om et felt endelig etablert i fysikken, ikke som en matematisk hjelpekonstruksjon, men som en objektivt eksisterende fysisk virkelighet. En kvalitativt ny, unik type materie ble oppdaget.

Så til slutten av 1800-tallet V. fysikk har kommet til den konklusjon at materie eksisterer i to former: diskret materie og kontinuerlig felt.

Som et resultat av påfølgende revolusjonerende oppdagelser innen fysikk på slutten av siste og begynnelsen av dette århundre, ble ideene til klassisk fysikk om materie og felt som to kvalitativt unike materietyper ødelagt.

Megaworld . Moderne vitenskap ser på megaverdenen eller verdensrommet som et samvirkende og utviklende system av alle himmellegemer.

Alle eksisterende galakser er inkludert i systemet av høyeste orden - Metagalaksen . Dimensjonene til Metagalaxy er veldig store: radiusen til den kosmologiske horisonten er 15-20 milliarder lysår.

Begreper "Univers" Og "Metagalaxy"- veldig like konsepter: de karakteriserer det samme objektet, men i forskjellige aspekter. Konsept "Univers" betegner hele den eksisterende materielle verden; konsept "Metagalaxy"- den samme verden, men fra synspunktet til dens struktur - som et ordnet system av galakser.

Universets struktur og utvikling studeres av kosmologi . Kosmologi som en gren av naturvitenskap, ligger den i et unikt knutepunkt mellom vitenskap, religion og filosofi. Kosmologiske modeller av universet er basert på visse ideologiske premisser, og disse modellene har i seg selv stor ideologisk betydning.

I klassisk vitenskap var det den såkalte steady state-teorien om universet, ifølge hvilken universet alltid har vært nesten det samme som det er nå. Astronomi var statisk: bevegelsene til planeter og kometer ble studert, stjerner ble beskrevet, deres klassifiseringer ble opprettet, noe som selvfølgelig var veldig viktig. Men spørsmålet om universets utvikling ble ikke reist.

Moderne kosmologiske modeller av universet er basert på generell teori relativiteten til A. Einstein, ifølge hvilken metrikken for rom og tid bestemmes av fordelingen av gravitasjonsmasser i universet. Dens egenskaper som helhet bestemmes av den gjennomsnittlige tettheten av materie og andre spesifikke fysiske faktorer.

Einsteins gravitasjonsligning har ikke én, men mange løsninger, noe som forklarer eksistensen av mange kosmologiske modeller av universet. Den første modellen ble utviklet av A. Einstein selv i 1917. Han avviste postulatene fra newtonsk kosmologi om rom og tids absolutthet og uendelighet. I samsvar med A. Einsteins kosmologiske modell av universet er verdensrommet homogent og isotropisk, materie er jevnt fordelt i det i gjennomsnitt, og massenes gravitasjonstiltrekning kompenseres av den universelle kosmologiske frastøtningen.

Universets eksistens er uendelig, dvs. har ingen begynnelse eller slutt, og rommet er ubegrenset, men begrenset.

Universet i A. Einsteins kosmologiske modell er stasjonært, uendelig i tid og grenseløst i rommet.

I 1922 Den russiske matematikeren og geofysikeren A.A Friedman avviste postulatet til klassisk kosmologi om universets stasjonære natur og oppnådde en løsning på Einstein-ligningen, som beskriver universet med "utvidende" plass.

Siden den gjennomsnittlige tettheten av materie i universet er ukjent, vet vi i dag ikke i hvilke av disse områdene i universet vi bor.

I 1927 koblet den belgiske abbeden og vitenskapsmannen J. Lemaitre «utvidelsen» av verdensrommet med data fra astronomiske observasjoner. Lemaitre introduserte begrepet begynnelsen av universet som en singularitet (dvs. en supertett tilstand) og universets fødsel som Big Bang.

I 1929 ble den amerikanske astronomen E.P. Hubble oppdaget eksistensen av et merkelig forhold mellom avstanden og hastigheten til galakser: alle galakser beveger seg bort fra oss, og med en hastighet som øker proporsjonalt med avstanden - utvider galaksesystemet seg.

Utvidelsen av universet regnes som et vitenskapelig etablert faktum. I følge de teoretiske beregningene til J. Lemaître var universets radius i sin opprinnelige tilstand 10 -12 cm, som er nær radiusen til et elektron, og dets tetthet var 10 96 g/cm 3 . I en singular tilstand var universet et mikroobjekt av ubetydelig størrelse. Fra den opprinnelige entallstilstanden flyttet universet til ekspansjon som et resultat av Big Bang.

Retrospektive beregninger bestemmer universets alder ved 13-20 milliarder år. G.A. Gamow antydet at temperaturen på stoffet var høy og falt med utvidelsen av universet. Hans beregninger viste at universet i sin utvikling går gjennom visse stadier, der dannelsen av kjemiske elementer og strukturer. I moderne kosmologi, for klarhet, er den innledende fasen av universets utvikling delt inn i "epoker"

Hadron-epoken. Tunge partikler som inngår i sterke interaksjoner.

Leptonenes tid. Lyspartikler som går inn i elektromagnetisk interaksjon.

Foton æra. Varighet 1 million år. Hoveddelen av massen - universets energi - kommer fra fotoner.

Stjernetiden. Oppstår 1 million år etter universets fødsel. I løpet av stjernetiden begynner prosessen med dannelse av protostjerner og protogalakser.

Så utspiller det seg et grandiost bilde av dannelsen av strukturen til Metagalaxy.

I moderne kosmologi, sammen med Big Bang-hypotesen, er inflasjonsmodellen til universet, som vurderer universets skapelse, veldig populær. Ideen om skapelsen har en veldig kompleks begrunnelse og er assosiert med kvantekosmologi. Denne modellen beskriver utviklingen av universet fra øyeblikket 10 -45 s etter starten av ekspansjonen.

Tilhengere av inflasjonsmodellen ser en samsvar mellom stadiene av kosmisk evolusjon og stadiene av verdens skapelse beskrevet i 1. Mosebok i Bibelen.

I samsvar med inflasjonshypotesen går kosmisk evolusjon i det tidlige universet gjennom en rekke stadier.

Begynnelsen av universet er definert av teoretiske fysikere som en tilstand av kvantesupergravitasjon med en radius av universet på 10 -50 cm

Inflasjonsstadiet. Som et resultat av et kvantesprang gikk universet over i en tilstand av begeistret vakuum og, i fravær av materie og stråling i det, utvidet det seg intensivt i henhold til en eksponentiell lov. I løpet av denne perioden ble rommet og tiden til selve universet skapt. Under inflasjonsfasen som varer 10 -34. Universet blåste seg opp fra en ufattelig liten kvantestørrelse på 10 -33 til ufattelig store 10 1000000 cm, som er mange størrelsesordener større enn størrelsen på det observerbare universet - 10 28 cm. I løpet av hele denne innledende perioden var det ingen sak eller stråling i universet.

Overgang fra inflasjonsstadiet til fotonstadiet. Tilstanden med falskt vakuum gikk i oppløsning, den frigjorte energien gikk til fødselen av tunge partikler og antipartikler, som, etter å ha blitt tilintetgjort, ga et kraftig glimt av stråling (lys) som opplyste rommet.

Stadiet for separasjon av materie fra stråling: stoffet som ble igjen etter utslettelse ble gjennomsiktig for stråling, kontakten mellom materie og stråling forsvant. Strålingen skilt fra materie utgjør den moderne reliktbakgrunnen, teoretisk spådd av G. A. Gamov og eksperimentelt oppdaget i 1965.

I videre utvikling Universet beveget seg i retning fra den enkleste homogene tilstanden til dannelsen av stadig mer komplekse strukturer - atomer (opprinnelig hydrogenatomer), galakser, stjerner, planeter, syntesen av tunge elementer i stjernenes tarm, inkludert de som er nødvendige for å skape livet, livets fremvekst og som kronen skapelsen - mennesket.

Forskjellen mellom stadiene av universets utvikling i inflasjonsmodellen og Big Bang-modellen gjelder bare det innledende stadiet i størrelsesorden 10 -30 s, da er det ingen grunnleggende forskjeller mellom disse modellene når det gjelder å forstå stadiene av kosmisk evolusjon .

I mellomtiden kan disse modellene beregnes på en datamaskin ved hjelp av kunnskap og fantasi, men spørsmålet forblir åpent.

Den største vanskeligheten for forskere oppstår ved å forklare årsakene til kosmisk evolusjon. Hvis vi legger detaljene til side, kan vi skille to hovedbegreper som forklarer universets utvikling: konseptet selvorganisering og konsept kreasjonisme .

For konsept selvorganisering det materielle universet er den eneste virkeligheten, og ingen annen virkelighet eksisterer utenom det. Universets utvikling er beskrevet i form av selvorganisering: det er en spontan ordning av systemer i retning av dannelsen av stadig mer komplekse strukturer. Dynamisk kaos skaper orden.

Innenfor rammen av konseptet kreasjonisme, dvs. skapelsen, universets utvikling er assosiert med implementering av programmet, bestemt av en virkelighet av høyere orden enn den materielle verden. Tilhengere av kreasjonisme trekker oppmerksomheten mot eksistensen i universet av et rettet nomogen - utvikling fra enkle systemer til stadig mer komplekse og informasjonsintensive, der betingelsene for livets og menneskets fremvekst ble skapt. Det antropiske prinsippet brukes som et tilleggsargument , formulert av de engelske astrofysikere B. Carr og Riess.

Blant moderne teoretiske fysikere er det tilhengere av både begrepet selvorganisering og begrepet kreasjonisme. Sistnevnte anerkjenner at utviklingen av grunnleggende teoretisk fysikk gjør det til et presserende behov for å utvikle et enhetlig vitenskapelig og teknisk bilde av verden, som syntetiserer alle prestasjoner innen kunnskap og tro.

Universet på ulike nivåer, fra konvensjonelle elementærpartikler til gigantiske superklynger av galakser, er preget av struktur. Moderne struktur Universet er et resultat av kosmisk evolusjon, der galakser ble dannet fra protogalakser, stjerner fra protostjerner og planeter fra protoplanetære skyer.

Metagalakse- er en samling av stjernesystemer - galakser, og dens struktur bestemmes av deres fordeling i rommet fylt med ekstremt forseldet intergalaktisk gass og penetrert av intergalaktiske stråler.

I følge moderne konsepter er en metagalaxy preget av en cellulær (mesh, porøs) struktur. Det er enorme romvolumer (i størrelsesorden en million kubikk megaparsecs) der galakser ennå ikke er oppdaget.

Metagalaksens alder er nær universets alder, siden dannelsen av strukturen skjer i perioden etter separasjonen av materie og stråling. I følge moderne data er alderen til Metagalaxy anslått til 15 milliarder år.

Galaxy- et gigantisk system som består av klynger av stjerner og tåker, som danner en ganske kompleks konfigurasjon i rommet.

Basert på deres form er galakser konvensjonelt delt inn i tre typer: elliptisk , spiral , stemmer ikke .

Elliptiske galakser– har den romlige formen som en ellipsoide med varierende grad av kompresjon; de er de enkleste i struktur: fordelingen av stjerner avtar jevnt fra sentrum.

Spiralgalakser– presentert i spiralform, inkludert spiralgrener. Dette er den mest tallrike galaksetypen, som inkluderer vår galakse - Melkeveien.

Uregelmessige galakser– har ikke en distinkt form, de mangler en sentral kjerne.

Noen galakser er preget av eksepsjonelt kraftig radiostråling som overstiger synlig stråling. Dette radiogalakser .

De eldste stjernene, hvis alder nærmer seg galaksens alder, er konsentrert i kjernen av galaksen. Middelaldrende og unge stjerner er lokalisert i den galaktiske skiven.

Stjerner og tåker i galaksen beveger seg på en ganske kompleks måte, sammen med galaksen deltar de i utvidelsen av universet, i tillegg deltar de i rotasjonen av galaksen rundt sin akse.

Stjerner. På moderne scene Under utviklingen av universet er stoffet i det hovedsakelig i en stjernetilstand. 97 % av stoffet i vår galakse er konsentrert i stjerner, som er gigantiske plasmaformasjoner av forskjellige størrelser, temperaturer og med forskjellige bevegelseskarakteristikker. Mange, om ikke de fleste, andre galakser har «stjernematerie» som utgjør mer enn 99,9 % av massen deres.

Stjernenes alder varierer over et ganske bredt spekter av verdier: fra 15 milliarder år, tilsvarende universets alder, til hundretusener – de yngste. Det er stjerner som for tiden dannes og er i protostellarstadiet, dvs. de har ikke blitt ekte stjerner ennå.

Fødselen av stjerner skjer i gass-støvtåker under påvirkning av gravitasjons-, magnetiske og andre krefter, på grunn av hvilke ustabile homogeniteter dannes og diffust stoff brytes opp i en serie kondensasjoner. Hvis slike kondensasjoner vedvarer lenge nok, blir de over tid til stjerner. Den viktigste utviklingen av materie i universet fant sted og skjer i dypet av stjerner. Det er der "smeltedigelen" er lokalisert, som bestemte den kjemiske utviklingen av materie i universet.

På det siste stadiet av evolusjonen blir stjerner til inerte ("døde") stjerner.

Stjerner eksisterer ikke isolert, men danner systemer. De enkleste stjernesystemene – de såkalte multiple systemene – består av to, tre, fire, fem eller flere stjerner som kretser rundt et felles tyngdepunkt.

Stjerner er også forent i enda større grupper - stjernehoper, som kan ha en "spredt" eller "sfærisk" struktur. Åpne stjernehoper teller flere hundre individuelle stjerner, kulehoper teller mange hundre tusen.

Assosiasjoner, eller klynger av stjerner, er heller ikke uforanderlige og evig eksisterende. Etter en viss tid, anslått i millioner av år, blir de spredt av kreftene til galaktisk rotasjon.

solsystemet er en gruppe himmellegemer, svært forskjellige i størrelse og fysisk struktur. Denne gruppen inkluderer: Solen, ni store planeter, dusinvis av planetariske satellitter, tusenvis av små planeter (asteroider), hundrevis av kometer og utallige meteorittlegemer, som beveger seg både i svermer og i form av individuelle partikler. I 1979 var 34 satellitter og 2000 asteroider kjent. Alle disse kroppene er forent i ett system på grunn av gravitasjonskraften til sentrallegemet - Solen. Solsystemet er et ordnet system som har sine egne strukturelle lover. Enkelt tegn solsystemet viser seg ved at alle planetene kretser rundt Solen i samme retning og nesten i samme plan. De fleste av planetenes satellitter (deres måner) roterer i samme retning og i de fleste tilfeller i ekvatorialplanet til planeten deres. Solen, planetene, satellittene til planetene roterer rundt sine akser i samme retning som de beveger seg langs banene deres. Strukturen til solsystemet er også naturlig: hver påfølgende planet er omtrent dobbelt så langt fra solen som den forrige.

Solsystemet ble dannet for omtrent 5 milliarder år siden, og Solen er en stjerne av andre (eller enda senere) generasjon. Dermed oppsto solsystemet fra avfallsprodukter fra stjerner fra tidligere generasjoner, som samlet seg i gass- og støvskyer. Denne omstendigheten gir grunnlag for å kalle solsystemet en liten del av stjernestøv. Vitenskapen vet mindre om opprinnelsen til solsystemet og dets historiske utvikling enn det som er nødvendig for å bygge en teori om planetdannelse.

De første teoriene om solsystemets opprinnelse ble fremsatt av den tyske filosofen I. Kant og den franske matematikeren P.S. Laplace. Ifølge denne hypotesen ble planetsystemet rundt Solen dannet som et resultat av tiltreknings- og frastøtningskreftene mellom partikler av spredt stoff (tåker) i rotasjonsbevegelse rundt Solen.

Begynnelsen på neste trinn i utviklingen av syn på dannelsen av solsystemet var hypotesen til den engelske fysikeren og astrofysikeren J. H. Jeans. Han foreslo at solen en gang kolliderte med en annen stjerne, som et resultat av at en strøm av gass ble revet ut av den, som kondenserte og forvandlet seg til planeter.

Moderne konsepter opprinnelsen til planetene i solsystemet er basert på det faktum at det er nødvendig å ta hensyn til ikke bare mekaniske krefter, men også andre, spesielt elektromagnetiske. Denne ideen ble fremmet av den svenske fysikeren og astrofysikeren H. Alfvén og den engelske astrofysikeren F. Hoyle. I følge moderne ideer besto den opprinnelige gasskyen som solen og planetene ble dannet fra, av ionisert gass utsatt for påvirkning av elektromagnetiske krefter. Etter at solen ble dannet fra en enorm gasssky gjennom konsentrasjon, forble små deler av denne skyen i veldig stor avstand fra den. Gravitasjonskraften begynte å tiltrekke den gjenværende gassen mot den resulterende stjernen - Solen, men magnetfeltet stoppet den fallende gassen på forskjellige avstander - akkurat der planetene befinner seg. Gravitasjons- og magnetiske krefter påvirket konsentrasjonen og kondenseringen av den fallende gassen, og som et resultat ble det dannet planeter. Da de største planetene oppsto, ble den samme prosessen gjentatt i mindre skala, og skapte dermed satellittsystemer.

Teorier om solsystemets opprinnelse er av hypotetisk natur, og det er umulig å entydig løse spørsmålet om deres pålitelighet på det nåværende stadiet av vitenskapelig utvikling. I alt eksisterende teorier Det er motsetninger og uklare områder.

For tiden, innen grunnleggende teoretisk fysikk, utvikles konsepter i henhold til hvilke den objektivt eksisterende verden ikke er begrenset til den materielle verden som oppfattes av våre sanser eller fysiske instrumenter. Forfatterne av disse konseptene kom til følgende konklusjon: sammen med den materielle verden er det virkelighet høyere ordre, som har en fundamentalt annerledes natur sammenlignet med virkeligheten i den materielle verden.

Konklusjon.

Folk har lenge prøvd å finne en forklaring på verdens mangfold og rarthet.

Studiet av materie og dens strukturelle nivåer er en nødvendig betingelse dannelse av et verdensbilde, uavhengig av om det til slutt viser seg å være materialistisk eller idealistisk.

Det er ganske åpenbart at rollen som å definere begrepet materie, forstå sistnevnte som uuttømmelig for å konstruere et vitenskapelig bilde av verden, løse problemet med virkelighet og kjennskap til objekter og fenomener i mikro-, makro- og megaverdenene er veldig viktig. .

Bibliografi:

1. Stor Sovjetisk leksikon

2. Karpenkov S.Kh. Konsepter om moderne naturvitenskap. M.: 1997

3. Filosofi

http://websites.pfu.edu.ru/IDO/ffec/hilos-index.html

4. Vladimirov Yu. S. Grunnleggende fysikk og religion. - M.: Archimedes, 1993;

5. Vladimirov Yu. S., Karnaukhov A. V., Kulakov Yu.I. Introduksjon til teori om fysiske strukturer og binær geometrofysikk. - M.: Archimedes, 1993.

6. Lærebok "Begreper om moderne naturvitenskap"

Kuznetsov B.T. Fra Galileo til Einstein - M.: Nauka, 1966. - S.38.

cm.: Kudryavtsev P.S. Kurs i fysikkens historie. - M.: Utdanning, 1974. - S. 179.

Se: Dubnischeva T.Ya. Dekret. Op. – S. 802 – 803.

cm.: Grib A.A. Det store smellet: skapelse eller opprinnelse? /I boken. Forholdet mellom de fysiske og reliptotiske bildene av verden. - Kostroma: Forlag MIITSAOST, 1996. - S. 153-166.

1. Strukturelle nivåer for organisering av materie

I sin mest generelle form er materie et uendelig sett av alle objekter og systemer som eksisterer side om side i verden, totaliteten av deres egenskaper, forbindelser, relasjoner og bevegelsesformer. Dessuten inkluderer det ikke bare alle direkte observerbare gjenstander og naturkropper, men også alt som ikke er gitt oss i sensasjoner. Hele verden rundt oss beveger materie i dens uendelig varierte former og manifestasjoner, med alle dens egenskaper, forbindelser og relasjoner. I denne verden har alle objekter intern orden og systemisk organisering. Orden manifesteres i den vanlige bevegelsen og interaksjonen av alle elementer av materie, på grunn av hvilken de kombineres til systemer. Hele verden fremstår dermed som et hierarkisk organisert sett av systemer, der ethvert objekt samtidig er et uavhengig system og et element i et annet, mer komplekst system.

I følge det moderne naturvitenskapelige verdensbildet er alle naturlige objekter også ordnede, strukturerte, hierarkisk organiserte systemer. Basert på en systematisk tilnærming til naturen er all materie delt inn i to store klasser av materielle systemer - livløs og levende natur. I et system av livløs natur er de strukturelle elementene: elementærpartikler, atomer, molekyler, felt, makroskopiske legemer, planeter og planetsystemer, stjerner og stjernesystemer, galakser, metagalakser og universet som helhet. Følgelig, i levende natur er hovedelementene proteiner og nukleinsyrer, celle, encellede og flercellede organismer, organer og vev, populasjoner, biocenoser, levende materie på planeten.

Samtidig inkluderer både livløs og levende materie en rekke sammenkoblede strukturelle nivåer. Struktur er et sett med forbindelser mellom elementer i et system. Derfor består ethvert system ikke bare av undersystemer og elementer, men også av forskjellige forbindelser mellom dem. Innenfor disse nivåene er de viktigste horisontale (koordinasjons) forbindelser, og mellom nivåer - vertikale (underordning). Settet med horisontale og vertikale forbindelser gjør det mulig å lage en hierarkisk struktur av universet, der den viktigste kvalifiserende funksjonen er størrelsen på objektet og dets masse, samt deres forhold til mennesket. Basert på dette kriteriet skilles følgende nivåer av materie ut: mikroverden, makroverden og megaverden.

Microworld er en region med ekstremt små, direkte uobserverbare materielle mikroobjekter, hvis romlige dimensjon er beregnet i området fra 10 -8 til 10 -16 cm, og levetiden er fra uendelig til 10 -24 s. Dette inkluderer felt, elementærpartikler, kjerner, atomer og molekyler.

Makroverdenen er en verden av materielle objekter i forhold til en person og hans fysiske parametere. På dette nivået uttrykkes romlige mengder i millimeter, centimeter, meter og kilometer, og tid - i sekunder, minutter, timer, dager og år. I praktisk virkelighet er makrokosmos representert av makromolekyler, stoffer i ulike aggregeringstilstander, levende organismer, mennesker og produktene av deres aktiviteter, dvs. makrokropper.

Megaverdenen er en sfære med enorme kosmiske skalaer og hastigheter, hvor avstanden måles i astronomiske enheter, lysår og parsecs, og levetiden til romobjekter måles i millioner og milliarder av år. Dette nivået av materie inkluderer de største materielle objektene: stjerner, galakser og deres klynger.

Hvert av disse nivåene har sine egne spesifikke lover som er irreduserbare for hverandre. Selv om alle disse tre verdenssfærene er nært forbundet med hverandre.

Megaworld struktur

De viktigste strukturelle elementene i megaverdenen er planeter og planetsystemer; stjerner og stjernesystemer som danner galakser; systemer av galakser som danner metagalakser.

Planeter - ikke-selvlysende himmellegemer, formet som en ball, som roterer rundt stjerner og reflekterer lyset deres. På grunn av deres nærhet til Jorden, er de mest studerte planetene i solsystemet de som beveger seg rundt solen i elliptiske baner. Jorden vår, som ligger fra solen i en avstand på 150 millioner km, tilhører også denne gruppen av planeter.

Stjerner er lysende (gass) romobjekter dannet fra et gass-støvmiljø (hovedsakelig hydrogen og helium) som et resultat av gravitasjonskondensasjon. Stjernene befinner seg i stor avstand fra hverandre og er derved isolert fra hverandre. Dette betyr at stjerner praktisk talt ikke kolliderer med hverandre, selv om bevegelsen til hver av dem bestemmes av gravitasjonskraften som skapes av alle stjernene i galaksen. Antall stjerner i galaksen er omtrent en billion. De mest tallrike av dem er dverger, hvis masse er omtrent 10 ganger mindre enn solens masse. Avhengig av massen deres, utvikler stjerner seg til enten hvite dverger, nøytronstjerner eller svarte hull.

En hvit dverg er en elektronpoststjerne som dannes når en stjerne i det siste stadiet av sin utvikling har en masse mindre enn 1,2 solmasser. Diameteren til den hvite dvergen er lik diameteren til jorden vår, temperaturen når omtrent en milliard grader, og tettheten er 10 t/cm 3, dvs. hundrevis av ganger større enn jordens tetthet.

Nøytronstjerner oppstår i sluttfasen av utviklingen av stjerner med en masse på 1,2 til 2 solmasser. Høye temperaturer og trykk i dem skaper forhold for dannelse av et stort antall nøytroner. I dette tilfellet oppstår en veldig rask kompresjon av stjernen, hvor raske kjernefysiske reaksjoner begynner i dens ytre lag. I dette tilfellet frigjøres så mye energi at det oppstår en eksplosjon som sprer det ytre laget av stjernen. Dens indre regioner krymper raskt. Det gjenværende objektet kalles en nøytronstjerne fordi det er laget av protoner og nøytroner. Nøytronstjerner kalles også pulsarer.

Svarte hull er stjerner i sluttfasen av utviklingen, hvis masse overstiger 2 solmasser, og har en diameter på 10 til 20 km. Teoretiske beregninger viste at de har en gigantisk masse (10 15 g) og et unormalt sterkt gravitasjonsfelt. De har fått navnet sitt fordi de ikke har en glød, og på grunn av gravitasjonsfeltet fanger de opp fra verdensrommet alle kosmiske kropper og stråling som ikke kan komme ut av dem tilbake, de ser ut til å falle inn i dem (bli trukket inn, som inn i et hull ). På grunn av sterk gravitasjon kan ingen innfanget materiell kropp bevege seg utenfor objektets gravitasjonsradius, og derfor fremstår de som "svarte" for observatøren.

Stjernesystemer (stjernehoper) er grupper av stjerner som er sammenkoblet av gravitasjonskrefter, som har en felles opprinnelse, lignende kjemisk sammensetning og inkluderer opptil hundretusenvis av individuelle stjerner. Det er spredte stjernesystemer, som Pleiadene i stjernebildet Tyren. Slike systemer har ikke riktig form. For tiden er mer enn tusen kjent

stjernesystemer. I tillegg inkluderer stjernesystemer kulestjernehoper, som inneholder hundretusenvis av stjerner. Gravitasjonskrefter holder stjerner i slike klynger i milliarder av år. Foreløpig vet forskerne om 150 kulehoper.

Galakser er samlinger av stjernehoper. Konseptet "galakse" i sin moderne tolkning betyr enorme stjernesystemer. Dette begrepet (fra det greske «melk, melkeaktig») ble laget for å referere til vårt stjernesystem, som er en lys stripe med en melkeaktig fargetone som strekker seg over hele himmelen og derfor kalles Melkeveien.

Konvensjonelt, basert på deres utseende, kan galakser deles inn i tre typer. Den første (omtrent 80%) inkluderer spiralgalakser. Hos denne arten er kjernen og spiral "ermer" tydelig observert. Den andre typen (ca. 17%) inkluderer elliptiske galakser, dvs. de som har form som en ellipse. Den tredje typen (omtrent 3%) inkluderer uregelmessig formede galakser som ikke har en klart definert kjerne. I tillegg er galakser forskjellige i størrelse, antall stjerner de inneholder og lysstyrke. Alle galakser er i bevegelse, og avstanden mellom dem øker stadig, d.v.s. det er en gjensidig fjerning (spredning) av galakser fra hverandre.

Solsystemet vårt tilhører galaksen Melkeveien, som omfatter minst 100 milliarder stjerner og derfor tilhører kategorien gigantiske galakser. Den har en flat form, i midten av hvilken det er en kjerne med spiral "ermer" som strekker seg fra den. Diameteren til galaksen vår er omtrent 100 tusen, og tykkelsen er 10 tusen lysår. Vår nabogalakse er Andromedatåken.

En metagalakse er et system av galakser som inkluderer alle kjente kosmiske objekter.

Siden megaverdenen omhandler store avstander, har følgende spesialenheter blitt utviklet for å måle disse avstandene:

lysår - avstanden en lysstråle tilbakelegger i løpet av ett år med en hastighet på 300 000 km/s, dvs. et lysår er 10 billioner km;

En astronomisk enhet er den gjennomsnittlige avstanden fra jorden til solen, 1 AU. lik 8,3 lysminutter. Dette betyr at solens stråler, etter å ha forlatt solen, når jorden på 8,3 minutter;

parsec er en måleenhet for kosmiske avstander innenfor og mellom stjernesystemer. 1 stk - 206 265 au, dvs. omtrent lik 30 billioner km, eller 3,3 lysår.

Strukturen til makrokosmos

Hvert strukturelt nivå av materie i utviklingen er underlagt spesifikke lover, men samtidig er det ingen strenge og stive grenser mellom disse nivåene; de er alle nært forbundet med hverandre. Grensene til mikro- og makrokosmos er mobile; det er ikke noe separat mikrokosmos og et separat makrokosmos. Naturligvis bygges makroobjekter og megaobjekter av mikroobjekter. La oss likevel fremheve de viktigste objektene i makrokosmos.

Det sentrale begrepet i makrokosmos er begrepet materie, som i klassisk fysikk, som er fysikken til makrokosmos, er skilt fra feltet. Stoff er en type materie som har hvilemasse. Den eksisterer for oss i form av fysiske kropper som har noen felles parametere - egenvekt, temperatur, varmekapasitet, mekanisk styrke eller elastisitet, termisk og elektrisk ledningsevne, magnetiske egenskaper, etc. Alle disse parameterne kan variere mye, både fra et stoff til et annet, og for samme stoff, avhengig av ytre forhold.

Mikroverden struktur

Ved begynnelsen av XIX-XX århundrer. radikale endringer har skjedd i det naturvitenskapelige bildet av verden, forårsaket av de siste vitenskapelige oppdagelsene innen fysikk og påvirker dens grunnleggende ideer og holdninger. Som et resultat vitenskapelige funn De tradisjonelle ideene fra klassisk fysikk om materiens atomstruktur ble tilbakevist. Oppdagelsen av elektronet betydde tap av atomets status som et strukturelt udeleligt element av materie og derved en radikal transformasjon av klassiske ideer om objektiv virkelighet. Nye funn har tillatt:

avsløre eksistensen i objektiv virkelighet av ikke bare makro-, men også mikroverden;

bekrefte ideen om sannhetens relativitet, som bare er et skritt på veien til kunnskap om naturens grunnleggende egenskaper;

bevise at materie ikke består av et «udelelig primærelement» (atom), men av en uendelig variasjon av fenomener, typer og former for materie og deres innbyrdes forhold.

Elementærpartikler konsept. Overgangen av naturvitenskapelig kunnskap fra atomnivå til nivå med elementærpartikler har ført forskerne til den konklusjon at konseptene og prinsippene for klassisk fysikk er uanvendelige for studiet av de fysiske egenskapene til de minste materiepartiklene (mikroobjekter), som f.eks. som elektroner, protoner, nøytroner, atomer som danner det usynlige mikrokosmos av oss. På grunn av spesielle fysiske indikatorer er egenskapene til objekter i mikroverdenen helt forskjellige fra egenskapene til objekter i makroverdenen vi er vant til og den fjerne megaverdenen. Derfor oppsto behovet for å forlate de vanlige ideene som påtvinges oss av objekter og fenomener i makroverdenen. Jakten på nye måter å beskrive mikroobjekter på bidro til å skape begrepet elementærpartikler.

I følge dette konseptet er hovedelementene i strukturen til mikroverdenen mikropartikler av materie, som verken er atomer eller atomkjerner, inneholder ingen andre elementer og har de enkleste egenskapene. Slike partikler ble kalt elementære, dvs. den enkleste, uten noen komponentdeler.

Etter at det ble fastslått at atomet ikke er universets siste "murstein", men er bygget av enklere elementærpartikler, tok deres søk hovedplassen i fysikernes forskning. Historien om oppdagelsen av fundamentale partikler begynte på slutten av 1800-tallet, da den engelske fysikeren J. Thomson i 1897 oppdaget den første elementærpartikkelen - elektronet. Historien om oppdagelsen av alle elementærpartikler kjent i dag inkluderer to stadier.

Første etappe faller på 30-50-tallet. XX århundre På begynnelsen av 1930-tallet. Protonet og fotonet ble oppdaget i 1932 - nøytronet, og fire år senere - den første antipartikkelen - positronet, som er lik elektronet i masse, men har en positiv ladning. Ved slutten av denne perioden ble 32 elementærpartikler kjent, og hver ny partikkel ble assosiert med oppdagelsen av en fundamentalt ny rekke fysiske fenomener.

Det andre stadiet skjedde på 1960-tallet, da det totale antallet kjente partikler oversteg 200. På dette stadiet ble ladede partikkelakseleratorer det viktigste middelet for oppdagelse og forskning av elementærpartikler. På 1970-80-tallet. Strømmen av oppdagelser av nye elementærpartikler ble intensivert, og forskere begynte å snakke om familier av elementærpartikler. For øyeblikket kjenner vitenskapen til mer enn 350 elementærpartikler, som er forskjellige i masse, ladning, spinn, levetid og en rekke andre fysiske egenskaper.

Alle elementærpartikler har noen felles egenskaper. En av dem er egenskapen til bølge-partikkel-dualitet, dvs. tilstedeværelsen av både bølgeegenskaper og stoffegenskaper i alle mikroobjekter.

En annen felles egenskap er at nesten alle partikler (unntatt fotonet og to mesoner) har sine egne antipartikler. Antipartikler er elementærpartikler som ligner partikler i alle henseender, men som er forskjellige i motsatte tegn på elektrisk ladning og magnetisk moment. Etter oppdagelsen av et stort antall antipartikler, begynte forskere å snakke om muligheten for eksistensen av antimaterie og til og med antiverden. Når materie kommer i kontakt med antimaterie, skjer utslettelsesprosessen - transformasjonen av partikler og antipartikler til fotoner og mesoner med høy energi (materie blir til stråling).

En annen viktig egenskap til elementærpartikler er deres universelle interkonvertibilitet. Denne egenskapen finnes verken i makro- eller megaverdenen.

Nivå organisasjoner saken (2)Abstrakt >> Biologi

3 2. Treenighet av konseptuelle nivåer kunnskap i moderne biologi……………………………….….. 4 3. Strukturell nivåer organisasjoner levende systemer ..... 6... nivå organisasjoner saken. Levende natur (livet kort sagt) er en slik form organisasjoner saken på nivå ...

Funksjoner av biologiske nivå organisasjoner saken (1)

Abstrakt >> Biologi

5. Strukturell nivåer i live. 6. Konklusjon. 7. Liste over referanser. Introduksjon. Biologisk nivå organisasjoner saken presentert...osv. Strukturell nivåer organisasjoner i live. System- strukturell nivåer organisasjoner det er nok forskjellige former for levende ting...

Arvelighet. Strukturell nivåer organisasjoner arvelig materiale

Abstrakt >> Biologi

Arvelighet. Strukturell nivåer organisasjoner arvelig materiale. Arvelighet. Strukturell nivåer organisasjoner arvelig materiale. Regulering... Grunn – alvorlige hindringer: - organisasjon genetisk materiale i form av kromosomer -...

Strukturelle nivåer av materieorganisering

Parameternavn	Betydning
Artikkel emne:	Strukturelle nivåer av materieorganisering
Rubrikk (tematisk kategori)	utdanning

I sin mest generelle form er materie et uendelig sett av alle objekter og systemer som eksisterer side om side i verden, totaliteten av deres egenskaper, forbindelser, relasjoner og bevegelsesformer. Dessuten inkluderer det ikke bare alle direkte observerbare gjenstander og naturkropper, men også alt som ikke er gitt oss i sensasjoner. Hele verden rundt oss beveger materie i dens uendelig mangfoldige former og manifestasjoner, med alle dens egenskaper, forbindelser og relasjoner. I denne verden har alle objekter intern orden og systemisk organisering. Orden manifesteres i den vanlige bevegelsen og interaksjonen av alle elementer av materie, på grunn av hvilken de kombineres til systemer. Hele verden fremstår dermed som et hierarkisk organisert sett av systemer, der ethvert objekt samtidig er et uavhengig system og et element i et annet, mer komplekst system.

I følge det moderne naturvitenskapelige verdensbildet representerer alle naturlige objekter også selvordnede, strukturerte, hierarkisk organiserte systemer. Basert på en systematisk tilnærming til naturen er all materie delt inn i to store klasser av materielle systemer - livløs og levende natur. I system livløs natur strukturelle elementer er: elementærpartikler, atomer, molekyler, felt, makroskopiske legemer, planeter og planetsystemer, stjerner og stjernesystemer, galakser, metagalakser og universet som helhet. Følgelig, i dyreliv hovedelementene er proteiner og nukleinsyrer, celler, encellede og flercellede organismer, organer og vev, populasjoner, biocenoser, levende stoffer på planeten.

Samtidig inkluderer både livløs og levende materie en rekke sammenkoblede strukturelle nivåer. Struktur er et sett med forbindelser mellom elementer i et system. Av denne grunn består ethvert system ikke bare av undersystemer og elementer, men også av forskjellige forbindelser mellom dem. Innenfor disse nivåene er de viktigste -

Det er horisontale (koordinasjons)forbindelser, og mellom nivåene er det vertikale (underordnings)forbindelser. Settet med horisontale og vertikale forbindelser gjør det mulig å lage en hierarkisk struktur av universet, der den viktigste kvalifiserende funksjonen er størrelsen på et objekt og dets masse, samt deres forhold til en person. Basert på dette kriteriet skilles følgende nivåer av materie ut: mikroverden, makroverden og megaverden.

Mikroverden- området med ekstremt små, direkte uobserverbare materielle mikroobjekter, hvis romlige dimensjoner er beregnet i området fra 10 -8 til 10 -16 cm, og levetiden er fra uendelig til 10 - 24 s. Dette inkluderer felt, elementærpartikler, kjerner, atomer og molekyler.

Macroworld - verden av materielle gjenstander står i forhold til en person og hans fysiske parametere. På dette nivået uttrykkes romlige mengder i millimeter, centimeter, meter og kilometer, og tid - i sekunder, minutter, timer, dager og år. I praktisk virkelighet er makrokosmos representert av makromolekyler, stoffer i ulike aggregeringstilstander, levende organismer, mennesker og produktene av deres aktiviteter, ᴛ.ᴇ. makrokropper.

Megaworld - en sfære med enorme kosmiske skalaer og hastigheter, hvor avstanden måles i astronomiske enheter, lysår og parsecs, og levetiden til romobjekter måles i millioner og milliarder av år. Dette nivået av materie inkluderer de største materielle objektene: stjerner, galakser og deres klynger.

Hvert av disse nivåene har sine egne spesifikke lover som er irreduserbare for hverandre. Selv om alle disse tre verdenssfærene er nært forbundet med hverandre.

Strukturelle nivåer av organisering av materie - konsept og typer. Klassifisering og funksjoner i kategorien "Strukturelle nivåer av organisering av materie" 2017, 2018.

I den klassiske naturvitenskapen, og fremfor alt, i det forrige århundres naturvitenskap, var læren om prinsippene for materiens strukturelle organisering representert av klassisk atomisme. Det var på atomisme at de teoretiske generaliseringene med opprinnelse i hver av vitenskapene ble lukket. Ideene om atomisme fungerte som grunnlaget for syntesen av kunnskap og dens opprinnelige støttepunkt. I dag, under påvirkning av den raske utviklingen av alle områder av naturvitenskap, gjennomgår klassisk atomisme intensive transformasjoner. De viktigste og mest betydningsfulle endringene i våre ideer om prinsippene for strukturell organisering av materie er de endringene som kommer til uttrykk i den nåværende utviklingen av systemkonsepter.

Det generelle skjemaet for den hierarkiske trinnstrukturen til materie, assosiert med anerkjennelsen av eksistensen av relativt uavhengige og stabile nivåer, nodalpunkter i en serie av inndelinger av materie, beholder sin kraft og heuristiske betydning. I henhold til denne ordningen tjener diskrete objekter av et visst nivå av materie, som inngår spesifikke interaksjoner, som de første i dannelsen og utviklingen av fundamentalt nye typer objekter med forskjellige egenskaper og former for interaksjon. Samtidig bestemmer den større stabiliteten og uavhengigheten til de opprinnelige, relativt elementære objektene de gjentatte og vedvarende egenskapene, relasjonene og mønstrene til objekter på et høyere nivå. Denne posisjonen er den samme for systemer av ulik natur.

Strukturalitet og systemisk organisering av materie er blant dens viktigste attributter, og uttrykker orden i eksistensen av materie og de spesifikke formene den manifesterer seg i.

Materiens struktur forstås vanligvis som dens struktur i makrokosmos, dvs. eksistens i form av molekyler, atomer, elementærpartikler, etc. Dette skyldes det faktum at mennesket er et makroskopisk vesen og makroskopiske skalaer er kjent for ham, derfor er begrepet struktur vanligvis forbundet med ulike mikroobjekter.

Men hvis vi betrakter materie som en helhet, så vil begrepet materiens struktur også dekke makroskopiske legemer, alle kosmiske systemer i megaverdenen, og på enhver vilkårlig stor rom-tid-skala. Fra dette synspunktet manifesteres konseptet "struktur" i det faktum at det eksisterer i form av et uendelig utvalg av integrerte systemer, tett sammenkoblet, så vel som i orden i strukturen til hvert system. En slik struktur er uendelig i kvantitative og kvalitative termer.

Manifestasjoner av materiens strukturelle uendelighet er:

- uuttømmelighet av objekter og prosesser i mikroverdenen;

– uendelighet av rom og tid;

– uendelig av endringer og utvikling av prosesser.

Av hele variasjonen av former for objektiv virkelighet forblir bare den endelige regionen av den materielle verden alltid empirisk tilgjengelig, som nå strekker seg på en skala fra 10 -15 til 10 28 cm, og med tiden - opp til 2 × 10 9 år.

Strukturalitet og systemisk organisering av materie er blant dens viktigste attributter. De uttrykker orden i eksistensen av materie og de spesifikke formene den manifesterer seg i.

Den materielle verden er én: vi mener at alle dens deler - fra livløse gjenstander til levende vesener, fra himmellegemer til mennesket som medlem av samfunnet - på en eller annen måte henger sammen.

Et system er noe som henger sammen på en bestemt måte og er underlagt relevante lover.

Ordningen til et sett innebærer tilstedeværelsen av regelmessige forhold mellom elementene i systemet, som manifesterer seg i form av lover om strukturell organisasjon. Alle naturlige systemer har indre orden, som oppstår som et resultat av samspillet mellom kropper og den naturlige selvutviklingen av materie. Eksternt er typisk for kunstige systemer skapt av mennesker: tekniske, produksjonsmessige, konseptuelle, etc.

Strukturelle nivåer av materie er dannet fra et visst sett med objekter av enhver klasse og er preget av en spesiell type interaksjon mellom deres bestanddeler.

Kriteriene for å identifisere ulike strukturelle nivåer er følgende:

– spatiotemporale skalaer;

– et sett med essensielle egenskaper;

– spesifikke bevegelseslover;

– graden av relativ kompleksitet som oppstår i prosessen historisk utvikling materie i et gitt område av verden;

- noen andre tegn.

De for tiden kjente strukturelle nivåene av stoff kan klassifiseres i henhold til de ovennevnte karakteristikkene i følgende områder.

1. Mikroverden. Disse inkluderer:

- elementære partikler og atomkjerner - område i størrelsesorden 10 - 15 cm;

– atomer og molekyler 10 –8 -10 –7 cm.

Mikroverdenen er molekyler, atomer, elementærpartikler - verden av ekstremt små, ikke direkte observerbare mikroobjekter, hvis romlige mangfold er beregnet fra 10 -8 til 10 -16 cm, og levetiden er fra uendelig til 10 -24 s.

2. Makroverden: makroskopiske kropper 10 –6 -10 7 cm.

Makroverdenen er en verden av stabile former og mengder i samsvar med mennesker, så vel som krystallinske komplekser av molekyler, organismer, organismesamfunn; verden av makroobjekter, hvis dimensjon er sammenlignbar med omfanget av menneskelig erfaring: romlige mengder uttrykkes i millimeter, centimeter og kilometer, og tid - i sekunder, minutter, timer, år.

Megaverdenen er planeter, stjernekomplekser, galakser, metagalakser – en verden av enorme kosmiske skalaer og hastigheter, hvor avstanden måles i lysår, og levetiden til romobjekter måles i millioner og milliarder av år.

Og selv om disse nivåene har sine egne spesifikke lover, er mikro-, makro- og megaverdenene tett sammenkoblet.

3. Megaworld: romsystemer og ubegrensede skalaer opp til 1028 cm.

Ulike nivåer av materie er preget av ulike typer sammenhenger.

På en skala fra 10–13 cm - sterke interaksjoner, er integriteten til kjernen sikret av kjernefysiske krefter.

Integriteten til atomer, molekyler og makrokropper er sikret av elektromagnetiske krefter.

På en kosmisk skala - gravitasjonskrefter.

Ettersom størrelsen på objekter øker, reduseres energien til interaksjon. Hvis vi tar energien til gravitasjonsinteraksjonen som enhet, vil den elektromagnetiske interaksjonen i et atom være 1039 ganger større, og interaksjonen mellom nukleoner – partiklene som utgjør kjernen – vil være 1041 ganger større. Jo mindre størrelsen på materialsystemene er, desto fastere er elementene sammenkoblet.

Inndelingen av materie i strukturelle nivåer er relativ. På tilgjengelige rom-tidsskalaer manifesteres materiens struktur i dens systemiske organisering, eksistens i form av en mengde hierarkisk interagerende systemer, alt fra elementærpartikler til Metagalaxy.

Når vi snakker om strukturalitet - den interne demonteringen av materiell eksistens, kan det bemerkes at uansett hvor bredt spekteret av vitenskapens verdensbilde, er det nært knyttet til oppdagelsen av flere og flere nye strukturelle formasjoner. For eksempel, hvis synet på universet tidligere var begrenset til galaksen, deretter utvidet til et system av galakser, nå studeres Metagalaksen som et spesielt system med spesifikke lover, interne og eksterne interaksjoner.

I moderne vitenskap er metoden for strukturell analyse mye brukt, som tar hensyn til den systematiske naturen til objektene som studeres. Tross alt er struktur den indre oppdelingen av materiell eksistens, materiens eksistensmåte. Strukturelle nivåer av materie er dannet fra et visst sett med objekter av noe slag og er karakterisert på en spesiell måte interaksjoner mellom deres konstituerende elementer, i forhold til de tre hovedsfærene av objektiv virkelighet, ser disse nivåene slik ut (tabell 1).

Tabell 1 – Strukturelle nivåer av materie

Uorganisk natur	Lev naturen	Samfunn
Submikroelementær	Biologisk makromolekylær	Individuell
Mikroelementær	Cellular	Familie
Kjernefysisk	Mikroorganisk	Lag
Atomisk	Organer og vev	Store sosiale grupper (klasser, nasjoner)
Molekylær	Kroppen som helhet	Stat (sivilsamfunn)
Makronivå	Befolkninger	Statlige systemer
Meganivå (planeter, stjerne-planetsystemer, galakser)	Biocenose	Menneskeheten som helhet
Meganivå (metagalakser)	Biosfære	Noosfære

Hver av sfærene til objektiv virkelighet inkluderer en rekke sammenkoblede strukturelle nivåer. Innenfor disse nivåene er koordinasjonsrelasjoner dominerende, og mellom nivåene er underordningsrelasjoner dominerende.

Dermed inkluderer strukturen av materie på nivået av livløs natur (uorganisk) elementære partikler, atomer, molekyler (objekter i mikroverdenen, makrokropper og objekter i megaverdenen: planeter, galakser, metagalaksesystemer, etc.). En metagalakse identifiseres ofte med hele universet, men universet forstås i den ekstremt brede betydningen av ordet; det er identisk med hele den materielle verden og bevegelig materie, som kan inkludere mange metagalakser og andre kosmiske systemer.

Dyrelivet er også strukturert. Det skiller det biologiske nivået og det sosiale nivået. Det biologiske nivået inkluderer undernivåer:

– makromolekyler (nukleinsyrer, DNA, RNA, proteiner);

- cellenivå;

– mikroorganiske (encellede organismer);

- organer og vev i kroppen som helhet;

- befolkning;

– biokenotisk;

– biosfære.

Hovedbegrepene på dette nivået på de tre siste undernivåene er begrepene biotop, biocenose, biosfære, som krever forklaring.

Biotop er en samling (samfunn) av individer av samme art (for eksempel en ulveflokk) som kan krysse seg og reprodusere sin egen type (populasjon).

Biocenosis er en samling av populasjoner av organismer der avfallsproduktene til noen er betingelsene for eksistensen av andre organismer som bor i et område med land eller vann.

Biosfæren er et globalt livssystem, den delen av det geografiske miljøet (nedre del av atmosfæren, øvre del av litosfæren og hydrosfæren), som er habitatet til levende organismer, og gir de nødvendige forholdene for deres overlevelse (temperatur, jordsmonn, etc.), dannet som et resultat av interaksjonsbiocenoser.

Generelt grunnlag liv på biologisk nivå - organisk metabolisme (utveksling av materie, energi og informasjon med miljø) - manifesterer seg på hvilket som helst av de valgte undernivåene:

– på organismenivå betyr metabolisme assimilering og dissimilering gjennom intracellulære transformasjoner;

– på økosystemnivå (biocenose) består den av en kjede av transformasjoner av et stoff som opprinnelig ble assimilert av produsentorganismer gjennom forbrukerorganismer og ødeleggerorganismer som tilhører forskjellige arter;

– på biosfærens nivå skjer en global sirkulasjon av materie og energi med direkte deltakelse av faktorer på kosmisk skala.

På et visst stadium av utviklingen av biosfæren oppstår spesielle populasjoner av levende vesener, som takket være deres evne til å arbeide har dannet et unikt nivå - sosialt. Den sosiale virkeligheten i det strukturelle aspektet er delt inn i undernivåer: individer, familier, ulike lag (industrielle), sosiale grupper osv.

Dermed er ethvert av de tre områdene av den materielle virkeligheten dannet fra en rekke spesifikke strukturelle nivåer, som er i streng rekkefølge innenfor et bestemt område av virkeligheten.

Overgangen fra ett område til et annet er forbundet med komplikasjonen og økningen i antall dannede faktorer som sikrer systemenes integritet. Innenfor hvert av de strukturelle nivåene er det underordningsforhold ( molekylært nivå inkluderer atom, og ikke omvendt). Mønstrene til nye nivåer er irreduserbare til mønstrene til nivåene de oppsto på grunnlag av, og er ledende for et gitt nivå av organisering av materie. Strukturell organisering, dvs. systematikk er materiens eksistensmåte.

2. TRE "BILDER" AV BIOLOGI. TRADISJONELL ELLER NATURALISTISK BIOLOGI

Vi kan også snakke om tre hovedretninger av biologi eller, billedlig talt, tre bilder av biologi:

1. Tradisjonell eller naturalistisk biologi. Dets studieobjekt er levende natur i dens naturlige tilstand og udelte integritet - "Naturens tempel", som Erasmus Darwin kalte det. Opprinnelse tradisjonell biologi dateres tilbake til middelalderen, selv om det er ganske naturlig å minne om verkene til Aristoteles, som vurderte spørsmål om biologi, biologisk fremgang og prøvde å systematisere levende organismer ("naturstigen"). Dannelsen av biologi til en selvstendig vitenskap - naturalistisk biologi - går tilbake til 1700- og 1800-tallet. Den første fasen av naturalistisk biologi var preget av opprettelsen av klassifiseringer av dyr og planter. Disse inkluderer den velkjente klassifiseringen av C. Linnaeus (1707 – 1778), som er en tradisjonell systematisering av planteverdenen, samt klassifiseringen av J.-B. Lamarck, som brukte en evolusjonær tilnærming til klassifiseringen av planter og dyr. Tradisjonell biologi har ikke mistet sin betydning selv i dag. Som bevis siterer de økologiens posisjon blant de biologiske vitenskapene, så vel som gjennom naturvitenskapen. Dens posisjon og autoritet er for tiden ekstremt høy, og den er først og fremst basert på tradisjonell biologis prinsipper, siden den studerer organismenes forhold til hverandre (biotiske faktorer) og med miljøet (abiotiske faktorer).

2. Funksjonell-kjemisk biologi, som reflekterer biologiens konvergens med de eksakte fysiske og kjemiske vitenskapene. Et trekk ved fysisk-kjemisk biologi er den utbredte bruken av eksperimentelle metoder som gjør det mulig å studere levende materie på submikroskopisk, supramolekylært og molekylært nivå. En av de viktigste grenene innen fysisk og kjemisk biologi er molekylbiologi- en vitenskap som studerer strukturen til makromolekyler som ligger til grunn for levende materie. Biologi kalles ofte en av de ledende vitenskapene i det 21. århundre.

De viktigste eksperimentelle metodene som brukes i fysisk-kjemisk biologi inkluderer metoden for merkede (radioaktive) atomer, metoder for røntgendiffraksjonsanalyse og elektronmikroskopi, fraksjoneringsmetoder (for eksempel separasjon av ulike aminosyrer), bruk av datamaskiner, etc.

3. Evolusjonsbiologi. Denne grenen av biologi studerer mønstrene for historisk utvikling av organismer. For tiden har begrepet evolusjonisme blitt en plattform der en syntese av heterogen og spesialisert kunnskap finner sted. Grunnlaget for moderne evolusjonsbiologi er Darwins teori. Det er også interessant at Darwin i sin tid klarte å identifisere slike fakta og mønstre som har universell betydning, d.v.s. teorien skapt av ham er anvendelig for forklaringen av fenomener som forekommer ikke bare i levende, men også livløs natur. For tiden er den evolusjonære tilnærmingen tatt i bruk av alle naturvitenskaper. Samtidig er evolusjonsbiologi et selvstendig kunnskapsfelt, med egne problemstillinger, forskningsmetoder og utviklingsutsikter.

For tiden gjøres det forsøk på å syntetisere disse tre retningene ("bildene") av biologi og å danne en uavhengig disiplin - teoretisk biologi.

4. Teoretisk biologi. Målet med teoretisk biologi er å forstå de mest grunnleggende og generelle prinsippene, lovene og egenskapene som ligger til grunn for levende materie. Her fremmer ulike studier ulike meninger om spørsmålet om hva som skal bli grunnlaget for teoretisk biologi. La oss se på noen av dem:

Biologiens aksiomer. B.M. Mednikov, en fremtredende teoretiker og eksperimentator, utledet 4 aksiomer som karakteriserer livet og skiller det fra «ikke-liv».

Aksiom 1. Alle levende organismer må bestå av en fenotype og et program for dens konstruksjon (genotype), som går i arv fra generasjon til generasjon. Det er ikke strukturen som arves, men beskrivelsen av strukturen og instruksjoner for fremstilling av den. Liv basert på bare én genotype eller én fenotype er umulig, fordi i dette tilfellet er det umulig å sikre enten selvreproduksjonen av strukturen eller dens selvvedlikehold. (D. Neumann, N. Wiener).

Aksiom 2. Genetiske programmer oppstår ikke på nytt, men replikeres på en matrisemåte. Genet til forrige generasjon brukes som en matrise som genet til den fremtidige generasjonen er bygget på. Livet er en matrisekopiering etterfulgt av selvmontering av kopier (N.K. Koltsov).

Aksiom 3. I prosessen med overføring fra generasjon til generasjon, endres genetiske programmer, som et resultat av mange årsaker, tilfeldig og urettet, og bare ved en tilfeldighet viser disse endringene seg å være adaptive. Valget av tilfeldige endringer er ikke bare grunnlaget for livets utvikling, men også årsaken til dets dannelse, fordi uten mutasjoner fungerer ikke seleksjonen.

Aksiom 4.
I prosessen med fenotypedannelse multipliseres tilfeldige endringer i genetiske programmer, noe som gjør deres valg mulig av miljøfaktorer. På grunn av økningen i tilfeldige endringer i fenotyper, er utviklingen av levende natur fundamentalt uforutsigbar (N.V. Timofeev-Resovsky).

E.S. Bauer (1935) fremmet prinsippet om stabil ikke-likevekt av levende systemer som hovedkarakteristikken ved livet.

L. Bertalanffy (1932) betraktet biologiske objekter som åpne systemer i en tilstand av dynamisk likevekt.

E. Schrödinger (1945), B.P. Astaurene så for seg etableringen av teoretisk biologi i bildet av teoretisk fysikk.

S. Lem (1968) la frem en kybernetisk tolkning av livet.

5. A.A. Malinovsky (1960) foreslo matematiske og systemiske metoder som grunnlag for teoretisk biologi.

Moscow Open Social Academy

Institutt for matematisk og generell naturvitenskap

Akademisk disiplin:

Konsepter om moderne naturvitenskap.

Abstrakt emne:

Strukturelle nivåer av organisering av materie.

Fakultet for korrespondanseutdanning

gruppenummer: FEB-3.6

Veileder:

Moskva 2009

INTRODUKSJON

I. Strukturelle nivåer av organisering av materie: mikro-, makro-, mega-verdener

1.1 Moderne utseende om den strukturelle organiseringen av saken

II. Struktur og dens rolle i organiseringen av levende systemer

2.1 System og helhet

2.2 Del og element

2.3 Samspill mellom del og helhet

III. Atom, mann, univers - en lang kjede av komplikasjoner

KONKLUSJONSREFERANSER

Introduksjon

Alle naturobjekter (levende og livløse natur) kan representeres som et system som har egenskaper som karakteriserer deres organisasjonsnivåer. Konseptet med strukturelle nivåer av levende materie inkluderer ideer om systematikk og tilhørende organisering av integriteten til levende organismer. Levende materie er diskret, dvs. er delt inn i konstituerende deler av en lavere organisasjon som har spesifikke funksjoner. Strukturelle nivåer varierer ikke bare i kompleksitetsklasser, men også i funksjonsmønstre. Den hierarkiske strukturen er slik at hvert høyere nivå ikke kontrollerer, men inkluderer det lavere. Diagrammet gjenspeiler mest nøyaktig det helhetlige bildet av naturen og utviklingsnivået for naturvitenskapen som helhet. Når man tar hensyn til organisasjonsnivået, kan man vurdere hierarkiet av strukturer for organisering av materielle objekter av livlig og livløs natur. Dette hierarkiet av strukturer begynner med elementærpartikler og slutter med levende fellesskap. Konseptet med strukturelle nivåer ble først foreslått på 1920-tallet. av vårt århundre. I samsvar med det skiller strukturelle nivåer seg ikke bare etter kompleksitetsklasser, men etter funksjonsmønstre. Konseptet inkluderer et hierarki av strukturelle nivåer, der hvert påfølgende nivå er inkludert i det forrige.

Formålet med dette arbeidet er å studere begrepet strukturell organisering av materie.

I. Strukturelle nivåer av materieorganisering: mikro-, makro-, megaverdener

I moderne vitenskap er grunnlaget for ideer om strukturen til den materielle verden en systemtilnærming, ifølge hvilken ethvert objekt i den materielle verden, det være seg et atom, en planet, etc. kan betraktes som et system - en kompleks formasjon som inkluderer komponenter, elementer og forbindelser mellom dem. Element i i dette tilfellet betyr den minimale, videre udelelige delen av et gitt system.

Settet med forbindelser mellom elementer danner strukturen til systemet; stabile forbindelser bestemmer orden i systemet. Horisontale forbindelser er koordinerende og sikrer korrelasjon (konsistens) av systemet; ingen del av systemet kan endres uten å endre andre deler. Vertikale forbindelser er forbindelser av underordning; noen elementer i systemet er underordnet andre. Systemet har et tegn på integritet - dette betyr at alle dets komponenter, når de kombineres til en helhet, danner en kvalitet som ikke kan reduseres til egenskapene til individuelle elementer. I følge moderne vitenskapelige synspunkter er alle naturlige objekter ordnede, strukturerte, hierarkisk organiserte systemer.

I den mest generelle betydningen av ordet betyr "system" ethvert objekt eller ethvert fenomen i verden rundt oss og representerer sammenkoblingen og interaksjonen mellom deler (elementer) i helheten. Struktur er den interne organiseringen av et system, som bidrar til å koble dets elementer til en enkelt helhet og gir det unike egenskaper. Struktur bestemmer rekkefølgen av elementene i et objekt. Elementer er alle fenomener, prosesser, samt alle egenskaper og relasjoner som er i noen form for gjensidig forbindelse og korrelasjon med hverandre.

For å forstå materiens strukturelle organisering spiller begrepet "utvikling" en viktig rolle. Konseptet med utvikling av livløs og levende natur betraktes som en irreversibel rettet endring i strukturen til naturlige objekter, siden strukturen uttrykker nivået av organisering av materie. Den viktigste egenskapen til en struktur er dens relative stabilitet. Struktur er en generell, kvalitativt definert og relativt stabil rekkefølge av interne relasjoner mellom undersystemene til et bestemt system. Konseptet med "organisasjonsnivå", i motsetning til konseptet "struktur", inkluderer ideen om en endring i strukturer og dens sekvens under den historiske utviklingen av systemet fra begynnelsen. Mens endring i struktur kan være tilfeldig og ikke alltid rettet, skjer endringer på organisasjonsnivå på en nødvendig måte.

Systemer som har nådd det riktige organisasjonsnivået og har en viss struktur, får evnen til å bruke informasjon for gjennom ledelse å opprettholde uendret (eller øke) organisasjonsnivået og bidra til konstansen (eller reduksjonen) av deres entropi ( entropi er et mål på uorden). Inntil nylig kunne naturvitenskap og andre vitenskaper klare seg uten en helhetlig, systematisk tilnærming til sine studieobjekter, uten å ta hensyn til studiet av prosessene for dannelse av stabile strukturer og selvorganisering.

For tiden blir problemene med selvorganisering, studert i synergetikk, relevante i mange vitenskaper, alt fra fysikk til økologi.

Oppgaven til synergetikk er å klargjøre lovene for å organisere en organisasjon og fremveksten av orden. I motsetning til kybernetikk, er ikke vekten her lagt på prosessene med å administrere og utveksle informasjon, men på prinsippene for å bygge en organisasjon, dens fremvekst, utvikling og selvkomplikasjon (G. Haken). Spørsmålet om optimal ordning og organisering er spesielt akutt i forskningen globale problemer- energi, miljø og mange andre som krever tiltrekning av enorme ressurser.

1.1 MODERNE SYN PÅ DEN STRUKTURELLE ORGANISERINGEN AV SAKER

I klassisk naturvitenskap ble læren om prinsippene for den strukturelle organiseringen av materien representert av klassisk atomisme. Ideene om atomisme fungerte som grunnlaget for syntesen av all kunnskap om naturen. På 1900-tallet gjennomgikk klassisk atomisme radikale transformasjoner.

Moderne prinsipper strukturell organisering av materie er assosiert med utvikling av systemkonsepter og inkluderer en del konseptuell kunnskap om systemet og dets egenskaper som kjennetegner systemets tilstand, dets atferd, organisering og selvorganisering, interaksjon med omgivelsene, målrettethet og forutsigbarhet av atferd. , og andre egenskaper.

Den enkleste klassifiseringen av systemer er å dele dem inn i statiske og dynamiske, som, til tross for sin bekvemmelighet, fortsatt er betinget, fordi alt i verden er i konstant endring. Dynamiske systemer deles inn i deterministiske og stokastiske (probabilistiske). Denne klassifiseringen er basert på arten av å forutsi dynamikken i systematferd. Slike systemer studeres i mekanikk og astronomi. Derimot håndterer stokastiske systemer, som vanligvis kalles probabilistisk-statistiske, massive eller repeterende tilfeldige hendelser og fenomener. Derfor er spådommene i dem ikke pålitelige, men bare sannsynlige.

Basert på arten av interaksjon med omgivelsene, skilles åpne og lukkede (isolerte) systemer, og noen ganger skilles også delvis åpne systemer. Denne klassifiseringen er hovedsakelig betinget, fordi ideen om lukkede systemer oppsto i klassisk termodynamikk som en viss abstraksjon. De aller fleste, om ikke alle, systemer er åpen kildekode.

Mange komplekse systemer som finnes i den sosiale verden er målrettet, dvs. fokusert på å oppnå ett eller flere mål, og i ulike delsystemer og på ulike nivåer i organisasjonen kan disse målene være forskjellige og til og med komme i konflikt med hverandre.

Klassifiseringen og studiet av systemer gjorde det mulig å utvikle en ny metode for erkjennelse, som ble kalt systemtilnærmingen. Anvendelsen av systemideer til analyse av økonomiske og sosiale prosesser bidro til fremveksten av spillteori og beslutningsteori. Det viktigste trinnet i utviklingen av systemmetoden var fremveksten av kybernetikk som en generell teori om kontroll i tekniske systemer, levende organismer og samfunn. Selv om individuelle kontrollteorier eksisterte før kybernetikk, gjorde etableringen av en enhetlig tverrfaglig tilnærming det mulig å avsløre dypere og generelle mønstre ledelse som en prosess for akkumulering, overføring og transformasjon av informasjon. Selve kontrollen utføres ved hjelp av algoritmer, som behandles av datamaskiner.

Den universelle systemteorien, som bestemte den grunnleggende rollen til systemmetoden, uttrykker på den ene siden enheten i den materielle verden, og på den andre siden enheten vitenskapelig kunnskap. En viktig konsekvens av denne betraktningen av materielle prosesser var begrensning av rollen som reduksjon i kunnskapen om systemer. Det ble klart at jo mer noen prosesser skiller seg fra andre, jo mer kvalitativt heterogene de er, desto vanskeligere er det å redusere. Derfor kan ikke lovene til mer komplekse systemer fullstendig reduseres til lovene til lavere former eller enklere systemer. Som en antipode til den reduksjonistiske tilnærmingen oppstår en helhetlig tilnærming (fra det greske holos - helhet), ifølge hvilken helheten alltid går foran delene og alltid er viktigere enn delene.

Hvert system er en helhet dannet av dets sammenkoblede og samvirkende deler. Derfor kan prosessen med erkjennelse av naturlige og sosiale systemer være vellykket bare når deres deler og helheten studeres ikke i opposisjon, men i samspill med hverandre.

Moderne vitenskap ser på systemer som komplekse, åpne, med mange muligheter for nye måter å utvikle seg på. Prosessene for utvikling og funksjon av et komplekst system har karakter av selvorganisering, dvs. fremveksten av internt konsistent funksjon på grunn av interne forbindelser og forbindelser med det ytre miljøet. Selvorganisering er et naturlig vitenskapelig uttrykk for prosessen med selvbevegelse av materie. Systemer av levende og livløs natur har evnen til selvorganisering, så vel som kunstige systemer.

I det moderne vitenskapelig baserte konseptet om systemisk organisering av materie, skilles vanligvis tre strukturelle nivåer av materie:

microworld - verden av atomer og elementærpartikler - ekstremt små direkte uobserverbare objekter, dimensjon fra 10-8 cm til 10-16 cm, og levetid - fra uendelig til 10-24 s.

makrokosmos er en verden av stabile former og mengder i samsvar med mennesker: jordiske avstander og hastigheter, masser og volumer; dimensjonen til makroobjekter er sammenlignbar med omfanget av menneskelig erfaring - romlige dimensjoner fra brøkdeler av en millimeter til kilometer og tidsdimensjoner fra brøkdeler av et sekund til år.

megaworld – verdensrommet (planeter, stjernekomplekser, galakser, metagalakser); en verden med enorme kosmiske skalaer og hastigheter, avstand måles i lysår, og tid måles i millioner og milliarder av år;

Studiet av hierarkiet av strukturelle nivåer i naturen er assosiert med å løse det komplekse problemet med å bestemme grensene for dette hierarkiet både i megaverdenen og i mikroverdenen. Gjenstander fra hvert påfølgende stadium oppstår og utvikler seg som et resultat av kombinasjonen og differensieringen av visse sett med objekter fra forrige stadium. Systemer blir mer og mer multi-level. Kompleksiteten til systemet øker ikke bare fordi antallet nivåer øker. Utviklingen av nye relasjoner mellom nivåer og med miljøet som er felles for slike objekter og deres assosiasjoner blir avgjørende.

Mikroverdenen, som er et undernivå av makroverdenene og megaverdenene, har helt unike egenskaper og kan derfor ikke beskrives av teorier knyttet til andre nivåer i naturen. Spesielt er denne verden iboende paradoksal. Prinsippet "består av" gjelder ikke for ham. Når to elementærpartikler kolliderer, dannes det således ingen mindre partikler. Etter kollisjonen mellom to protoner oppstår mange andre elementærpartikler - inkludert protoner, mesoner og hyperoner. Fenomenet "multippel fødsel" av partikler ble forklart av Heisenberg: under en kollisjon blir stor kinetisk energi omdannet til materie, og vi observerer multiple fødsel av partikler. Mikroverdenen blir aktivt studert. Hvis det for 50 år siden bare var kjent 3 typer elementærpartikler (elektron og proton som de minste partikler av materie og foton som minimumsandel av energi), har nå rundt 400 partikler blitt oppdaget. Den andre paradoksale egenskapen til mikrokosmos er assosiert med den doble naturen til mikropartikkelen, som er både en bølge og en korpuskel. Derfor kan det ikke strengt tatt entydig lokaliseres i rom og tid. Denne funksjonen gjenspeiles i Heisenbergs usikkerhetsrelasjonsprinsipp.

Nivåene av organisering av materie observert av mennesker mestres under hensyntagen til menneskenes naturlige levekår, dvs. tar hensyn til våre jordiske lover. Dette utelukker imidlertid ikke antakelsen om at det på nivåer som er tilstrekkelig fjernt fra oss, kan eksistere former og tilstander av materie preget av helt andre egenskaper. I denne forbindelse begynte forskere å skille geosentriske og ikke-geosentriske materialsystemer.

Den geosentriske verden er referanse- og grunnverdenen til Newtonsk tid og euklidisk rom, beskrevet av et sett med teorier knyttet til objekter på jordisk skala. Ikke-geosentriske systemer er en spesiell type objektiv virkelighet, preget av forskjellige typer attributter, annet rom, tid, bevegelse enn jordiske. Det er en antakelse om at mikroverdenen og megaverdenen er vinduer inn i ikke-geosentriske verdener, noe som betyr at deres mønstre, i det minste i en fjern utstrekning, gjør det mulig å forestille seg en annen type interaksjon enn i makroverdenen eller den geosentriske typen virkelighet.

Det er ingen streng grense mellom megaverdenen og makroverdenen. Man tror vanligvis at han

starter med avstander på ca 107 og masser på 1020 kg. Referansepunktet for begynnelsen av megaverdenen kan være Jorden (diameter 1,28 × 10 + 7 m, masse 6 × 1021 kg). Siden megaverdenen omhandler store avstander, introduseres spesielle enheter for å måle dem: astronomisk enhet, lysår og parsec.

Astronomisk enhet (a.e.) – gjennomsnittlig avstand fra jorden til solen er 1,5 × 1011 m.

Lysår – avstanden som lyset reiser på ett år, nemlig 9,46 × 1015 m.

Parsec (parallakse sekund) – avstanden som den årlige parallaksen til jordens bane (dvs. vinkelen som halvhovedaksen til jordens bane er synlig med, plassert vinkelrett på siktlinjen) er lik ett sekund. Denne avstanden er lik 206265 AU. = 3,08×1016 m = 3,26 St. G.

Himmellegemer i universet danner systemer med varierende kompleksitet. Så solen og 9 planeter som beveger seg rundt den dannes Solsystemet. Hovedtyngden av stjernene i galaksen vår er konsentrert i en skive som er synlig fra jorden "fra siden" i form av en tåkete stripe som krysser himmelsfæren - Melkeveien.

Alle himmellegemer har sin egen utviklingshistorie. Universets alder er 14 milliarder år. Alderen til solsystemet er estimert til 5 milliarder år, jorden - 4,5 milliarder år.

En annen typologi av materialsystemer er ganske utbredt i dag. Dette er inndelingen av naturen i uorganisk og organisk, der den sosiale formen for materie inntar en spesiell plass. Uorganisk materiale er elementære partikler og felt, atomkjerner, atomer, molekyler, makroskopiske legemer, geologiske formasjoner. Organisk materiale har også en flernivåstruktur: precellulært nivå - DNA, RNA, nukleinsyrer; cellenivå - uavhengig eksisterende encellede organismer; flercellet nivå - vev, organer, funksjonelle systemer (nerve, sirkulasjon, etc.), organismer (planter, dyr); supraorganismale strukturer – populasjoner, biocenoser, biosfære. Sosial materie eksisterer bare takket være menneskenes aktiviteter og inkluderer spesielle understrukturer: individ, familie, gruppe, kollektiv, stat, nasjon, etc.

II. STRUKTUR OG DENS ROLLE I ORGANISERINGEN AV LEVENDE SYSTEMER

2.1 SYSTEM OG HELE

Et system er et kompleks av elementer som samhandler. Oversatt fra gresk er det en helhet som består av deler, en sammenheng.

Etter å ha gjennomgått en lang historisk utvikling, begrepet system siden midten av det 20. århundre. blir et av de viktigste vitenskapelige konseptene.

Primære ideer om systemet oppsto i eldgammel filosofi som orden og verdien av å være. Konseptet med et system har nå et ekstremt bredt anvendelsesområde: nesten alle objekter kan betraktes som et system.

Hvert system er ikke bare preget av tilstedeværelsen av forbindelser og relasjoner mellom dets bestanddeler, men også av dets uløselige enhet med miljøet.

Ulike typer systemer kan skilles:

Av arten av forbindelsen mellom delene og helheten - uorganisk og organisk;

I henhold til formene for bevegelse av materie - mekanisk, fysisk, kjemisk, fysisk-kjemisk;

I forhold til bevegelse - statistisk og dynamisk;

Etter type endring - ikke-funksjonell, funksjonell, utviklende;

Av natur utveksling med miljøet - åpen og lukket;

Etter organisasjonsgrad - enkelt og komplekst;

Etter utviklingsnivå - lavere og høyere;

Av natur av opprinnelse - naturlig, kunstig, blandet;

I henhold til utviklingsretningen - progressiv og regressiv.

I følge en av definisjonene er en helhet noe som ikke mangler noen av delene, som den består av kalles en helhet. Helheten forutsetter nødvendigvis systematisk organisering av dens komponenter.

Helhetsbegrepet gjenspeiler den harmoniske enheten og samspillet mellom deler i henhold til et bestemt ordnet system.

Likheten mellom konseptene om helheten og systemet fungerte som grunnlaget for deres fullstendige identifikasjon, noe som ikke er helt korrekt. Når det gjelder et system, har vi ikke å gjøre med et enkelt objekt, men med en gruppe objekter som samvirker som gjensidig påvirker hverandre. Ettersom systemet fortsetter å forbedre seg mot orden i komponentene, kan det bli integrert. Begrepet helhet karakteriserer ikke bare mangfoldet av dets bestanddeler, men også det faktum at koblingen og samspillet mellom delene er naturlig, som oppstår fra de interne behovene til utviklingen av delene og helheten.

Derfor er helheten en spesiell type system. Begrepet helhet er en refleksjon av den internt nødvendige, organiske naturen til forholdet mellom komponentene i systemet, og noen ganger forårsaker en endring i en av komponentene uunngåelig en eller annen endring i den andre, og ofte i hele systemet. .

Egenskapene og mekanismen til helheten som et høyere organiseringsnivå sammenlignet med delene som organiserer det, kan ikke forklares bare gjennom summeringen av egenskapene og handlingsmomentene til disse delene, betraktet isolert fra hverandre. Nye egenskaper ved helheten oppstår som et resultat av samspillet mellom dens deler, derfor, for å kjenne helheten, er det nødvendig, sammen med kunnskap om egenskapene til delene, å kjenne loven om organisasjonen av helheten, dvs. loven om å kombinere deler.

Siden helheten som en kvalitativ sikkerhet er et resultat av samspillet mellom dets komponenter, er det nødvendig å dvele ved deres egenskaper. Siden de er komponenter i et system eller en helhet, inngår komponentene i ulike relasjoner med hverandre. Forholdet mellom elementer kan deles inn i "element - struktur" og "del - helhet". I helhetens system observeres underordningen av delene til helheten. Helhetens system er preget av at det kan skape de organene det mangler.

2.2 DEL OG ELEMENT

Et element er en komponent av et objekt som kan være likegyldig til objektets spesifikasjoner. I en strukturkategori kan man finne sammenhenger og relasjoner mellom elementer som er likegyldige til dens spesifisitet.

En del er også en integrert komponent av et objekt, men i motsetning til et element er en del en komponent som ikke er likegyldig til detaljene til objektet som helhet (for eksempel består et bord av deler - et lokk og ben, samt elementer - skruer, bolter, som kan brukes til å feste andre gjenstander: skap, skap, etc.)

En levende organisme som helhet består av mange komponenter. Noen av dem vil ganske enkelt være elementer, andre samtidig deler. Deler er bare de komponentene som er iboende i livets funksjoner (metabolisme, etc.): ekstracellulær levende materie; celle; tekstiler; organ; organsystem.

Alle av dem har iboende funksjoner av levende ting, de utfører alle sine spesifikke funksjoner i systemet for organisering av helheten. Derfor er en del en komponent av helheten, hvis funksjon er bestemt av naturen, essensen av helheten selv.

I tillegg til deler inneholder kroppen også andre komponenter som ikke selv innehar livets funksjoner, dvs. er ikke-levende komponenter. Dette er elementene. Ikke-levende elementer er til stede på alle nivåer av den systemiske organiseringen av levende materie:

I cellens protoplasma er det stivelseskorn, fettdråper, krystaller;

I en flercellet organisme inkluderer ikke-levende komponenter som ikke har sin egen metabolisme og evne til å reprodusere seg selv hår, klør, horn, hover og fjær.

Dermed utgjør del og element nødvendige komponenter i organiseringen av levende ting som et integrert system. Uten elementer (ikke-levende komponenter) er funksjonen til deler (levende komponenter) umulig. Derfor er det bare den totale enheten av både elementer og deler, dvs. livløse og levende komponenter, utgjør den systemiske organiseringen av livet, dets integritet.

2.2.1 FORHOLD AV KATEGORIER DEL OG ELEMENT

Forholdet mellom kategoriene del og element er svært motstridende. Innholdet i kategoridelen er forskjellig fra kategorielementet: elementer er alle bestanddelene i helheten, uavhengig av om spesifisiteten til helheten kommer til uttrykk i dem eller ikke, og deler er bare de elementene der objektets spesifisitet som helhet er direkte uttrykt, derfor er delkategorien smalere enn kategorien element. På den annen side er innholdet i kategorien del bredere enn kategorien element, siden bare et visst sett med elementer utgjør en del. Og dette kan vises i forhold til en hvilken som helst helhet.

Dette betyr at det er visse nivåer eller grenser i den strukturelle organiseringen av helheten som skiller elementer fra deler. Samtidig er forskjellen mellom kategoriene del og element veldig relativ, siden de kan transformeres gjensidig, for eksempel organer eller celler, mens de fungerer, er utsatt for ødeleggelse, noe som betyr at de fra deler blir til elementer og laster. versa, de er igjen bygget fra livløse, dvs. . elementer og bli deler. Elementer som ikke skilles ut fra kroppen kan bli til saltavleiringer, som allerede er en del av kroppen, og en ganske uønsket.

2.3 SAMSPILL AV DEL OG HELE

Samspillet mellom delen og helheten er at det ene forutsetter det andre, de er forent og kan ikke eksistere uten hverandre. Det er ingen helhet uten en del og omvendt: det er ingen deler utenfor helheten. En del blir en del bare i systemet av helheten. En del får sin mening bare gjennom helheten, på samme måte som helheten er samspillet mellom deler.

I samspillet mellom en del og helheten tilhører den ledende, bestemmende rollen helheten. Deler av en organisme kan ikke eksistere uavhengig. Som representerer private adaptive strukturer av organismen, oppstår deler under utviklingen av evolusjon av hensyn til hele organismen.

Helhetens bestemmende rolle i forhold til delene i den organiske naturen bekreftes best av fenomenene autotomi og regenerering. En øgle fanget av halen løper bort og etterlater halespissen. Det samme skjer med klørne til krabber og sjøkreps. Autotomi, dvs. selvskjæring av halen hos en øgle, klør i krabber og sjøkreps, er en beskyttende funksjon som bidrar til tilpasning av organismen, utviklet i evolusjonsprosessen. Kroppen ofrer sin del av hensyn til å redde og bevare helheten.

Fenomenet autotomi observeres i tilfeller hvor kroppen er i stand til å gjenopprette den tapte delen. Den manglende delen av øglens hale vokser ut igjen (men bare én gang). Krabber og sjøkreps vokser også ofte knekte klør. Dette betyr at kroppen først er i stand til å miste en del for å redde helheten, for så å gjenopprette denne delen.

Fenomenet regenerering demonstrerer videre at delene er underordnet helheten: helheten krever nødvendigvis oppfyllelsen, i en eller annen grad, av de tapte delene. Moderne biologi fant at ikke bare lavt organiserte skapninger (planter og protozoer), men også pattedyr har regenererende evne.

Det er flere typer regenerering: ikke bare individuelle organer gjenopprettes, men også hele organismer fra individuelle deler av den (hydra fra en ring kuttet fra midten av kroppen, protozoer, korallpolypper, annelids, sjøstjerner osv.). I russisk folklore kjenner vi Slangen-Gorynych, hvis hoder ble avskåret av gode karer, som umiddelbart vokste igjen... I generelle biologiske termer kan regenerering betraktes som en voksen organismes evne til å utvikle seg.

Helhetens bestemmende rolle i forhold til delene betyr imidlertid ikke at delene fratas sin spesifisitet. Helhetens bestemmende rolle forutsetter ikke en passiv, men en aktiv rolle for delene, rettet mot å sikre det normale livet til organismen som helhet. Ved å underordne seg det overordnede systemet av helheten beholder delene relativ uavhengighet og autonomi. På den ene siden fungerer delene som komponenter av helheten, og på den andre siden er de i seg selv unike integrerte strukturer, systemer med egne spesifikke funksjoner og strukturer. I en flercellet organisme, av alle delene, er det cellene som representerer det høyeste nivået av integritet og individualitet.

Det faktum at delene beholder sin relative uavhengighet og autonomi åpner for relativ uavhengighet i studiet av individuelle organsystemer: ryggmargen, det autonome nervesystemet, fordøyelsessystemene osv., noe som er av stor betydning for praksis. Et eksempel på dette er studiet og avsløringen av interne årsaker og mekanismer for den relative uavhengigheten til ondartede svulster.

Den relative uavhengigheten til deler, i større grad enn dyr, er iboende i planter. De er preget av dannelsen av noen deler fra andre - vegetativ reproduksjon. Alle har sikkert sett stiklinger av andre planter podet på for eksempel et epletre i livet sitt.

3..ATOM, MAN, UNIVERSE - EN LANG KJEDE AV KOMPLIKASJONER

I moderne vitenskap er metoden for strukturell analyse mye brukt, som tar hensyn til den systematiske naturen til objektet som studeres. Tross alt er struktur den indre oppdelingen av materiell eksistens, materiens eksistensmåte. Strukturelle nivåer av materie er dannet fra et visst sett med objekter av enhver art og er preget av en spesiell måte for interaksjon mellom deres konstituerende elementer; i forhold til de tre hovedsfærene av objektiv virkelighet, ser disse nivåene slik ut.

STRUKTURELLE NIVÅER AV MATERIE
	Uorganisk		Samfunn
1	Submikroelementær	Biologisk makromolekylær	Individuell
2	Mikroelementær	Cellular	Familie
3	Kjernefysisk	Mikroorganisk	Lag
4	Atomisk	Organer og vev	Store sosiale grupper (klasser, nasjoner)
5	Molekylær	Kroppen som helhet	Stat (sivilsamfunn)
6	Makronivå	Befolkning	Statlige systemer
7	Meganivå (planeter, stjerne-planetsystemer, galakser)	Biocenose	Menneskeheten
8	Metanivå (metagalakser)	Biosfære	Noosfære

Hver av sfærene til objektiv virkelighet inkluderer en rekke sammenkoblede strukturelle nivåer. Innenfor disse nivåene er koordinasjonsforhold dominerende, og mellom nivåer er underordninger dominerende.

En systematisk studie av materielle objekter innebærer ikke bare å etablere måter å beskrive relasjonene, sammenhengene og strukturen til mange elementer, men også å identifisere de av dem som er systemdannende, det vil si at de sikrer den separate funksjonen og utviklingen av systemet. En systematisk tilnærming til materielle formasjoner forutsetter muligheten for å forstå det aktuelle systemet på et høyere nivå. Systemet er vanligvis preget av en hierarkisk struktur, det vil si sekvensiell inkludering av et lavere nivå system i et høyere nivå system. Dermed inkluderer strukturen av materie på nivået av livløs natur (uorganisk) elementære partikler, atomer, molekyler (objekter i mikroverdenen, makrokropper og objekter i megaverdenen: planeter, galakser, metagalaksesystemer, etc.). En metagalakse identifiseres ofte med hele universet, men universet forstås i den ekstremt brede betydningen av ordet; det er identisk med hele den materielle verden og bevegelig materie, som kan inkludere mange metagalakser og andre kosmiske systemer.

Dyrelivet er også strukturert. Det skiller det biologiske nivået og det sosiale nivået. Det biologiske nivået inkluderer undernivåer:

Makromolekyler (nukleinsyrer, DNA, RNA, proteiner);

Cellulært nivå;

Mikroorganiske (encellede organismer);

Organer og vev i kroppen som helhet;

Befolkning;

Biokenotisk;

Biosfære.

Hovedbegrepene på dette nivået på de tre siste undernivåene er begrepene biotop, biocenose, biosfære, som krever forklaring.

Biotop er en samling (samfunn) av samme art (for eksempel en ulveflokk), som kan krysse seg og produsere sin egen art (populasjoner).

Biocenosis er en samling av populasjoner av organismer der avfallsproduktene til noen er betingelsene for eksistensen av andre organismer som bor i et område med land eller vann.

Biosfæren er et globalt livssystem, den delen av det geografiske miljøet (nedre del av atmosfæren, øvre del av litosfæren og hydrosfæren), som er habitatet til levende organismer, og gir de nødvendige forholdene for deres overlevelse (temperatur, jordsmonn). , etc.), dannet som et resultat av interaksjonsbiocenoser.

Det generelle livsgrunnlaget på biologisk nivå - organisk metabolisme (utveksling av materie, energi og informasjon med miljøet) manifesterer seg på et av de identifiserte undernivåene:

På nivå med organismer betyr metabolisme assimilering og dissimilering gjennom intracellulære transformasjoner;

På økosystemnivå (biocenose) består den av en kjede av transformasjon av et stoff som opprinnelig assimilert av produsentorganismer gjennom forbrukerorganismer og ødeleggerorganismer som tilhører forskjellige arter;

På biosfærens nivå skjer en global sirkulasjon av materie og energi med direkte deltakelse av faktorer på kosmisk skala.

På et visst stadium av utviklingen av biosfæren oppstår spesielle populasjoner av levende vesener, som takket være deres evne til å arbeide har dannet et unikt nivå - sosialt. Sosial aktivitet i det strukturelle aspektet er delt inn i undernivåer: individer, familier, ulike lag (industrielle), sosiale grupper, etc.

Det strukturelle nivået av sosial aktivitet er i tvetydige lineære forhold til hverandre (for eksempel nivået på nasjoner og nivået på stater). Sammenvevingen av ulike nivåer i samfunnet gir opphav til ideen om tilfeldighetenes dominans og kaos i sosial aktivitet. Men en nøye analyse avslører tilstedeværelsen av grunnleggende strukturer i det - hovedsfærene i det sosiale livet, som er materielle og produksjon, sosiale, politiske, åndelige sfærer, som har sine egne lover og strukturer. Alle av dem er i en viss forstand underordnet innenfor den sosioøkonomiske formasjonen, dypt strukturerte og bestemmer den genetiske enheten i sosial utvikling som helhet. Dermed er ethvert av de tre områdene av den materielle virkeligheten dannet fra en rekke spesifikke strukturelle nivåer, som er i streng rekkefølge innenfor et bestemt område av virkeligheten. Overgangen fra ett område til et annet er forbundet med komplikasjonen og økningen i antall dannede faktorer som sikrer systemenes integritet. Innenfor hvert av de strukturelle nivåene er det underordningsforhold (molekylnivået inkluderer atomnivået, og ikke omvendt). Mønstrene til nye nivåer er irreduserbare til mønstrene til nivåene de oppsto på grunnlag av, og er ledende for et gitt nivå av organisering av materie. Strukturell organisering, d.v.s. systematikk er materiens eksistensmåte.

Konklusjon

De strukturelle nivåene i organiseringen av materie er bygget i henhold til prinsippet om en pyramide: de høyeste nivåene består av et stort antall lavere nivåer. De lavere nivåene er grunnlaget for materiens eksistens. Uten disse nivåene er videre konstruksjon av "materiepyramiden" umulig. Høyere (komplekse) nivåer dannes gjennom evolusjon - gradvis beveger seg fra enkle til komplekse. Strukturelle nivåer av materie er dannet fra et visst sett med objekter av noe slag og er preget av en spesiell måte for interaksjon mellom deres bestanddeler.

Alle gjenstander av levende og livløs natur kan representeres i form av visse systemer som har spesifikke egenskaper og egenskaper som karakteriserer deres organisasjonsnivå. Når man tar hensyn til organisasjonsnivået, kan man vurdere hierarkiet av strukturer for organisering av materielle objekter av livlig og livløs natur. Dette hierarkiet av strukturer begynner med elementære partikler, som representerer det innledende nivået av organisering av materie, og slutter med levende organisasjoner og samfunn - høyere nivåer organisasjoner.

Konseptet med strukturelle nivåer av levende materie inkluderer ideer om systematikk og den tilhørende organiske integriteten til levende organismer. Systemteoriens historie begynte imidlertid med en mekanistisk forståelse av organiseringen av levende materie, ifølge hvilken alt høyere ble redusert til det lavere: livsprosesser - til et sett av fysiske og kjemiske reaksjoner, og organiseringen av kroppen - til samspillet mellom molekyler, celler, vev, organer, etc.

Bibliografi

1. Danilova V.S. Grunnleggende begreper i moderne naturvitenskap: Proc. håndbok for universiteter. – M., 2000. – 256 s.

2. Naydysh V.M. Begreper i moderne naturvitenskap: Lærebok.. Utg. 2., revidert og tillegg – M.; Alpha-M; INFRA-M, 2004. – 622 s.

3. Ruzavin G.I. Konsepter om moderne naturvitenskap: Lærebok for universiteter. – M., 2003. – 287 s.

4. Begrepet moderne naturvitenskap: Red. Professor S.I. Samygina, serien "Lærebøker og læremidler" - 4. utgave, revidert. og tillegg – Rostov n/a: “Phoenix”.2003 -448c.

5. Dubnischeva T.Ya. Konseptet med moderne naturvitenskap.: opplæringen for studenter universiteter / 6. utg., rettet. og tillegg –M; Forlagssenter "Akademiet", -20006.-608c.