Противоречие между классической термодинамикой и эволюционной биологией и концепция самоорганизации. Учение Ч. Дарвина и креационизм

В первом законе речь идет о сохранении энергии, второй закон, или начало термодинамики, сформулировал французский ученый Сади Карно (1796—1832). Невозможно осуществить процесс, единственным результатом которого было бы превращение тепла в работу при постоянной температуре. Иногда этот закон выражают в еще более простой форме: Тепло не может перетечь самопроизвольно от холодного тела к горячему. В дальнейшем немецкий физик Рудольф Клаузиус (1822—1888) использовал для формулировки второго закона термодинамики понятие энтропии, которое впоследствии австрийский физик Людвиг Больцман (1844— 1906) интерпретировал в терминах изменения порядка в системе. Когда энтропия системы возрастает, то соответственно усиливается беспорядок в системе. В таком случае второй закон термодинамики постулирует: Энтропия замкнутой системы, т. е. системы, которая не обменивается с окружением ни энергией ни веществом, постоянно возрастает. А это означает, что такие системы эволюционируют в сторону увеличения в них беспорядка, хаоса и дезорганизации, пока не достигнут точки термодинамического равновесия, в которой всякое производство работы становится невозможным. Классическая термодинамика в своем анализе систем в значительной мере абстрагировалась от их реальной сложности, в частности, отвлекалась от их взаимодействия с внешней средой. Поэтому ее исходное понятие закрытой, или изолированной, системы приводило к противоречию с результатами исследований в биологии и социальных науках. Эволюционная теория Дарвина утверждает, что живая природа развивается в направлении усовершенствования и усложнения новых видов растений и животных. В противоположность этому классическая термодинамика утверждала, что физические и другие системы неживой природы эволюционируют в направлении усиления их беспорядка, разрушения и дезорганизации. Все это показывало, что результаты исследования классической термодинамики находились в явном противоречии с эволюционной биологией. Важно также подчеркнуть, что сами понятия времени и эволюции по-разному интерпретировались в прежней термодинамике, с одной стороны, и в биологии с другой. В самом деле, так называемая стрела времени связывалась в термодинамике с возрастанием энтропии системы, с усилением ее беспорядка и дезорганизации, тогда как в биологии и социологии она рассматривалась, наоборот, с точки зрения становления и совершенствования системы, увеличения в ней порядка и организации. В чем же заключаются причины такого противопоставления точек зрения на понятия времени и эволюции? Как можно было разрешить противоречие, возникшее между представлениями классической термодинамики и биологии? Очевидно, что для этого необходимо было пересмотреть те исходные понятия и принципы, которых придерживалась старая, классическая термодинамика. Опыт и практическая деятельность свидетельствовали, что понятие закрытой, или изолированной, системы представляет собой далеко идущую абстракцию и потому она слишком упрощает и огрубляет действительность, поскольку в ней трудно или даже невозможно найти системы, которые бы не взаимодействовали с окружающей средой, состоящей также из систем. Поэтому в новой термодинамике место закрытой, изолированной, системы заняло принципиально иное фундаментальное понятие открытой системы, которая способна обмениваться с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Одно из первых определений этого понятия принадлежит выдающемуся австрийскому физику Эрвину Шредингеру (1887—1961), который сформулировал его в своей книге "Что такое жизнь? С точки зрения физика". В ней он ясно указал, что законы физики лежат в основе образования биологических структур, и подчеркнул, что характерная особенность биологических систем состоит в обмене энергией и веществом с окружающей средой. Он писал: Средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно на достаточно высоком уровне упорядоченности (равно на достаточно низком уровне энтропии), в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей его среды. Взаимодействуя со средой, открытая система не может оставаться замкнутой, ибо она вынуждена заимствовать извне либо новое вещество или свежую энергию и одновременно выводить в среду использованное вещество и отработанную энергию. Поскольку между веществом (массой) и энергией существует глубокая взаимосвязь, выражаемая уравнением Эйнштейна: Е = тс2, то можно сказать, что в ходе своей эволюции система постоянно обменивается энергией с окружающей средой, а, следовательно, производит энтропию. Но в отличие от закрытых систем эта энтропия, характеризующая степень беспорядка в системе, не накапливается в ней, а удаляется в окружающую среду. Это означает, что использованная, отработанная энергия рассеивается в окружающей среде и взамен ее из среды извлекается новая, свежая энергия, способная производить полезную работу. Такого рода материальные структуры, способные диссипиировать, или рассеивать, энергию, называются диссипативными. Отсюда становится ясным, что открытая система не может быть равновесной, потому что ее функционирование требует непрерывного поступления из внешней среды энергии или вещества, богатого энергией. В результате такого взаимодействия система, как указывает Шредингер, извлекает порядок из окружающей среды и тем самым вносит беспорядок в эту среду. Очевидно, что с поступлением новой энергии или вещества неравновесность в системе возрастает. В конечном счете прежняя взаимосвязь между элементами системы, которая определяет ее структуру, разрушается. Между элементами системы возникают новые связи, которые приводят к кооперативным процессам, т. е. к коллективному поведению ее элементов. Так схематически могут быть описаны процессы самоорганизации в открытых системах. Изучая процессы самоорганизации немецкий физик Герман Хакен (р. 1927) назвал новое направление исследований синергетикой, что в переводе с древнегреческого означает совместное действие, или взаимодействие, и хорошо передает смысл и цель нового подхода к изучению явлений.

83.Речь и письменность, проблема их происхождения.

Речь — исторически сложившаяся форма общения людей посредством языковых конструкций, создаваемых на основе определённых правил. Процесс речи предполагает, с одной стороны, формирование и формулирование мыслей языковыми (речевыми) средствами, а с другой стороны — восприятие языковых конструкций и их понимание. Таким образом, речь представляет собой психолингвистический процесс, форму существования человеческого языка. Пи́сьменность — знаковая система, предназначенная для формализации, фиксации и передачи тех или иных данных (речевой информации и др. элементов смысла безотносительно к их языковой форме) на расстоянии и придания этим данным вневременного характера. Письменность — одна из форм существования человеческого языка. В любом обществе движущей силой языка является речь. Разумеется, существуют и другие способы языкового выражения. Самый известный из них - письменность, изобретение которой означает громадный шаг в развитии человеческой истории. Сначала письмо существовало в виде таблиц. На дереве, глине, камне делались записи о важных событиях, предметах или людях. Например, пометка или картинка могли означать принадлежность поля какой-либо семье или целой группе семей13). Вначале письмо было средством хранения информации и в качестве такового служило административным целям древних государств и цивилизаций (мы рассмотрим это более подробно несколько позднее). Общество, владеющее письменностью, способно "локализовать себя" во времени и пространстве. В документах хранится информация о прошлом, с их помощью можно получать сведения о событиях сегодняшнего дня. Письмо - не просто перенос речи на бумагу или другой материал. Это явление интересно само по себе. Письменные документы или тексты обладают свойствами, в некотором роде совершенно отличными от устной речи. Воздействие речи всегда по определению ограничено тем конкретным контекстом, в котором были произнесены слова. Идеи и опыт можно передавать из поколения в поколение и без помощи письма, но только при условии, что они регулярно повторяются и передаются с помощью устного слова. С другой стороны, тексты могут выдержать тысячелетия, и с их помощью люди прошлых эпох могут некоторым образом обратиться прямо к нам. Именно поэтому работа с документами так важна для историков. Изучая тексты, оставленные прошлыми поколениями, историки могут реконструировать их жизнь. Библейские тексты, например, составляют существенную часть истории Запада в течение двух последних тысячелетий. Мы до сих пор читаем и восхищаемся пьесами великих драматургов древней Греции.