Иерархичность в материальном мире
Скачать 173.25 Kb.
|
| СОДЕРЖАНИЕ СТР ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 3
4.Иерархия естественнонаучных законов…………………………………. 12 5.Проблематика осознания принципа иерархии в современном естествознании……………………………………………………………… 15 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………. 16 Список использованных источников………………………………………….. 18 ВВЕДЕНИЕ Концепция современного естествознания – новый предмет в системе высшего образования. Насколько же нужно знать современную науку человеку, который скорее всего, никогда сам не будет работать в ней? Ответом на этот вопрос могут служить строчки из введения к новому учебнику по «Концепции современного естествознания»: «В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к естественным наукам… Дело в том, что наука – это не только собрание фактов об электричестве и т.п. Это одно из наиболее важных духовных движений наших дней. Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Преподаваемая… как часть истории «естественной философии» и истории проблем и идей, она могла бы стать основой нового свободного университетского образования, целью которого было бы готовить, по крайней мере, людей, которые могли бы отличить шарлатана от специалиста»1 Итак, естествознание — неотъемлемая и важная часть духовной культуры человечества. Знание его современных фундаментальных научных положений, мировоззренческих и методологических выводов является необходимым элементом общекультурной подготовки специалистов в любой области деятельности. Поэтому, изучение естественных наук – важный фактор для подготовки современных образованных специалистов. Фундаментальные сферы естественных наук — материя, жизнь, человек, Земля и планеты, Солнечной системы, галактики, Вселенная, допустима такая, по-видимому, достаточно общая, но не самая строгая и точная классификация естественных наук: 1) физика, химия, физическая химия, химическая физика; 2) биология, биохимия, физико-химическая биология, ботаника, зоология; 3) анатомия, физиология, учение о происхождении и развитии жизни, генетика (учение о наследственности), антропология; 4) геология, геохимия, метеорология, физическая география; 5) астрономия, астрофизика, астрохимия, космология, космогония. Темой моего реферата по курсу «Концепция современного естествознания» является «Иерархический принцип организаций систем». Изучение современной науки необходимо начинать с изучения с принципами ее организации, структуры и истории ее развития, поэтому тема реферата является актуальной в наше время. Целью данной работы является изучение вопроса об иерархическом принципе организаций систем, как он понимается в науке современного естествознания. Для достижения этой цели в реферате необходимо решить следующие задачи:
Исходя из такой постановки цели и задач работы, предложена её структура, представленная в содержании. 1.Иерархичность в материальном мире В самом общем виде материя представляет собой бесконечное множество всех сосуществующих в мире объектов и систем, совокупность их свойств, связей, отношений и форм движения. При этом она включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все то, что не дано нам в ощущениях. Весь окружающий нас мир — это движущаяся материя в ее бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми свойствами, связями и отношениями. Известно, что материальное единство мира находит свое отражение на разбиении целого на части и во взаимосвязи целого и его частей. До недавнего времени в естествознании преобладающим был подход, согласно которому часть всегда рассматривалась как более простое, чем целое. Разбиение производится многими способами. В результате получается множество различных иерархических структур. Примером иерархической структуры может быть последовательное разбиение отрезка. Исходный отрезок делится на несколько частей. Затем каждая часть, в свою очередь, делится на несколько частей и т.д. Целое как любая сложная система, возникшая в процессе эволюции по методу проб и ошибок, должна иметь иерархическую организацию. Действительно, не имея возможности перебрать все мыслимые соединения из нескольких элементов, а найдя научную комбинацию, размножает ее и использует – как целое – в качестве элемента, который можно полностью связать с небольшим числом других таких же элементов. Так возникает иерархия. Иерархия (греч. — священный и власть) — расположение частей или элементов целого в порядке от высшего к низшему (или наоборот). В синергетике — структурная организация сложных систем, упорядочивающая взаимодействия между уровнями в порядке от высшего к низшему. Иерархическая организация — структура с вертикальной формой управления (контроля) элементами, входящими в неё. Фактически это пирамида, каждым уровнем которой управляет более высокий уровень. К иерархическим организациям относятся все системы, где есть силовой контроль над более низкими уровнями. Например, это может быть сообщество животных (стая) со своим вожаком и его «приближёнными». Такую организацию можно отнести к трёхуровневой системе. Самыми большими по размеру иерархическими организациями (из известных людям) являются государственные структуры, контролирующие сообщества более мелких организаций (коммерческие фирмы, политические организации, семейные ячейки и т. д.). Сам по себе этот тип организации не может считаться «хорошим» или «плохим», но только адекватным или неадекватным по отношению к решаемым задачам. Иерархические системы широко распространены в технике: например, сложная система связи, система обработки данных, файловые системы, классическая система американского менеджмента, система управления транспортом и многие другие всегда организованы по иерархическому принципу, который позволяет выполнять параллельно различные операции, работать с отдельными информационными массивами и т. д. Понятие иерархичности мира играет огромную роль. Фактически всякая сложная система, как возникшая естественно, так и созданная человеком, может считаться организованной, только если она основана на некоей иерархии или переплетении нескольких иерархий. Мы не знаем организованных систем, устроенных иначе. Весь мир, таким образом, предстает как иерархически организованная совокупность систем, где любой объект одновременно является самостоятельной системой и элементом другой, более сложной системы. 2.Иерархичная структура Вселенной Согласно современной естественно-научной картине мира все природные объекты также представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы. Исходя из системного подхода к природе вся материя делится на два больших класса материальных систем — неживую и живую природу. В системе неживой природы структурными элементами являются: элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, макроскопические тела, планеты и планетные системы, звезды и звездные системы, галактики, метагалактики и Вселенная в целом. Соответственно в живой природе основными элементами выступают белки и нуклеиновые кислоты, клетка, одноклеточные и многоклеточные организмы, органы и ткани, популяции, биоценозы, живое вещество планеты. В то же время как неживая, так и живая материя включают в себя ряд взаимосвязанных структурных уровней. Структура — это совокупность связей между элементами системы. Поэтому любая система состоит не только из подсистем и элементов, но и из разнообразных связей между ними. Внутри этих уровней главными являются горизонтальные (координационные) связи, а между уровнями — вертикальные (субординационные). Совокупность горизонтальных и вертикальных связей позволяет создать иерархическую структуру Вселенной, в которой основным квалификационным признаком является размер объекта и его масса, а также их соотношение с человеком. Все наблюдаемое многообразие форм существования материальных объектов в окружающем человека мире можно попытаться представить в виде своеобразной лестницы структурных уровней (Рис.1). Лестница охватывает три обычно выделяемых мира: Мегамир (или мир космических масштабов), Макромир (или мир, привычный человеку) и Микромир (или мир атомных и субатомных частиц). Микромир — область предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых материальных микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется в диапазоне от 10-8 до 10-16 см, а время жизни — от бесконечности до 10-24 с. Сюда относятся поля, элементарные частицы, ядра, атомы и молекулы. Макромир — мир материальных объектов, соизмеримых по своим масштабам с человеком и его физическими параметрами. На этом уровне пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах, метрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, днях и годах. В практической действительности макромир представлен макромолекулами, веществами в различных агрегатных состояниях, живыми организмами, человеком и продуктами его деятельности, т.е. макротелами. Мегамир — сфера огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в которой измеряется астрономическими единицами, световыми годами и парсеками, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет. К этому уровню материи относятся наиболее крупные материальные объекты: звезды, галактики и их скопления. На каждом из этих уровней действуют свои специфические закономерности, несводимые друг к другу. Хотя все эти три сферы мира теснейшим образом связаны между собой.  Рисунок 1. Лестница структурных уровней 3.Структурные уровни организации жизни Органический мир представляет собой единое целое, так как составляет систему взаимосвязанных частей (существование одних организмов зависит от других), и в то же время дискретен, поскольку состоит из отдельных единиц — организмов, или особей. Каждый живой организм, в свою очередь, также дискретен, так как состоит из отдельных органов, тканей, клеток, но вместе с тем каждый из органов, обладая определенной автономностью, действует как часть целого. Каждая клетка состоит из органоидов, но функционирует как единое целое. Наследственная информация осуществляется генами, но ни один из генов вне всей совокупности не определяет развитие признака и т.д. С дискретностью жизни связаны различные уровни организации органического мира, которые можно определить как дискретные состояния биологических систем, характеризуемых соподчиненностью, взаимосвязанностью и специфическими закономерностями. При этом каждый новый уровень обладает особыми свойствами и закономерностями прежнего, низшего уровня, поскольку любой организм, с одной стороны, состоит из подчиненных ему элементов, а с другой — сам является элементом, входящим в состав какой-то макробиологической системы. На всех уровнях жизни проявляются такие ее атрибуты, как дискретность и целостность, структурная организация, обмен веществом, энергией и информацией. Существование жизни на более высоких уровнях организации подготавливается и определяется структурой низшего уровня; в частности, характер клеточного уровня определяется молекулярным и субклеточным, организменный — клеточным, тканевым уровнями и т.д. Структурные уровни организации жизни чрезвычайно многообразны, но при этом основными являются молекулярный, клеточный, онтогенетический, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический и биосферный. Биосферный уровень — наивысший уровень организации жизни, охватывающий все явления жизни на нашей планете. Биосфера — это живое вещество планеты (совокупность всех живых организмов планеты, включая человека) и преобразованная им окружающая среда. По своему составу, строению и организованности биосфера — это сложная оболочка, которая включает в себя:
Биотический обмен веществ — это фактор, который объединяет все другие уровни организации жизни в одну биосферу. На биосферном уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле. Таким образом, биосфера является единой экологической системой. Изучение функционирования этой системы, ее строения и функций — важнейшая задача биологии. Занимаются изучением этих проблем экология, биоценология и биогеохимия. 4.Иерархия естественнонаучных законов Количество законов природы, сформулированных в естественных науках к настоящему времени, весьма велико. Они неравнозначны. Наиболее многочисленным является класс эмпирических законов, формулируемых в результате обобщения результатов экспериментальных наблюдений и измерений. Часто эти законы записываются в виде аналитических выражений, носящих достаточно простой, но приближенный характер. Область применимости этих законов оказывается достаточно узкой. При желании увеличить точность или расширить область применимости математические формулы, описывающие такие законы, существенно усложняются. Примерами эмпирических законов могут служить:
На ранних этапах развитие естественных наук, в основном, шло по пути накопления подобных законов. Со временем их количество возросло настолько, что возник вопрос о нахождении новых законов, позволяющих описать эмпирические в более сжатой форме. Ими, прежде всего, стали фундаментальные законы, представляющие собой абстрактные формулировки, непосредственно не являющиеся следствием экспериментов. Обычно фундаментальные законы «угадываются», а не выводятся из законов эмпирических. Количество таких законов ограничено (например, классическая механика содержит в себе лишь четыре фундаментальных закона: законы Ньютона и закон Всемирного тяготения). Многочисленные эмпирические законы являются следствиями (иногда вовсе не очевидными) фундаментальных законов. Критерием истинности последних является соответствие конкретных следствий экспериментальным наблюдениям. Все известные на сегодняшний день фундаментальные законы описываются достаточно простыми и изящными математическими выражениями, «не ухудшающимися» при уточнениях. Несмотря на кажущийся абсолютный характер, область применимости фундаментальных законов так же ограничена. Эта ограниченность не связана с математическими неточностями, а имеет более фундаментальный характер: при выходе из области применимости фундаментального закона начинают терять смысл сами понятия, используемые в формулировках (так для микрообъектов оказывается невозможным строгое определение понятий ускорения и силы, что ограничивает применимость законов Ньютона). Ограниченность применимости фундаментальных законов, естественно, ставит вопрос о существовании предельно общих законов. Таковыми являются законы сохранения. Имеющийся опыт развития естествознания показывает, что законы сохранения не теряют своего смысла при замене одной системы фундаментальных законов другой. Это свойство теперь используется как эвристический принцип, позволяющий априорно отбирать «жизнеспособные» фундаментальные законы при построении новых теорий. В большинстве случаев законы сохранения не способны дать столь полного описания явлений, какое дают фундаментальные законы, а лишь накладывают определенные запреты на реализацию тех или иных состояний при эволюции системы. Ответ на естественный вопрос почему справедливы законы сохранения в физике, был найден сравнительно недавно. Оказалось, что законы сохранения связаны с симметрией системы и возникают в системах при наличии у них определенных элементов симметрии. Элементом симметрии системы называется любое преобразование, переводящие систему в себя, то есть не изменяющее ее. Например, элементом симметрии квадрата является поворот на прямой угол вокруг оси, проходящей через его центр - «ось вращения четвертого порядка». Глобальные законы сохранения связаны с существованием таких преобразований, которые оставляют неизменными любую систему. К ним относятся:
5.Проблематика осознания принципа иерархии в современном естествознании Анализ различных наук, составляющие современное естествознание, свидетельствует об отсутствии общепринятых критериев для выделения уровней иерархии. На этот факт обращают внимание многие авторы. Например, В. В. Мазинг2, отмечая спорность принципов выделения уровней, предлагает выделять в биосистемах ряды, опираясь на признаки эволюционного развития. А. А. Братко и А. Н. Кочергин3 также указывают па неточности в подходах ряда авторов к иерархическим уровням: на уровне молекул происходит деление на живую и неживую природу, отсюда неживую природу делят на уровни по пространственному критерию, а живую, например, по критерию сложности; затем на уровне «небесного тела» вновь происходит объединение. Кроме того, в смежных науках естествознания и внутри самих наук одни и те же понятия и термины иногда имеют различные определения, интерпретации, хотя по своей сущности описывают одни и те же события, процессы и явления, что в свою очередь, может привести к нарушению целостности системы и ее классификации. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Иерархичность — «специфический признак» и «необходимое условие существования»4 системы, которая может рассматриваться только как «иерархически организованная целостность»5. Принцип иерархии относится к числу «основных принципов системного исследования»6, ему отводится «фундаментальная роль»7 в разработке теории сложных систем. И. В. Блауберг и др.8 считают, что методологические исследования в теории иерархических систем принадлежат к числу «...актуальных проблем дальней шей диалектико-материалистическои разработки философского принципа системности, системного подхода и общей теории систем»9, проблем, решение которых окажет также влияние на состояние и техники и практической деятельности. Однако, характеризуя положение с разработками принципов иерархической организации систем, П. К. Анохин был вынужден заключить, что «...современная естественнонаучная и философская литература ограничивается лишь простой констатацией факта наличия субсистем («малые системы») и суперсистем («большие системы») без попытки вскрыть конкретные механизмы их консолидации в целом организме»10. К такому же выводу приходят Месарович и др.11 Они отмечают, что, несмотря на неоднократные обсуждения проблемы иерархии, мало что было добавлено к утверждению «иерархические структуры действительно существуют». Почему же, несмотря на всеобщее признание важности разработки для системных исследований проблемы иерархии, прогресс в этой области столь невелик? Какими принципами следует руководствоваться в исследовании, чтобы изменить сложившуюся ситуацию? На последний вопрос ученым необходимо уже ответить в ХХI веке. В данной работе была предпринята попытка проанализировать рассматриваемые вопросы, которые посвящены иерархическому принципу организаций систем, поднимаемые в учебной литературе по Концепции современного естествознания и другим литературным источникам. В ходе анализа было установлено, что принцип иерархичности присущ всему материальному миру; выявлены структурные уровни иерархии как во Вселенной, так и присущие ей в организации жизни на Земле и естественнонаучных законах; даны соответствующие определения терминов и примеры при описании принципов иерархичности организаций систем в мире. Также в работе было указано на существующую сложность в точном определении иерархического установления в науках естествознания – поднята проблема принципа системности. Список использованных источников 1.Александров Ю.И., Гринченко Ю.В., Хвастунов А.М.Иерархическая организация поведения.М.,1980. 2.Анохин П. К. Функциональная система как универсальный принцип изучения уровней биологической организации. В кн.: Развитие концепции структурных уровней в биологии. М., «Наука», 1972 3.Блауберг И. В., Садовский В. М., Юдин Б. Г. Философский принцип системности и системный подход. Вопр. философии, 1978 4.Братко А. А., Кочергин А. Н. Информация и психика.Новосибирск, «Наука»,1977 5.Гаазе-Рапопорт М. Г. Кибернетика и теория систем. В кн.: Системные исследования. М., «Наука», 1973 6.Корякин М. Ф. О некоторых свойствах позиционных возбуждений в условном двигательно-оборонительном рефлексе. Физиол. ж. СССР, 1959 7.Горелов А.А. Концепция современного естествознания. - М.: ЦЕНТР, 2000 8.Кунафин М. С. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. Изд-е . – Уфа, 2003. – с. - ISBN 9.Мазинг В. В. Системы биоценотического уровня и их усложнение в эволюции. В кн.: Развитие концепции структурных уровней в биологии. М., «Наука», 1972 10.Марков Ю.Г. Функциональный подход в современном научном познании.-Новосибирск «Наука», 1982 11.Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М., «Мир», 1973 12.Садовский В. Н. Проблемы общей теории систем как метатеории. В кн.: Системные исследования. М., «Наука», 1973 13. Садохин А.П. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям и специальностям экономики и управления / А.П. Садохин. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 447 с. 14.Стародубцев В.А. Концепции современного естествознания: Учеб. по-собие / Том. политех. ун-т. – 2-е изд., доп. – Томск, 2002. – 184 с. 1 Горелов А.А. Концепция современного естествознания. - М.: ЦЕНТР, 2000 г., с. 10. 2 Мазинг В. В. Системы биоценотического уровня и их усложнение в эволюции. В кн.: Развитие концепции структурных уровней в биологии. М., «Наука», 1972 3 Братко А. А., Кочергин А. Н. Информация и психика. Новосибирск, «Наука», 1977 4 Гаазе-Рапопорт М. Г. Кибернетика и теория систем. В кн.: Системные исследования. М., «Наука», 1973 5 Садовский В. Н. Проблемы общей теории систем как метатеории. В кн.: Системные исследования. М., «Наука», 1973 6 Блауберг И. В., Садовский В. М., Юдин Б. Г. Философский принцип системности и системный подход. Вопр. философии, 1978 7 Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М., «Мир», 1973. 8 Блауберг И. В., Садовский В. М., Юдин Б. Г. Философский принцип системности и системный подход. Вопр. философии, 1978 9 Корякин М. Ф. О некоторых свойствах позиционных возбуждений в условном двигательно-оборонительном рефлексе. Физиол. ж. СССР, 1959 10 Анохин П. К. Функциональная система как универсальный принцип изучения уровней биологической организации. В кн.: Развитие концепции структурных уровней в биологии. М., «Наука», 1972 11 Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М., «Мир», 1973 |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Физика и развитие представлений о материальном мире. Физический эксперимент и физическая теория | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Но в конце концов он полностью избавился от же- лания наслаждаться в материальном мире и достиг освобождения |
| 1 основные понятия и сущность производственной логистики В этом определении внимание концентрируется не только на материальном потоке, но и других | | В. А. Аветисов // Химическая физика. 2003. 22(2). С. 16-20 Аветисов, В. А. Физические аспекты предбиологической эволюции : сложность иерархичность. Динамика / В. А. Аветисов // Химическая... |
 | Основной образовательной программы по направлению подготовки Лечебное... Анализ фундаментальных направлений в развитии философии. Формирование представлений о материальном единстве мира. Знание основных... | | Информационно-поисковые системы. Вопросы к экзамену Вопрос Понятие... С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Информация совокупность... |
| План работы муниципального казенного образовательного учреждения Спк «Россия». В оу также обучаются учащиеся, родители которых работают в ООО «Родниковский племзавод». Заработные платы в сельском... | | Примерные темы рефератов «Науки о Земле» География в Древнем мире Дописьменный период географии: представления первобытного человека о мире. «Бытийный географизм» |
| Цель: обобщить и расширить знания по теме «Земноводные». Задачи Учитель: о чем напоминает эта музыка? (о передаче «В мире животных»). Сегодня мы побываем в «мире Земноводных» | | Дополнительная образовательная программа изучения Правил Дорожного Движения «Безопасное колесо» Поэтому одна из наиболее важных задач для ребенка научиться правилам жизни во взрослом мире мире спешащих людей и машин |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: Формирование деятельности наблюдения обучающихся на основе их прежних представлений об окружающем мире и обобщения новых знаний... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Поэтому одна из наиболее важных задач для ребенка научиться правилам жизни во взрослом мире мире спешащих людей и машин |
| Республики Казахстан Площадь 2725 тыс кв км. (9 место в мире) 26... Занимает 1 место в мире по запасам цинка, вольфрама, барита, 2 место – серебра, свинца, хромитов, 3 – меди и флюорита, 4 – молибдена,... | | 1. 1 Свойства и функции документного ресурса Потоки информации, циркулирующие в мире, который нас окружает, огромны. Во времени они имеют тенденцию к увеличению. Поэтому в мире... |
| Технология изготовления новогодней снежинки Цели и задачи урока Есть в мире вещи, достойные названия “чудо,“диво”. В окружающем нас мире много чудес, надо только уметь найти необыкновенное в обыкновенном.... | | Урок технологии в 8 классе Тема: «В мире красоты» Это совершенно необычный урок- размышление о многообразии и красоте окружающего мира, о месте и роли человека в этом мире. Урок носит... |
