Нужна помощь в написании работы?

До появления современного научного знания живое и неживое рассматривалось людьми как два противоположных явления, не имеющих между собой почти ничего общего.

Даже с появлением первых научных исследований в биологии господствовало мнение, что если и существуют какие-либо законы природы, то они различны для физико-химических и биологических явлений. Однако при постепенном проникновении методов физики и химии в биологические исследования становилось ясно, что многие, казавшиеся ранее таинственными, биологические явления могут быть описаны как определённые комбинации физических и химических процессов. Со временем становилось всё меньше неразгаданных биологических явлений и возник вопрос: Можно ли будет в конечном итоге полностью понять строение и функционирование живого, опираясь только на физику и химию? Мнения учёных по этому вопросу разделились на два направления.

Первое направление получило название физикализм. Его сторонники утверждают, что в живом ничего нет, кроме физических и химических процессов, и со временем живое можно будет полностью математически описать, рассчитать любые варианты его строения и поведения, опираясь только на законы физики и химии.

Второе направление получило название витализм. По мнению сторонников этого направления, живое принципиально отличается от неживого тем, что помимо физических и химических сил в живом действуют особые непознаваемые жизненные силы («сила жизни»,  лат. «vis vitalis»). Поэтому живое никогда нельзя будет полностью описать и математически рассчитать только на основе законов физики и химии.

К этому направлению можно отнести и тех учёных, которые считают, что помимо материи в мире существует нематериальная субстанция, наличие которой и определяет превращение неживой материи в живую. Одни называют эту субстанцию энтелехией, другие – духом, душой, используют и иные термины.

Одним из первых доводов виталистов в пользу необходимости применения понятия жизненной силы был тезис о том, что поведение живых организмов не соответствует первому закону термодинамики. Если для перемещения неживого физического тела (камня) необходимо действие внешней силы (воздействие со стороны другого тела), которая в соответствии с законами механики произведёт работу с затратой энергии: Е = F l, где F – сила, l – расстояние, на которое произведено перемещение, то перемещение животного, как казалось первоначально, может начаться без каких-либо видимых причин, и непонятно, какая сила производит работу по перемещению его массы.

 Дальнейшее изучение физиологических механизмов превращения энергии в живых организмах показало, что они имеют способность находить источники энергии, накапливать энергию в своём теле и в дальнейшем использовать её по мере необходимости. Схема эксперимента, с помощью которого доказывается, что производимая животным работа строго соответствует получаемой извне энергии, представлена на рисунке 1.

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Рисунок 1 - Опыт, показывающий эквивалентность количества тепла, образующегося в теплоизолированной камере с животным и количества энергии, поступающей с пищей

В теплоизолированную камеру помещают животное, которое получает строго контролируемое по калорийности QП количество пищи. По изменению температуры Dt в камере определяют количество образующегося тепла QК. Наблюдения показывают, что при изменении количества пищи всегда соответствующим образом меняется количество образующегося тепла, т.е. выполняется равенство: QП = QК. Из этого следует, что закон сохранения энергии полностью справедлив и для живых организмов.

Следующим доводом виталистов в пользу использования жизненной силы было утверждение о том, что если в неживой природе все процессы протекают в сторону увеличения энтропии, всё (вещество и энергия) стремится рассеяться, разрушиться, перейти в более вероятное состояние, то в живой природе наблюдается противоположная, антиэнтропийная тенденция, когда из простых неорганических молекул образуются сложные, маловероятные упорядоченные структуры. Энтропия живого понижается. Причиной понижения энтропии виталисты считали жизненную силу.

Ошибка такого объяснения состояла в том, что закон возрастания энтропии справедлив только для изолированных систем. Не изолированные системы, испытывающие воздействия среды, даже и в неживой природе, при определённом стечении обстоятельств могут понижать свою энтропию. Но обязательным условием для этого является поступление энергии.

 Например, снег, лежащий на вершине горы, со временем переходит в более вероятное состояние – скатывается к подножью. Однако через некоторое время на вершине вновь появляется снег, система переходит в состоянии с более низкой энтропией. Источником энергии для этого является солнечная радиация, которая нагревает океан, приводит к испарению воды с последующим образованием осадков .

Таким образом, дать содержательное определение живой материи оказалось трудно. В учебниках обычно идут по пути перечисления признаков, которые характерны для живого, но при рассмотрении этих признаков можно обнаружить, что все они встречаются и у объектов, которые определяют как неживую природу. В таблице 1 приведено такое сопоставление. Из него можно сделать вывод: попытка найти какой-либо один абсолютный, характерный признак живого — занятие малоперспективное. Следовательно, в живых системах не обнаруживается никаких свойств, которыми не обладали бы разные неживые объекты .

Более того, в пространстве рассмотренных признаков, например, вирус или бактериофаг нельзя назвать живыми организмами в полном смысле слова, скорее, это сложные композитные материалы, но решающие задачи поиска, узнавания и размножения путём уничтожения клетки или бактерии.

Таблица 1. Признаки живой и неживой материи

№ 

Признаки живой материи 

Признаки неживой материи

Живые организмы характеризуются упорядоченной иерархической структурой

Все объекты неживой природы отвечают этому же условию и устроены по

иерархическому принципу: элементарные частицы —> атомы —> молекулы —> макромолекулы и т.д

2

 Живые организмы являются открытыми системами и получают энергию из окружающей среды, используя её для поддержания своей высокой упорядоченности

Смерчи, тайфуны, ветер, молнии черпают энергию от Солнца; извержение вулканов, землетрясения, подвижка материков происходят за счёт энергии из недр Земли. Таким образом, открытость живых систем — не специфический признак живого

3

Способность реагировать на внешнее воздействие (рецепция) — универсальное свойство всех живых систем

Намагничивание, электризация, свечение, поляризация, деформация, инерция, перемещение, разрушение и т.д.— это также ответы неживых объектов на внешние воздействия

4

Способность запоминать информацию о предыдущих состояниях и адаптироваться к изменению внешних условий

Ответная реакция объектов неживой природы обычно также направлена на "нейтрализацию" внешнего воздействия. Ответная реакция неживого объекта — это стремление сохранить своё исходное состояние (принцип Ле Шателье, принцип Ленца, инерция Ньютона). Существуют проявления в неживых объектах и элементов памяти: например, магнитный гистерезис

5

Живые организмы изменяются и усложняются

Объекты в астрофизике (образование газо-пылевых облаков —> туманностей —> галактик), в геофизике (образование горячего ядра планет —> сравнительно холодной мантии поверхности планет —> тектонических плит —> материков и океанов) и в химии (преобразование субстратов в продукты) также демонстрируют эволюционное изменение и усложнение

6

Всё живое размножается

Коацерватные капли органических веществ могут расти и делиться. Из растворов солей растут кристаллы. Кусочек, отломившийся от растущего кристалла, становится зародышем для подобного кристалла. Чёрные курильщики и белые столбы на дне океана также размножаются

7

Живое способно к саморегуляции и регенерации повреждений

Устойчивые вихри, торнадо, ячейки Рэлея-Бенара — саморегулирующиеся системы. Ледяная сосулька после разрушения восстанавливается. Кристаллы способны к регенерации дефектов (дислокаций). Следовательно, сам факт саморегуляции и регенерации не может служить отличительным признаком живого от неживого

8

Живые объекты осуществляют обмен веществ с окружающей средой с целью размножения и экспансии

Все реакции окисления обладают этим свойством, например горение. Преобразование энергии — это свойство всей природы, а не специфическое свойство живых систем

9

Живые объекты обладают направленной подвижностью

Этим свойством обладают ферромагнитные частицы в магнитном поле, ионы в электрическом поле, броуновские частицы в тепловом поле, частицы, имеющие массу, в гравитационном поле и т.д.

10

Живым объектам свойственна неравновесность состояния

Дожди, снегопады, лавины, водопады и т.п. — это всё также неравновесные состояния

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Поделись с друзьями