Структурные уровни организации материи

 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА  

по  дисциплине концепции современного естествознания 

Тема  №9

«Структурные  уровни организации  материи» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

План:

Введение…………………………………………………………….……………..2

1. Роль системных представлений в анализе структурных уровней организации материи……………….……………………………………2
2. Структурные уровни живого……………………………………………..6
3. Сущность макромира, микромира и мегамира………………………….7

Микромир…………………………………………………..……………..8

Макромир…………………………………………………..……………11

Мегамир…………………………………………………………………12

4. Анализ классического и современного понимания концепции макромира…………………………………………………………….…13

Заключение………………………………………………………….…………..17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

     Все объекты природы (живой и неживой  природы) можно представить в виде системы, обладающей особенностями, характеризующей их уровни организации. Концепция структурных уровней живой материи включает представления системности и связанной с ней организацией целостности живых организмов. Живая материя дискретна, т.е. делится на составные части более низкой организации, имеющие определенные функции.     

Структурные уровни различаются не только классами сложности, но и по закономерности функционирования. Иерархическая структура такова, что каждый высший уровень не управляет, а включает низший. С учетом уровня организации можно рассматривать  иерархию структур организации материальных объектов живой и неживой природы.    Такая иерархия структур начинается с элементарных частиц и заканчивается живыми сообществами. Концепция структурных уровней впервые была предложена в 20-х годах нашего столетия. В соответствии с ней структурные уровни различаются не только по классам сложностью, но по закономерностям функционирования. Концепция включает в себя иерархию структурных уровней, в которой каждый следующий уровень входит в предыдущий. 

1. Роль  системных представлений  в анализе структурных  уровней организации  материи.

   Весь  окружающий нас мир  представляет  собой  движущуюся материю  в  её бесконечно разнообразных формах  и  проявлениях,  со  всеми  её  свойствами, связями и отношениями. Рассмотрим подробнее, что же такое материя, а так  же ее структурные уровни.

   Материя  (лат.  Materia  – вещество),   «…философская   категория   для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется,  фотографируется,  отображается   нашими   ощущениями, существуя независимо от нас».

   Материя – это бесконечное множество  всех существующих в мире объектов  и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм  движения.  Материя включает в себя не только все непосредственно  наблюдаемые  объекты  и  тела природы, но и  все те, которые в принципе могут  быть  познаны  в  будущем  на основе совершенствования средств  наблюдения и эксперимента.

   В современной науке в основе представлений  о строении материального мира лежит  системный подход, согласно которому любой объект материального мира (атом, организм, галактика и сама Вселенная) может быть рассмотрен как  сложное образование, включающее в  себя составные части, организованные в целостность.

Основные  принципы системного подхода:

• Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.
• Иерархичность строения, то есть наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.
• Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами её отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.
• Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.

     Системность, свойство объекта обладать всеми признаками системы.

     Для обозначения целостности объектов в науке было выработано понятие  «система».     

       Система — это комплекс элементов,  находящихся во взаимодействии. В переводе с греческого это целое, составленное из частей, соединение.

  Понятие «элемент» означает минимальный, далее уже неделимый компонент в рамках данной системы. Система может состоять не только из однородных объектов, но и разнородных. Она может быть по своему строению простой и сложной. Сложная система состоит из элементов, которые в свою очередь образуют подсистемы разного уровня сложности и иерархии.

     Каждая  система характеризуется не только наличием связей и отношений между  образующими ее элементами, но и  неразрывным единством с окружающей средой.

Можно выделить различные  типы систем:

• по характеру связи между частями и целым — неорганические и органические;
• по формам движения материи — механические, физические, химические, физико-химические;
• по отношению к движению — статистические и динамические;
• по видам изменений — нефункциональные, функциональные, развивающиеся;
• по характеру обмена со средой — открытые и закрытые;
• по степени организации — простые и сложные;
• по уровню развития — низшие и высшие;
• по характеру происхождения — естественные, искусственные, смешанные;
• по направлению развития — прогрессивные и регрессивные.

   Совокупность  связей между элементами образует структуру  системы.

     Устойчивые  связи элементов определяют упорядоченность  системы. Существуют два типа связей между элементами системы – по «горизонтали» и по «вертикали».

       Связи по «горизонтали» - это  связи координации между однопорядковыми элементами. Они носят коррелирующий характер: ни одна часть системы не может изменяться без того, чтобы не изменились другие части.

     Связи по «вертикали» - это связи субординации, то есть соподчинения элементов. Они выражают сложное внутреннее устройство системы, где одни части по своей значимости могут уступать другим и подчиняться им. Вертикальная структура включает уровни организации системы, а так же их иерархию.

     Следовательно, исходным пунктом всякого системного исследования является представление  именно о целостности изучаемой  системы.                                                                                         

     Целостность системы означает, что все составные  части, взаимодействуя и соединяясь вместе, образуют уникальное целое, обладающее новыми системными свойствами.

     Свойства  системы – не просто сумма свойств  ее элементов, а нечто новое, присущее только системе в целом.

     Итак, согласно современным научным взглядам на природу, все природные объекты  представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы.

     В естественных науках выделяют два больших  класса материальных систем: системы  неживой природы и системы  живой природы.

  К системам неживой природы относятся элементарные частицы и поля, физический вакуум, атомы, молекулы, макроскопические тела, планеты и планетные системы, звезды, галактики и система галактик – Метагалактика.

     К системам живой природы относятся  биополимеры (информационные молекулы), клетки, многоклеточные организмы, популяции, биоценозы и биосфера как совокупность всех живых организмов. 

       В природе все взаимосвязано,  поэтому можно выделить и такие  системы, которые включают в  себя элементы как живой, так  и неживой природы – биогеоценозы, и биосферу Земли.

2. Структурные уровни живого.

   Структурный, или системный, анализ обнаруживает, что мир живого чрезвычайно многообразен, имеет сложную структуру. На основе равных критериев могут быть выделены различные уровни, или подсистемы, живого мира. Наиболее распространенным является выделение на основе критерия масштабности следующих уровней организации живого.

Биосферный – включающий всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой. На этом уровне биологической наукой решается такая проблема, как изменение концентрации углекислого газа в атмосфере. Используя это подход, ученые выяснили, что в последнее время концентрация углекислого раза возрастает ежегодно на 0,4%, создавая опасность глобального повышения температуры, возникновения так называемого «парникового эффекта».

Уровень биоценозов выражает следующую ступень структуры живого, состоящую из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс, экосистему. Рациональное использование природы невозможно без знания структуры и функционирования биогеоценозов, или экосистем.

Популяционно-видовой  уровень образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида. Его изучение важно для выявления факторов, влияющих на численность популяций.

Организменный и органно-тканевый уровни отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ.

Клеточный и субклеточный уровни отражают процессы специализации клеток, а также различные внутриклеточные включения.

Молекулярный  уровень составляет предмет молекулярной биологии, одной из важнейших проблем которой является изучение механизмов передачи генной информации и развитие генной инженерии и биотехнологии.

     Разделение  живой материи на уровни является, конечно, весьма условным. Решение конкретных биологических проблем, таких, как  регуляция численности вида, опирается  на данные о всех уровнях живого. Но все биологи согласны в том, что в мире живого существуют ступенчатые уровни, своего рода иерархии. Представление о них наглядно отражает системный подход в изучении природы, который помогает глубже понять ее.

      Фундаментальной основой живого мира, является клетка. Ее исследование помогает уяснить специфику  всего живого. 

3. Сущность  макромира, микромира  и мегамира.

   Структурные уровни материи образованы из определенного множества объектов какого-либо класса и характеризуются особым типом взаимодействия между составляющими их элементами.

Критерием для выделения  различных структурных  уровней служат следующие признаки:

• пространственно-временные масштабы;
• совокупность важнейших свойств;
• специфические законы движения;
• степень относительной сложности, возникающей в процессе исторического развития материи в данной области мира;
• некоторые другие признаки.