Эволюционная химия: сущность и основные проблемы

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

      КАФЕДРА ФИЛОСОФИИ И МЕТОДОЛОГИИ НАУКИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

            РЕФЕРАТ ПО ФИЛОСОФИИ 
 
 
 

      на  тему__ Эволюционная химия: сущность и основные проблемы. 
 
 

      Аспиранта (соискателя)

      кафедры аналитической химии

      Анисимова Б.П. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Минск, 2005

Содержание 

      Стр.

Введение 3

1. Философский  подход к эволюции материи  и в эволюционной химии 5

 1.1. Теории эволюции материи по  Спенсеру 6

 1.1.1. Основные положения теории эволюции  материи по Спенсеру 6

 1.1.2. Эволюция материи во времени 9

 1.1.3. Уровни организации вещества  и их количественные характеристики 14

 1.2. Методологические принципы концепции А.И. Опарина 15

 1.3. Философские аспекты основных  современных решений проблемы  происхождения живого                                                                                                                             17

2. Эволюционная  химия как высший уровень развития  химических знаний 19

     2.1. Различные подходы к самоорганизации 21

     2.2. Общая теория химической эволюции и биогенеза Руденко 25

Заключение 28

Список  литературы    30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                              Введение

     Основной  проблемой химии является получения из веществ природы необходимых материалов (например: керамика, стекло, лекарства), но химические знания во все времена объединяла одна непреходящая и главная задача - задача получения веществ с необходимыми свойствами. Чтобы ее реализовать, надо уметь из одних веществ получать другие, то есть, осуществлять их качественные изменения. Качество - совокупность свойств веществ, следовательно, надо знать, как управлять свойствами, знать, от чего они зависят. Также химия одновременно должна решать и теоретические задачи генезиса свойств веществ, то есть полученные теоретические знания использовать для получения и производства необходимых материалов. Поэтому основная проблема - есть инвариантное ядро химии.

    Ее  основная проблема возникла в древности  и не теряет своего значения и теперь, то есть, история химии есть единый процесс, а не сумма историй различных  химических наук. Смена способов решения основной проблемы химии сопровождалась возникновением новых отраслей химического знания каждая со своим предметом:

1. Аналитическая химия, как наука о составе вещества.
2. Структурная химия, как наука о структуре вещества.
3. Физическая химия, как наука о химических процессах.
4. Эволюционная химия, как наука о химических кинетических системах

    Так в развитие химии происходило  последовательное появление концептуальных систем, причем каждая новая возникала  на основе научных достижений предыдущей, опиралась на нее и включала ее в себя в преобразованном виде. Идеи эволюции материи занимали важное место у геологов, астрономов, химиков же этот вопрос мало волновал. В отличие от биологов, которые вынуждены были использовать эволюционную теорию Дарвина для объяснения происхождения многочисленных видов растений и животных, химиков вопрос о происхождении вещества не волновал, потому что получение любого нового химического индивида всегда было делом рук и разума человека: молекула нового химического соединения конструировалась по законам структурной химии из атомов и атомных групп, как здание из кирпичей. Живые же организмы из блоков собрать нельзя. Возникновению эволюционной химии способствовали исследования в области моделирования биокатализаторов. В 1969г. появилась общая теория химической эволюции и биогенеза, которая в общем виде была выдвинута в 1964 г., профессором Московского университета А.П. Руденко. Искусственный выбор каталитических структур ориентировался на естественную, осуществляемую природой эволюцию от неорганической химии к живым системам. Другим основанием для развития исследований в области эволюционной химии являются реальные достижения «нестационарной кинетики». В результате этих достижений у химиков появилась возможность решать эволюционные проблемы применительно к своим объектам. Это проблемы самопроизвольного (без участия человека) синтеза новых химических соединений, являющихся более высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными веществами. Поэтому эволюционную химию считают предбиологией - наукой о самоорганизации и саморазвитии химических систем и обогащение их более высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными. Наряду с понятием эволюционная химия используют понятие химическая эволюция, это процесс приводящий к возникновению жизни, - биогенезу, диалектическому переходу от неживого вещества в живое среди всех возможных процессов развития материального мира. Поэтому эволюционная химия и химическая эволюция тождественны, так как живое вещество и является более высокоорганизованным по отношению к неживому.

    Выбор темы этого реферата связан с тем, что эволюционная химия появилась  не давно, полностью еще не сформировалась, большому числу химиков еще даже не известно, что появился новый  уровень развития химических знаний. Трудность этой темы обусловлена тем, что источники посвященная эволюционной химии весьма  неполны, противоречивы. Эволюционная химия как наука носит междисциплинарный характер, ее развитие весьма актуально, так как эволюционная химия позволит создавать новые биотехнологии, безотходные технологии и производства, в которых химические процессы протекают не только в экстремальных (высокие давления и температуры), но и в обычных условиях. Также меня как аналитика   интересует задача достоверного определения токсичных веществ в ультрамалых количествах, с помощью “биологических индикаторов”, а без знания процессов и механизмов взаимодействие живого и неживого, эта задача, может стать лженаучной. Возможно, не последнее место будет за методами эволюционной химии в решении проблемы “воспроизводства природной среды искусственным путем, приспособления ее к масштабам и темпам технического прогресса”¹.

    Целью данного реферата является обобщение  имеющихся литературных источников по данной теме, рассмотрения эволюции материи, эволюционной химии и ее общей теории и основного закона с точек зрения философского, естественнонаучного² и прикладного (технического) подхода.

      1. Философский подход к эволюции материи и в эволюционной химии

          В настоящее время  перед естествознанием стоит задача выявления механизма закономерного, направленного характера развития материи в целом и в каждой из основных ее форм, включая химическую. Переход неживого вещества в живое является проблемой эволюционной химии. Изучение химической эволюции ставит перед философией вопрос о закономерности, месте и роли химической формы движения материи в едином мировом процессе. Так В. В. Орлова и Т. С. Васильева, считают, что “химическое представляет собой одну из основных форм материи, имеющую относительно самостоятельный характер и не сводимую к ее ближайшему предшественнику - физической материи. Она обладает специфическим способом существования и развития - субстратным синтезом и является закономерным звеном единого мирового процесса. Природа химической формы материи может быть выяснена только в контексте всеобщего мирового процесса. Последний получает объяснение на основе познания каждого из своих составных моментов - физической, химической, биологической и социальной форм материи. Исследование природы, факторов и закономерностей развития химической реальности делает возможным глубокое познание смежных с нею форм материи - физической, биологической и социальной. Эвристический потенциал химического знания блестяще проявился при объяснении одного из сложнейших биологических феноменов - наследственности. Процесс взаимодействия и взаимного проникновения концепций физики, химии, биологии, наук о человеке получит в будущем более радикальный характер, с которым можно связать появление новых продуктивных идей как в химии, так и в других фундаментальных науках”³.

      Проблема химической эволюции находится среди многих естественнонаучных и философских проблем. Перед философией она ставит задачу более четкого определения таких понятий, как “эволюция”, “движение”, “развитие”, “форма движения материи”, “форма существования материи”, “сложность”, “иерархия”, “структура”, “система”, “организация”, “направленность”, “время”. Сейчас перед химией и философией остро встал вопрос о специфике химического. В связи с этим большое значение для всей проблемы эволюции имеет выявление специфических черт химического пространства и химического времени. В смежных науках - геологии и биологии - проблеме времени до сих пор уделялось значительно больше внимания, не говоря уже о физике^4,5. Работа над проблемой химической эволюции позволяет выявить границы онтологической и гносеологической редукции, решить проблему редукционизма, которая продолжает оставаться актуальной.

     Изучение  химической формы движения материи  в настоящее время невозможно рассматривать вне познания этапов химической эволюции вещества, т.е. вне временных и исторических характеристик химизма⁶. В данном реферате я расматриваю эволюцию живой материи на основании концепций Г.Спенсер и А.И. Опарина.

     Упрощенно можно привести классификацию этапов химической эволюции.

1) астрофизический:  синтез ядер химических элементов,  синтез молекул в межзвездной  среде; 

2) космохимический:  эволюция химических соединений  на планетах, спутниках и кометах; 

3) геохимический; 

4) биогеохимический;

5) антропохимический.

Третий и четвертый  этапы были выделены В. И. Вернадским, пятый (техногенный) - его учеником Ферсманом.

     На  каждом этапе действуют свои специфические  законы. В силу этого естественнонаучное решение проблемы предполагает комплексный  подход к изучению феномена химической эволюции

     1.1. Теории эволюции  материи по Спенсеру

     В 19 веке появились четыре великие концепции эволюции, разработка которых продолжается до настоящего времени. Они известны по своим авторам, - это Ж.Б.Ламарк, Ж.Кювье, Ч.Дарвин и Г.Спенсер. Три первых автора до сих пор цитируются в специальной биологической и философской литературе. Г.Спенсер на своих знаниях создал теорию эволюции материи. Дарвин Спенсера знал, цитировал его и не претендовал на приоритет в создании эволюционного учения. Дарвин сузил понятие эволюции до понятия биологической эволюции и предпринял все усилия для доказательства своих тезисов специфическими для биологии методами, а Спенсер под эволюцией понимал усложнение строения материи вообще и ограничился общеметодологическими рассуждениями.

    1.1.1. Основные положения  теории эволюции  материи по Спенсеру

    1. Во всей Вселенной, как целом,  и в каждой мельчайшей ее  части совершается непрерывное  перераспределение материи и  движения.

    2. Это перераспределение создает  эволюцию там, где преобладает интеграция материи и рассеяние движения, и создает разложение там, где преобладает потеря движения и дезинтеграция материи.

    3. Эволюция является простой, когда  процесс интеграции или образование  концентрированного агрегата не  осложняется другими процессами.

    4. Эволюция является сложной, когда  вместе с первичным переходом  от бессвязной формы к более  связной происходят вторичные  изменения вследствие различия  условий, в которых находятся  различные части агрегата.

    5. Эти вторичные изменения представляют превращение однородного в разнородное, превращение, совершающееся, как и первое, во всей Вселенной, как целом, и во всех (или почти во всех) ее мельчайших частях: в агрегате небесных светил и туманностей, в Солнечной системе, в Земле, как неорганической массе, в каждом растительном и животном организме (закон фон Бэра), в агрегате организмов геологического периода, в сознании, в обществе, во всех продуктах социальной деятельности.

    6. Процесс интеграции, обнимающий  всю Вселенную и действующий  в каждом данном месте, комбинируется с процессом дифференциации, благодаря чему происходит уже не простой переход однородного к разнородному, но переход от неопределенной однородности к определенной разнородности, - и эта возрастающая определенность, которая сопровождает возрастающую разнородность, обнаруживается, как и последняя, во всей совокупности вещей и в каждом их разряде, вплоть до самых мельчайших.

    7. Одновременно с перераспределением  материи в каждом развивающемся  агрегате происходит также перераспределение сохраненного движения его составных элементов по отношению друг к другу; это последнее также постепенно становится более определенно разнородным.

    8. Так как бесконечной и абсолютной  однородности не существует, перераспределение,  одной из фаз которого является эволюция, неизбежно. Причины этой неизбежности следующие:

    9. Неустойчивость однородного вследствие  различного воздействия на различные  части ограниченного агрегата  посторонних сил. Проистекающие  отсюда превращения усложняются  благодаря: