Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Природа фундаментальных открытий

План изложения

Вопросы:

Роль теоретико-вероятностных методов в развитии фундаментальных исследований
Активность живого и проблема целесообразности в современной биологии. Управление и регуляция в живых системах

Введение

1. Роль теоретико-вероятностных методов в развитии фундаментальных исследований

1.1. Природа фундаментальных открытий

1.2.Историческая обусловленность фундаментальных открытий

1.3. Классическая механика Ньютона

2. Активность живого и проблема целесообразности в современной биологии.

2.1. Сущность живого

2.2. Активность живого-взаимодействие с окружающей средой

2.3 Задачи управления и регуляции

2.4Цели и специфика управления в живых системах

Заключение

Введение

Представления о свойствах и закономерностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают конкретные науки, изучающие определенные области явлений и процессов природы. Поскольку природа есть нечто единое целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую общую совокупность научных знаний о природе издавна называют учением о природе или естествознанием.

Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины мира, под которой подразумевают систему важнейших понятий, принципов и фундаментальных законов, лежащих в основе понимания окружающей нас природы.

В действительности такая картина возникает как результат синтеза фундаментальных открытий и законов разных отраслей и дисциплин естествознания.

Если отдельные научные теории ставят своей целью объяснение, понимание и предсказание конкретных фактов изучаемой области мира, то картины мира стремятся выделить основные понятия и фундаментальные принципы науки, в которую входит данная теория. Опираясь на них, картина мира помогает понять роль и место отдельных понятий и закономерностей в общей системе мира.

Обобщение, анализ и синтез знания в научной картине мира дают возможность целостного видения мира.

Природа фундаментальных открытий.

Среди многообразных видов научных открытий особое место занимают фундаментальные открытия, изменяющие наши представления о действительности в целом, т.е. носящие мировоззренческий характер.

А.Эйнштейн в свое время писал, что физик-теоретик «в качестве фундамента нуждается в некоторых общих предположениях, так называемых принципах, исходя из которых, он может вывести следствия. Его деятельность, таким образом, разбивается на два этапа. Во-первых, ему необходимо отыскать эти принципы, во-вторых, развивать вытекающие из этих принципов следствия. Для выполнения второй задачи он основательно вооружен еще со школы. Следовательно, если для некоторой области и соответственно совокупности взаимосвязей первая задача решена, то следствия не заставят себя ждать. Совершенно иного рода первая из названных задач, т.е. установление принципов, могущих служить основой для дедукции. Здесь не существует метода, который можно было бы выучить и систематически применять для достижения цели».

Рассмотрим, например, открытие новой планеты Леверье и Адамсом. Конечно, это открытие - большое событие в науке, тем более, если учесть, как оно было сделано:
- сначала были обсчитаны траектории планет;
- потом было обнаружено, что они не совпадают с наблюдаемыми;
- затем было высказано предположение о существовании новой планеты;
- потом навели телескоп в соответствующую точку пространства и... обнаружили там планету.
Но почему это большое открытие можно отнести только к открытиям второго рода?
Все дело в том, что оно было совершено на четком фундаменте уже разработанной небесной механики.
Хотя задачи второго рода, конечно, можно подразделять на подклассы различной сложности, Эйнштейн отделяет их от фундаментальных проблем.
Ведь последние требуют открытия новых фундаментальных принципов, которые не могут быть получены какой-либо дедукцией из существующих принципов.
Перейдем к задачам первого рода. Таких проблем возникало перед человечеством, в общем-то, не так уж много, но решения их всякий раз означали громадный прогресс в развитии науки и культуры в целом. Они связаны с созданием таких фундаментальных научных теорий и концепций, как геометрия Евклида, гелиоцентрическая теория Коперника, классическая механика Ньютона, геометрия Лобачевского, генетика Менделя, теория эволюции Дарвина, теория относительности Эйнштейна, квантовая механика, структурная лингвистика.
Все они характеризуются тем, что интеллектуальная база, на которой они создавались, в отличие от области открытий второго рода никогда не являлась строго ограниченной.
Если говорить о психологическом контексте открытий разных путей, то, вероятно, он одинаков.

- В самом поверхностном виде его можно охарактеризовать как непосредственное видение, открытие в полном смысле этого слова. Человек, как считал Декарт, «вдруг» видит, что проблему нужно рассматривать именно так, а не иначе.
- Далее следует заметить, что открытие никогда не бывает одноактным, а носит, так сказать, «челночный» характер. Сначала присутствует некое ощущение идеи; потом она проясняется путем выведения из нее определенных следствий, которые, как правило, уточняют идею; затем из новой модификации выводятся новые следствия и т.д.

Историческая обусловленность фундаментальных открытий.

Выдвижение новых фундаментальных принципов всегда связывалось с деятельностью гениев, с озарением, с какими-то тайными характеристиками человеческой психики.

Великолепным подтверждением такого восприятия этого рода открытий является борьба ученых за приоритет. Сколько было в истории острейших ситуаций во взаимоотношениях между учеными, связанных с их уверенностью в том, что никто другой не мог получить достигнутых ими результатов.

Например, известный социалист-утопист Ш.Фурье претендовал на то, что он раскрыл природу человека, открыл, как надо устроить общество, чтобы в нем не было никаких социальных конфликтов. Он был убежден, что если бы родился раньше своего времени, то помог бы людям решить все их проблемы без войн и идеологических конфронтаций. В этом смысле он связывал свое открытие со своими индивидуальными способностями.

Как же все-таки появляются фундаментальные открытия? В какой мере их осуществление связано с рождением гения, проявлением его уникального дарования?
Обращаясь к истории науки, мы видим, что такого рода открытия действительно осуществляются незаурядными людьми. Вместе с тем обращает на себя внимание тот факт, что многие из них делались независимо друг от друга несколькими учеными практически в одно время.

Н.И.Лобачевский, Ф.Гаусс, Я.Больяи, не говоря уже о математиках, которые развивали основы такой геометрии с меньшим успехом, т.е. целая группа ученых, практически одновременно пришли к одним и тем же фундаментальным результатам. Две тысячи лет люди бились над этой проблемой пятого постулата геометрии Евклида, и «вдруг», в течение буквально 10 лет, ее разрешает сразу десяток людей.

Ч.Дарвин впервые обнародовал свои идеи об эволюции видов в докладе, прочитанном в 1858 г. на заседании Линнеевского общества в Лондоне. На этом же заседании выступил и Уоллес с изложением результатов исследований, которые по существу совпадали с дарвиновскими.

Специальная теория относительности носит, как известно, имя А.Эйнштейна, который изложил ее принципы в 1905 г. Но в том же 1905 г. подобные результаты были опубликованы А.Пуанкаре.

Совершенно удивительно переоткрытие менделевской генетики в 1900 г. одновременно и независимо друг от друга Чермаком, Корренсом и де Фризом.
Подобных ситуаций можно найти в истории науки огромное количество.
И коль скоро дело обстоит так, что фундаментальные открытия делаются почти одновременно разными учеными, то, следовательно, имеется их историческая обусловленность.

В чем же она в таком случае заключается?

Пытаясь ответить на этот вопрос, сформулируем следующее общее положение.
Фундаментальные открытия всегда возникают в результате решения фундаментальных проблем.
Прежде всего, обратим внимание на то, что, когда мы говорим о фундаментальных проблемах, мы имеем в виду такие вопросы, которые касаются наших общих представлений о действительности, ее познании, о системе ценностей, руководящей нашим поведением. Фундаментальные открытия часто трактуются как решения частных задач и не связываются с какими-либо фундаментальными проблемами.

Скажем, на вопрос, как была создана теория Коперника, отвечают, что исследования показывали несоответствие наблюдений и тех предсказаний, которые делались на базе птолемеевской геоцентрической системы, и поэтому возник конфликт между новыми данными и старой теорией.

Классическая механика Ньютона.

Ньютон поставил своей целью найти общий закон движения тел, на которые действуют любые силы, а их траектории могут быть самыми разными. Поскольку движение тела зависит от приложенной к нему силы, а сила придает телу ускорение, постольку необходимо было найти количественный, математический метод для определения ускорения. Поэтому формирование классической механики происходило по двум направлениям:

обобщения полученных ранее результатов, и прежде всего законов движения свободно падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;
создания методов для количественного, математического анализа механического движения в целом.

Известно, что Ньютон создал свой вариант дифференциального и интегрального исчислений непосредственно для решения основных проблем механики: определения мгновенной скорости движения как производной от пути по времени и ускорения как производной от скорости по времени, или второй производной. Благодаря этому ему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирного тяготения. Теперь количественный подход к описанию движения кажется чем-то само собой разумеющимся, но в XVII— XVIII вв. это было крупнейшим завоеванием научной мысли.

Решающую же роль в становлении механики сыграл экспериментальный метод, который обеспечил возможность проверять все догадки, предположения и гипотезы с помощью тщательно продуманных опытов.

Ньютон, как и его предшественники, придавал большое значение наблюдениям и эксперименту, видя в них важнейший критерий для отделения ложных гипотез от истинных. Поэтому он резко выступал против допущения так называемых скрытых качеств, с помощью которых последователи Аристотеля и натурфилософы вообще пытались объяснить многие явления и процессы природы.

«Сказать, что каждый род вещей наделен особым скрытым качеством, при помощи которого он действует и производит эффекты, — указывал Ньютон, — значит ничего не сказать».

В связи с этим он выдвигает совершенно новый принцип исследования природы, который теперь характеризуют как метод принципов, а сам Ньютон называл их началами.

«Вывести два или три общих начала движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных начал, — было бы очень важным шагом в философии, хотя причины этих начал и не были еще открыты».

Эти начала движения и представляют собой основные законы механики, которые Ньютон точно формулирует в своем главном труде «Математические начала натуральной философии», опубликованном в 1687 г. Встречающийся в заглавии этой книги термин «натуральная философия» в XVII—XVIII вв. обозначал физику, важнейшей частью которой считалась механика. С изложения основных ее законов он и начинает свой труд.

Первый закон, который часто называют законом инерции, постулирует:

Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

Конечно, в реальных условиях движения полностью освободиться от воздействия внешних сил на тело никогда нельзя. Поэтому закон инерции представляет собой идеализацию, в которой отвлекаются от действительно сложной картины движения и представляют себе картину идеальную, которую можно составить в воображении путем предельного перехода, т.е. мысленного уменьшения воздействия на тело внешних сил и перехода к такому состоянию, когда это воздействие станет равным нулю.

Раньше думали, что тело будет сразу же останавливаться после того, как прекратится действие на него силы. Так нам подсказывает интуиция, но она нас обманывает, потому что после действия силы тело пройдет еще некоторый путь. Этот путь будет тем больше, чем меньшее противодействие оказывают на тело внешние силы. Если бы было возможно полностью исключить действие внешних сил, то тело продолжало бы двигаться вечно. Такого научного подхода к анализу движения придерживался Галилей, а за ним и Ньютон. Основываясь на ошибочной интуиции, Аристотель в своей «Физике» выдвинул противоположный взгляд, который долгое время господствовал в науке.

«Движущееся тело останавливается, если сила, толкающая его, прекращает свое действие».

Таким образом, о движении и действующей на тело силе, с точки зрения Аристотеля, можно судить по наличию скорости, а не по изменению скорости или ускорению, как утверждал Ньютон.

Второй основной закон движения занимает в механике центральное место. В отличие от кажущихся представлений он показывает, что чем большая сила прилагается к телу, тем большее ускорение, а не просто скорость оно приобретает. Ведь в принципе тело, движущееся с постоянной скоростью и прямолинейно, не испытывает действия каких-либо сил.

Изменение количества движения пропорционально приложенной действующей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

F= dmv/dt =ma,

где выражение dmv/dt обозначает производную от количества движения,

т — массу,

а — ускорение.

Поскольку в механике масса считается величиной постоянной, то указанная производная характеризует прежде всего ускорение движущегося тела. Поэтому более кратко этот закон формулируют как равенство или, точнее, пропорциональность силы ускорению: F= та.

Если обозначить силу, с которой тело с массой т притягивается Землей, т.е. его вес, через Р, а ускорение силы тяжести через g, то получим формулу для выражения веса: P=mg. Именно этот частный случай движения тел под действием силы тяжести изучал Галилей. Если во втором законе Ньютон рассматривает любые силы и ускорения, то Галилей рассматривал только силу тяжести Р и постоянное ускорение g, которое приобретает тело под ее воздействием. Он установил закон, что путь S, пройденный телом под действием силы тяжести, пропорционален половине квадрата времени и не зависит от скорости. Коэффициентом пропорциональности здесь служит ускорение силы тяжести.

S=gt²/2.

Опыт показывает также, что масса, которая фигурирует в инерциальном движении, или инертная масса, в точности равна массе тела, падающего под воздействием силы тяжести, или тяжелой массе. Однако этот результат в классической механике считался случайным совпадением, и только в общей теории относительности он нашел свое объяснение.

Третий закон Ньютона гласит:

Действию всегда есть равное и противоположно направленное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел между собой равны и направлены в противоположные стороны.

F₁=-F₂

Возникает вопрос, каким способом были открыты эти основные законы механики?

Ньютон считал, что принципы механики устанавливаются с помощью двух противоположных, но в то же время взаимосвязанных методов — анализа и синтеза.

«Как в математике, так и в натуральной философии, — писал он, — исследованию трудных предметов методом анализа всегда должен предшествовать метод соединения. Такой анализ состоит в производстве опытов и наблюдений, извлечении общих заключений из них посредством индукции и недопущении иных возражений против заключений, кроме полученных из опыта или других достоверных истин. Ибо гипотезы не должны рассматриваться в экспериментальной философии. И хотя аргументация на основании опытов не является доказательством общих заключений, однако это лучший путь аргументации, допускаемый природой вещей, и может считаться тем более сильным, чем общее индукция. Путем такого анализа мы можем переходить от соединений к ингредиентам, от движений — к силам, их производящим, и вообще от действий — к их причинам, от частных причин — к более общим, пока аргумент не закончится наиболее общей причиной».

Таков метод анализа, синтез же предполагает причины открытыми и установленными в качестве принципов; он состоит в объяснении при помощи принципов явлений, происходящих от них, и доказательстве объяснений.

Чтобы ясно оценить революционный переворот, осуществленный Ньютоном в механике и точном естествознании в целом, необходимо прежде всего противопоставить его метод принципов чисто умозрительным построениям прежней натурфилософии и широко распространенным в его время гипотезам о скрытых качествах. Натурфилософские взгляды и представления в подавляющем большинстве были ничем не подкрепленными умозрениями и спекуляциями. Таким образом, заявление Ньютона о том, что гипотезы не должны рассматриваться в экспериментальной философии, было направлено именно против гипотез о скрытых качествах, а не против гипотез вообще. Ведь именно гипотезы о скрытых качествах невозможно проверить на опыте.

Подлинные же гипотезы, допускающие экспериментальную проверку, составляют основу и исходный пункт всех исследований в естествознании. Как нетрудно понять, сами принципы, или законы, механики тоже являются гипотезами весьма глубокого и общего характера, многократно проверенными и подтвержденными опытом и практикой. Эти принципы невозможно было открыть чисто индуктивно, посредством изучения частных случаев и их обобщения. Поэтому Ньютон утверждал, что анализу явлений должен предшествовать синтез, который опирается на воображение, мысленные эксперименты и творческую интуицию ученого.

Кроме того, при разработке своего метода принципов Ньютон ориентировался на аксиоматический метод, блестяще примененный Евклидом при построении элементарной геометрии. Благодаря своей логической точности и доказательности выводов этот метод до сих пор считается образцом научного изложения. Однако вместо аксиом Ньютон опирался на принципы, или основные законы, механики, а математические доказательства отличал от экспериментальных доказательств, поскольку последние имеют не строго достоверный, а лишь вероятностный, или правдоподобный, характер. Важно также обратить внимание на то, что знание принципов или законов, управляющих явлениями, не предполагает раскрытия их причин. В этом можно убедиться из оценки Ньютоном закона всемирного тяготения. Он всегда подчеркивал, что этот закон устанавливает лишь количественную зависимость силы тяготения от произведения величин тяготеющих масс и квадрата расстояния между ними.

где Fобозначает силу тяготения,

m₁и m₂ — тяготеющие массы,

r — расстояние между ними,

g — постоянную тяготения.

Что же касается причины тяготения, то он считал ее раскрытие делом дальнейших исследований. Ньютон полагал, что довольно того, что тяготение на самом деле существует и действует согласно изложенным нами законам и вполне достаточно для объяснения всех движений небесных тел и моря.

Открытие универсальной силы гравитации считается подлинным триумфом системы механики Ньютона. Эта сила действует между любыми телами во Вселенной, как бы велики или малы они ни были. Не случайно поэтому сам закон называют законом всемирного тяготения.

Как Ньютон пришел к его открытию?

Историки науки, изучившие не публиковавшиеся раньше рукописи Ньютона, обнаружили совершенно неизвестный до этого факт. Оказывается, он посвятил немало времени алхимическим исследованиям, пытаясь найти способ получения золота из других веществ. Изучая способность различных веществ вступать в химические реакции, он пришел к заключению о существовании определенной силы химического сродства между ними. Пытаясь найти более глубокую и общую причину этой силы, Ньютон обратился к астрономии и использовал точные математические методы для исследования взаимодействия тел во Вселенной. Неожиданно для себя он открыл универсальный закон гравитации, который не имеет прямого отношения к силе химического сродства между веществами, но является фундаментальным свойством всех тел, обладающих массой. Предполагалось, что гравитационные силы, или силы притяжения, между телами действуют без какой-либо промежуточной среды, в пустоте и мгновенно, но сила их убывает с квадратом расстояния между ними. Сам Ньютон, как мы отметили, вопрос о природе этих сил оставил решать будущим поколениям.

Поскольку в механике отвлекаются от качественных изменений тел, постольку для анализа их движения можно было широко пользоваться математическими абстракциями и созданным самим Ньютоном и одновременно с ним Г. Лейбницем (1646—1716) анализом бесконечно малых. Благодаря этому изучение механических процессов было сведено к их точному математическому описанию. Именно для математического описания механического движения Ньютон и создал дифференциальное и интегральное исчисления. С помощью дифференцирования можно определить мгновенную скорость движения материальной точки за любой бесконечно малый промежуток времени, а с помощью интегрирования — пройденный точкой путь. Под материальной точкой подразумевается идеальный образ тела, вся масса которого сосредоточена в одной точке. Такая идеализация значительно упрощает математическое описание механического движения тел, которые можно рассматривать как системы материальных точек.

Переход от непосредственного описания эмпирических объектов к идеальным их образам, построению их математических моделей и последующему анализу системы идеальных объектов был началом становления теоретической науки в изучении природы. Этот переход имел неоценимое значение для дальнейшего развития естествознания. Замена планет материальными точками в задачах небесной механики крайне упрощало их решение, поскольку уже существовал готовый математический аппарат для вычислений.

Для описания движения материальной точки необходимо было найти прежде всего характеризующее его уравнение, которое математики называют обыкновенным дифференциальным уравнением. Таким образом, для точного и полного описания механического движения необходимо и достаточно было задать, во-первых, координаты тела и его скорость (или импульс mv) и, во-вторых, уравнение его движения. Все последующие состояния движущегося тела точно и однозначно определялись его начальным состоянием. Следовательно, задав это состояние, можно было определить любое другое его состояние, как в будущем, так и в прошлом. Вследствие этого исчезало всякое различие между настоящим, прошлым и будущим. Отвлечение от качественных различий между состояниями движущихся тел превращало механику в чисто абстрактную, математическую схему, которую посредством соответствующей интерпретации можно было соотнести с объективной реальностью.

2.1 Сущность живого.

Ответить на «простенький» вопрос «что такое жизнь» чрезвычайно трудно, ибо это один из главных вопросов, который человек может себе задать. Живые организмы обладают рядом признаков, которых нет у большинства объектов неживой природы (а часть и есть), но среди них нет ни одного, который был бы присущ только живому, т.е. выделить один существенный и единственный критерий жизни на современном уровне науки практически невозможно. В большинстве случаев, казалось бы, уж точно установленный фактор или принцип определения по мере развития наших представлений требует дополнений, уточнений и т.д. Это связано еще и с тем, что этими проблемами занимаются многие специалисты из разных областей науки и они в своих определениях подчеркивают существенный признак живого именно с позиций своей науки.

Поэтому жизнь, а следовательно и все живое, по-видимому, не может быть определена по какому-либо одному признаку. Современная биология при описании живого идет пока по пути лишь перечисления этих признаков, но в их совокупности.

Какова же совокупность основных признаков живого?

Живые организмы характеризуются сложным высокоупорядоченным строением и системной организацией. Уровень их организации и иерархичности значительно выше, чем в неживых объектах. Живые системы характеризуются также и гораздо более высоким уровнем асимметрии, в том числе наличием молекулярной хиральности, и процессами самоупорядочения в пространстве и времени. Структурная компактность, энергетическая экономичность и эффективность использования энергии живых организмов являются результатом высочайшей пространственной упорядоченности на молекулярном уровне.
Живые организмы имеют потребность для своего развития получать энергию из окружающей среды, непосредственно или косвенно используя для этого лучистую энергию Солнца для поддержания и усиления своей высокой упорядоченности. Зеленые растения используют эту энергию для синтеза питательных веществ. Животные используют энергию, содержащуюся в их пище, для поддержания своего существования, роста и размножения. Живое извлекает структурированную полезную для живого организма отрицательную энтропию из окружающей среды и «сбрасывает» избыток неструктурированной положительной энтропии обратно в эту среду. Происходит перераспределение энтропии как формы энергии в системе живой организм - окружающая среда. Сама сложность и организованность структуры живого организма будет определяться этим перераспределением. Живое способно также «извлекать» порядок из хаотического поведения молекул своего организма, что также способствует уменьшению его энтропии как упорядоченной системы.
Живые организмы активно реагируют на окружающую среду и участвуют в обмене энергией, веществом и информацией с окружающей средой. Живые организмы способны усваивать полученные извне питательные вещества, перестроив их так, чтобы они становились подобными их собственным материальным структурам, и в результате этого многократно воспроизводить эти структуры. Способность реагировать на внешние раздражители, в том числе и на получение информации, является универсальным признаком всех живых систем - и растений, и животных. Живые организмы обладают способностью двигаться и проявлять активность при взаимодействиях с окружающей средой.
В процессе самоорганизации живые организмы развиваются, изменяются и усложняются. В отличие от самоорганизации неживых неорганических систем, где молекулы просты, а механизм реакций сложен, в самоорганизации живых систем механизмы просты, а молекулы сложны. Существенна и роль обратной связи организмов с окружающей средой. Для создания и развития новых структур, образования новых органов нужна положительная обратная связь, а для устойчивого состояния - отрицательная обратная связь. Лауреат Нобелевской премии русский физиологи И.П. Павлов еще до появления теории самоорганизации называл эти процессы в живом организме саморегуляцией. Живой организм способен и к самосохранению, устойчивости своего существования, и к развитию, восприимчивости, и к изменениям. В живом организме на протяжении всей жизни идет непрерывная замена старых клеточных структур на вновь образующиеся.
Все живое не только размножается, но и имеет способность к избыточному воспроизводству. Это одна из главных особенностей живого, в которой проявляется действие механизмов изменчивости и наследственности, определяющих эволюцию всех видов живой природы и условия их выживания.
Живое качественно превосходит другие формы существования материи своим многообразием форм, сложностью химических компонентов и динамикой протекающих в живом организме процессов. Процесс усложнения структур и функций связан со все более эффективным использованием энергии, черпаемой из окружающей среды и превращаемой биологическими системами в сложность и разнообразие форм жизни.
Живые организмы способны получать, сохранять и передавать информацию. Причем живым организмам присуще стремление полученную информацию о себе и окружающем мире использовать максимальным образом. Наследственная информация, заложенная в генах и необходимая живому организму для существования, развития и размножения передается от каждого индивидуума его потомкам. Эта информация определяет направление развития организма, и в процессе взаимодействия его с окружающей средой реакция на ее индивида может искажаться, обеспечивая тем самым эволюцию развития потомков. Признаком живого является также биологическое узнавание.
Живые организмы способны хорошо приспосабливаться к окружающей среде обитания и соответствуют своему образу жизни. При этом проявляется еще одна сущность жизни - поддержание таких биологических норм, которые противостоят силам, стремящимся низвести жизнь до уровня физического равновесия.
Живые организмы имеют способность целесообразно распространяться в пространстве и времени, а также активно влиять на неживую природу и изменять в целом биосферу Земли. Целевая функция живого объективно сводится к достижению оптимальных условий для выживания вида.
И наконец, высшим формам живых организмов присущ Разум, который и позволяет материи познавать самое себя.

Заметим, что отдельные свойства могут встречаться и в неживой природе, но только в совокупности эти свойства присущи именно живому и в своем единстве являются критериями отличия живого от неживого. Живое от неживого можно отличить также по трем признакам: веществу (в живом - органические биополимерные молекулы), структуре (живой организм состоит из живых клеток) и функционально (живое воспроизводит себя).

2.2 Активность живого- взаимодействие с окружающей средой

На основе наблюдений природных явлений представление о том, что живые существа взаимодействует с внешней средой и влияет на ее изменение, возникло давно. В начале 17 века зачатки представлений о биосфере встречаются в трудах голландских ученых Б. Варениуса (1629- 1695) и Х. Гюйгенса, а также у знаменитого французского журналиста Ж. Бюффона (1707-1788) . Спустя некоторое время, французский журналист Ж. Кювье (1769- 1832) заметил, что живые организмы могут существовать только путем обмена веществ с внешней средой. Другие исследователи - французские химики Ж. Б. Дюма (1800- 1884) , Ж. Бусенго (1802- 1887) , немецкий химик Ю. Либих (1803- 1873) выяснили значение зеленых растений в газовом обмене земного шара и роль почвенных растворов в питании растений.

Многие ученые изучили взаимоотношение организмов со средой их обитания и гибели, что непосредственно предшествовало нашему современному пониманию биосферы. Ж. Б. Ламарк в своей книге "Гидрогеология" посвятил целую главу влиянию живых организмов на земную поверхность. Он писал: "... в природе существует особая сила, могущественная и непрерывно действующая, которая обладает способностью образовывать сочетания, умножать их, разнообразить их... влияние живых организмов на вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его внешнюю кору, весьма значительно, потому что эти существа, бесконечно разнообразные и многочисленные, с непрерывно меняющимися поколениями, покрывают своими постепенно накапливающимися и все время отлагающимися остатками все участки поверхности земного шара".

Из этих высказываний следует правильная оценка огромной геологической роли организмов и продуктов их разложения.

Значительно более широкое представление о биосфере мы встречаем у В. И. Вернадского (1863- 1945) .

В. И. Вернадский - один из величайших ученых, основатель геохимии, биохимии, радиогеологии и создатель научной школы. В. И. Вернадский был тонким ценителем факторов, ученым, крайне требовательным к тому, чтобы естественнонаучные гипотезы отражали объективную реальность материального мира, закономерности, связанные с физико-химическими, геологическими, биохимическими и иными материальными процессами. Его концепции всегда были отточены громадным опытом естественнонаучной, профессиональной работы.