В библиотеке

Книги2 383
Статьи2 537
Новые поступления0
Весь каталог4 920

Рекомендуем прочитать

Ирхин В.Ю., Кацнельсон М.И.Критерии истинности в научном исследовании
На чем основаны претензии науки на истинность ее утверждений? Удобно начать рассмотрение этого вопроса с расхожего мнения, что "наука основана на эксперименте". Это мнение действительно отражает одну из сторон науки (но только одну!), однако нуждается в расшифровке и подробных комментариях.

Полезный совет

Если Вы заметили ошибку в тексте книги или статьи, пожалуйста, сообщите нам: [email protected].

Алфавитный каталог
по названию произведения
по фамилии автора
 

АвторНайдыш В.М.
НазваниеКонцепции современного естествознания
Год издания2004
РазделКниги
Рейтинг3.93 из 10.00
Zip архивскачать (1 144 Кб)
  Поиск по произведению

17. Естествознание и будущее цивилизации

Естествознание — и продукт цивилизации, и условие ее развития. С помощью науки человек развивает материальное производство, совершенствует общественные отношения, воспитывает и обучает новые поколения людей, лечит свое тело. Прогресс естествознания и техники значительно изменяет образ жизни, повышает благосостояние человека, совершенствует условия быта людей. Благодаря знанию законов природы человек может изменить и приспособить природные вещи и процессы так, чтобы они удовлетворяли его потребностям.

17.1. Экологический кризис и пути его разрешения

17.1.1. Естествознание как революционизирующая сила цивилизации

Естествознание — один из важнейших двигателей общественного прогресса. Будучи основным фактором материального производства, естествознание выступает мощной революционизирующей силой. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. Такими были, например, открытия в XVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в XIX в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в XX в. теории атомного ядра, а вслед за ним открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине XX в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и появившиеся благодаря этому возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

Однако у современных людей наука вызывает не только восхищение и преклонение, но и опасения. Часто можно услышать, что наука приносит человеку не только блага, но и несчастья. Загрязнение атмосферы, катастрофы на атомных электростанциях, повышение радиоактивного фона в результате испытаний ядерного оружия, «озонная дыра» над планетой, исчезновение многих видов растений и животных — эти и другие экологические проблемы люди склонны объяснять самим фактом существования науки. Но дело не в науке, а в том, в чьих руках она находится, какие социальные интересы за ней стоят, какие общественные и государственные структуры направляют ее развитие.

Нарастание глобальных проблем человечества повышает ответственность ученых за судьбы человечества. Вопрос об исторических судьбах и роли науки в ее отношении к человеку, перспективах его развития никогда так остро не обсуждался, как в настоящее время, в условиях нарастания глобального кризиса цивилизации. Старая проблема гуманистического содержания познавательной деятельности («проблема Руссо») приобрела новое конкретно-историческое выражение: может ли человек (и если может, то в какой степени) рассчитывать на науку в решении глобальных проблем современности? Способна ли наука помочь человеку избавиться от того зла, которое несет в себе современная цивилизация, технологизируя его образ жизни?

Наука — это социальный институт, и он теснейшим образом связан с развитием всего общества. Сложность, противоречивость современной ситуации в том, что наука безусловно причастна к порождению глобальных, прежде всего экологических, проблем цивилизации (не сама по себе, а как зависимая от других структур часть общества); в то же время без науки, без дальнейшего ее развития решение этих проблем в принципе невозможно. Это значит, что роль науки в истории человечества постоянно возрастает, поэтому умаление роли науки, естествознания в настоящее время чрезвычайно опасно — оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности. К сожалению, такое умаление подчас имеет место, оно представлено определенными умонастроениями, тенденциями в системе духовной культуры.

17.1.2. Сущность современного экологического кризиса

Экология — цикл научных отраслей, изучающих взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. В этот цикл входят: общая экология, изучающая основные принципы строения и функционирования различных надорганизменных систем — популяций, биоценозов, биогеоценозов и биосферы (см. 13.2), частные экологии, изучающие конкретные биоценозы или биогео-ценозы (например, экология млекопитающих, гидробиология, агроэкология и др.). В 1970-х гг. в цикле экологических наук выделилась экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия человеческого общества и окружающей среды. Современная экология — сложная междисциплинарная и комплексная система познания, включающая в себя методы, понятия и принципы как естествознания (биологических, геологических, химических, физических наук), математики, так и социально-гуманитарного знания, философии.

Начиная со средины XX в. рост потребностей человека и его производственной активности привел к тому, что масштабы возможного воздействия человека на природу стали соизмеримыми с масштабами глобальных природных процессов. В результате труда человека создаются каналы и новые моря, исчезают болота и пустыни, перемещаются огромные массы ископаемых пород, синтезируются новые химические материалы. Преобразующая деятельность современного человека распространяется даже на дно океана и космическое пространство. Однако все возрастающее влияние человека на окружающую среду порождает сложные проблемы в его взаимоотношениях с природой. Неконтролируемая и непредсказуемая деятельность человека стала оказывать отрицательное воздействие на ход природных процессов, вызывать резко негативные необратимые изменения как окружающей среды, так и биологической природы самого человека. Это касается буквально всей среды — атмосферы, гидросферы, недр, плодородного слоя; гибнут животные и растения, разрушаются и исчезают биоценозы и биогеоценозы; растет заболеваемость людей. При этом неуклонно увеличивается численность населения земного шара [1]. Вывод напрашивается сам собой: человечество неумолимо идет к экологической катастрофе — истощению энергетических, минеральных и земельных ресурсов, гибели биосферы, а возможно, и самой человеческой цивилизации. Поэтому возникла необходимость защиты среды обитания человека от его же воздействия на нее.

  • 1 По прогнозам, к 2010 г. она составит 11 млрд человек, а примерно в 2025 г., согласно новейшим синергетическим математическим моделям, ожидается «режим с обострением», когда рост населения (пропорциональный не числу численности, а квадрату численности) резко устремится к бесконечности. Конечно, в реальности он не будет бесконечным, но в любом случае, если не будут приняты какие-то меры, глобальная демографическая ситуация может полностью выйти из-под контроля.

Итак, современная цивилизация находится в состоянии глубочайшего экологического кризиса. Это не первый экологический кризис в истории человечества (см. 2.1.1), но он может стать последним.

17.1.3. Основные черты современного экологического кризиса

Охарактеризуем основные кризисные направления развития экологической ситуации.

Исчезновение растительных и животных видов, видового многообразия, генофонда флоры и фауны Земли, причем животные и растения исчезают, как правило, не в результате их непосредственного истребления человеком, а вследствие изменения среды обитания. С начала 1980-х гг. ежедневно вымирает один вид животных, а еженедельно — один вид растений. Вымирание угрожает тысячам видов животных и растений. Под угрозой исчезновения находится каждый четвертый вид земноводных, каждый десятый вид высших растений. А каждый из видов является неповторимым, уникальным результатом эволюции, протекавшей много миллионов лет.

Человечество обязано сохранить и передать потомкам биологическое разнообразие Земли, и не только потому, что природа прекрасна и восхищает нас своим великолепием. Есть еще более значимое основание: сохранение биологического разнообразия является непременным условием жизни самого человека на Земле, поскольку устойчивость биосферы тем выше, чем больше составляющих ее видов.

Исчезновение лесов (особенно тропических) со скоростью несколько десятков гектаров в минуту. Это влечет за собой, в частности, эрозию почв (почвы — продукт сложного и длительного взаимодействия живой и косной материи), уничтожение верхнего плодородного слоя земли, опустынивание Земли, которое происходит со скоростью 44 га/мин.

Кроме того, леса — главные поставщики кислорода в атмосферу посредством фотосинтеза. В настоящее время баланс прихода и расхода кислорода отрицательный. За последние 100 лет концентрация кислорода в воздухе снизилась с 20,948 до 20,8%, а в городах даже ниже 20%. Уже 1/4 суши лишена естественного растительного покрова. Большие площади коренных биогеоценозов заменены вторичными, более упрощенными и однообразными, с заметно пониженной продуктивностью. Растительная биомасса глобально уменьшилась примерно на 7%.

Под сильным сельскохозяйственным воздействием находится около 50% поверхности суши, причем каждый год не менее 300 тыс. гектаров сельскохозяйственных земель поглощается урбанизацией. Площадь пашни в расчете на одного человека из года в год сокращается (даже без учета роста населения).

Истощение природных ресурсов. Ежегодно из недр Земли извлекается более 100 млрд т различных пород. Для жизнедеятельности одного человека в современной цивилизации в год необходимо 200 т различных твердых веществ, которые он с помощью 800 т воды и 1000 Вт энергии превращает в продукты своего потребления. При этом человечество живет за счет не только эксплуатации ресурсов современной биосферы, но и невозобновляемых продуктов былых биосфер (нефть, уголь, газ, руды и т.п.). По самым оптимистическим оценкам, существующих запасов таких природных ресурсов человечеству хватит ненадолго: нефти примерно на 30 лет; природного газа на 50 лет; угля на 100 лет и т.д. Но и возобновляемые природные ресурсы (например, древесина) становятся невозобновляемыми, поскольку условия их воспроизводства коренным образом изменяются, они доводятся до крайнего истощения или полного уничтожения, т.е. все природные ресурсы на Земле конечны.

Непрерывный и бурный рост энергетических затрат человечества. Расход энергии (в ккал/сутки) на одного человека в первобытном обществе был примерно 4000, в феодальном обществе — около 12 000, в индустриальной цивилизации — 70 000, а в развитых постиндустриальных странах достигает 250 000 (т.е. выше в 60 раз и более, чем у наших палеолитических предков) и продолжает возрастать. Однако этот процесс не может продолжаться долго: атмосфера Земли разогревается, что может иметь самые непредсказуемые неблагоприятные последствия (климатические, географические, геологические и др.).

Загрязнение атмосферы, воды, почвы. Источником загрязнения атмосферы являются прежде всего предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции, автомобильный транспорт, сжигание мусора, отходов и др. Их выбросы в атмосферу содержат оксиды углерода, азота и серы, углеводороды, соединения металлов, пыль. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 20 млрд т СО2; 300 млн т СО 2 ; 50 млн т оксидов азота; 150 млн т SO 2 ; 4—5 млн т Н 2 S и других вредных газов; более 400 млн т частиц сажи, пыли, золы.

В природе за счет жизнедеятельности растений и животных происходит непрерывный круговорот углерода. В ходе его углерод из органических соединений постоянно переходит в неорганические, и наоборот. На круговорот углерода существенное влияние оказывает сжигание топлива. При этом в атмосферу выбрасывается такое огромное количество углекислого газа и пыли, что это может привести к изменению климата на Земле. Углекислый газ атмосферы свободно пропускает на Землю излучение Солнца, но задерживает излучение Земли, результатом чего является так называемый парниковый эффект — слой углекислого газа играет ту же роль, что стекло в теплице. Поэтому увеличение содержания СО 2 в атмосфере (в настоящее время на 0,3% в год) может стать причиной потепления на Земле, привести к таянию полярных льдов и вызвать катастрофическое повышение уровня Мирового океана на 4—8 м.

Увеличение содержания в атмосфере SO 2 обусловливает образование «кислотных дождей», вызывающих рост кислотности водоемов, гибель их обитателей. Под губительным действием оксидов серы и азота разрушаются строительные материалы, памятники архитектуры. Из-за переноса воздушных масс на большие расстояния (трансграничные переносы) опасное повышение кислотности водоемов распространяется на большие площади.

Выхлопные газы автотранспорта наносят огромный урон жизнедеятельности животных и растений. Составные части выхлопных газов автомобилей — оксид углерода, оксиды азота, оксид серы, соединения свинца, ртути и др. Оксид углерода СО (угарный газ) взаимодействует с гемоглобином крови в 200 раз активнее кислорода и снижает способность крови быть переносчиком кислорода. Поэтому даже при незначительных концентрациях в воздухе угарный газ оказывает вредное воздействие на здоровье (вызывает головную боль, снижает умственную деятельность). Оксид серы вызывает спазмы дыхательных путей, оксиды азота —общую слабость, головокружение, тошноту. Содержащиеся в выхлопных газах соединения свинца — очень токсичного элемента — действуют на ферментные системы и обмен веществ, свинец накапливается в пресной воде. Один из опаснейших загрязнителей — ртуть, накапливаясь в организме, она отрицательно действует на нервную систему.

Загрязнение гидросферы. Вода широко, хотя и не повсеместно, распространена на нашей планете. (Общий запас воды около 1,4 10 18 т. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах. На долю пресной воды приходится только 2%.) В природных условиях осуществляется постоянный круговорот воды, сопровождающийся процессами ее очистки. Вода выносит огромные массы растворенных веществ в моря и океаны, где происходят сложные химические и биохимические процессы, способствующие самоочищению водоемов.

Вместе с тем вода широко применяется во всех областях хозяйства и в быту. В связи с развитием промышленности, ростом городов расход воды постоянно увеличивается. Одновременно усиливается загрязнение воды промышленными и бытовыми отходами: ежегодно в водоемы сбрасывается около 600 млрд т промышленных и бытовых стоков, свыше 10 млн т нефти и нефтепродуктов. Это приводит к нарушению естественного самоочищения водоемов. Промышленные сточные воды, содержащие ядовитые вещества, в частности соединения токсичных металлов, а также растворенные в сточных водах минеральные удобрения, смываемые с поверхности почвы, наносят огромный урон живым организмам в водоемах. Кроме того, удобрения (особенно нитраты, фосфаты) вызывают бурное разрастание водорослей, засоряют водоемы и способствуют их гибели. Загрязняются не только поверхностные и подземные воды суши, но даже Мировой океан (ядовитыми и радиоактивными веществами, солями тяжелых металлов, сложно-органическими соединениями, мусором, отходами и т.п.).

Радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний, аварий на предприятиях ядерной энергетики (Чернобыльская катастрофа 1986 г.), накопления радиоактивных отходов.

Все эти негативные тенденции, а также безответственное и неправильное использование достижений цивилизации оказывают губительное влияние на организм человека и создают еще один комплекс экологических проблем—медико-генетический. Учащаются известные ранее заболевания и появляются совершенно новые, ранее не известные. Сложился целый комплекс «болезней цивилизации», порожденных научно-техническим прогрессом (возрастание темпа жизни, количества стрессовых ситуаций, гиподинамия, нарушение питания, злоупотребление фармацевтическими препаратами и др.) и экологическим кризисом (особенно загрязнением среды мутагенными факторами); глобальной проблемой становится наркомания.

Масштабы загрязнения природной среды настолько велики, что естественные процессы метаболизма и разбавляющая деятельность атмосферы и гидросферы не в состоянии нейтрализовать вредное воздействие производственной деятельности человека. В результате способность к саморегуляции складывавшихся миллионы лет (в ходе эволюции) систем биосферы подрывается, а сама биосфера разрушается. Если этот процесс не остановить, то биосфера просто умрет. А вместе с ней исчезнет и человечество.

К сожалению, в массовом, обыденном сознании нет достаточного понимания остроты сложившейся ситуации. Люди по-прежнему живут и действуют в убеждении, что природная среда неограниченна и неисчерпаема. Они удовлетворяются своим временным благополучием, ближайшими целями и немедленным благом, а возникшие экологические угрозы не воспринимают всерьез, относя их в далекое будущее. Люди мало задумываются о том, в каких природных условиях будут жить их потомки (причем даже не далекие, а уже внуки и правнуки), и позволят ли эти условия вообще выжить человеку. Жертвовать своими потребностями человечество мало расположено. (Это нередко относится и к тем, кто принимает государственные решения.) Такой эгоистический путь ведет к экологической катастрофе и гибели цивилизации.

17.1.4. Принципы и пути преодоления экологического кризиса

Таким образом, перед человечеством остро встала проблема сознательного и целенаправленного регулирования обмена веществом и энергией между обществом и биосферой, выработки стратегии охраны природы, а значит, и самого человека. Такое регулирование может осуществляться на основе следующих принципов.

  • Человечество развивается до тех пор, пока сохраняется равновесие между предметно-материальным преобразованием им природной среды и восстановлением этой среды (естественным и искусственным). Нарушение равновесия неизбежно ведет к гибели человечества.
  • Период неконтролируемого взаимодействия общества и природной среды заканчивается [1]. Охрана природы исторически неизбежна; ценность природы выше эгоистических и корпоративных интересов и носит характер абсолютного императива; охрана природы — это прежде всего охрана самого человека; не будет биосферы — не будет человечества.
  • От безоглядной эксплуатации природной среды нужно перейти к очень осторожному изменению среды жизни человека, к двусторонней адаптации (коэволюции) и, возможно, к абсолютным экологическим ограничениям. Выживание человека — доминанта экономики и политики.
  • Экологическое в конечном счете оказывается и наиболее экономичным. Чем рациональнее подход к природных ресурсам, тем меньше вложений потребуется для восстановления баланса между человечеством и природой. У наших потомков «поле возможностей» рационального решения экологических проблем будет уже, степеней свободы меньше, чем у нас.
  • Принцип необходимости разнообразия природы: только многообразная и разнообразная биосфера устойчива и высокопродуктивна.
  • Идея В.И. Вернадского о превращении биосферы в ноосферу означает, что разум человека будет играть решающую роль в развитии системы взаимодействий общества и природы, прежде всего — в управлении самим человеком, его потребностями. При этом всегда нужно иметь в виду: природные системы настолько сложны, что заранее предсказать и предвидеть все последствия их преобразования, по существу, невозможно, многие из них лежат за пределами современных знаний [2]. Кроме того, каждый компонент биосферы потенциально полезен; трудно, а подчас и просто невозможно предвидеть то значение, которое он будет иметь для человечества в будущем.
  • Попытки решить экологические проблемы за счет выселения людей в Космос, которые у нас в стране (родине идеи и практики освоения Космоса, К.Э. Циолковского и Ю.А. Гагарина) одно время были очень популярны, — продолжают традиции экстенсивного подхода к этим проблемам. При всей их внешней привлекательности они утопичны и должны быть отнесены к разряду фантастики.

Научно-технологические разработки позволяют выделить следующие пути, методы, средства разрешения или по крайней мере смягчения экологического кризиса:

  • создавать эффективные очистные сооружения, развивать безотходные (замкнутые) и малоотходные технологии [3];
  • переходить на циклическое использование ресурсов, прежде всего водных;
  • разрабатывать технологии комплексной переработки сырья;
  • не допускать перепроизводства энергии, которое может дестабилизировать геофизические системы на Земле;
  • резко ограничивать извлечение химических веществ из недр планеты, выброс и загрязнение среды обитания;
  • снижать материалоемкость готовой продукции: количество природного вещества в усредненной единице общественного продукта необходимо уменьшать (миниатюризация изделий, разработка и применение ресурсосберегающих технологий и т.п.);
  • увеличивать скорость оборота вовлекаемых природных ресурсов, особенно на фоне развития безотходных технологий;
  • исключить из производства ядохимикаты, способные накапливаться в организмах животных и растений;
  • проводить лесонасаждения, совершенствовать использование лесополос (они увеличивают снегозадержание, здесь птицы строят гнезда, что в свою очередь способствует уничтожению вредителей сельскохозяйственных культур и др.);
  • расширять сеть заповедников, охраняемых природных территорий;
  • создавать центры разведения исчезающих животных и растений с их последующим возвращением в естественные места обитания;
  • развивать биологические методы защиты сельскохозяйственных культур и лесов, экологические биотехнологии (см. 17.2.3);
  • разрабатывать методы планирования роста народонаселения;
  • совершенствовать правовое регулирование охраны природы;
  • развивать международное экологическое сотрудничество, разрабатывать правовые основы международной глобальной экополитики;
  • формировать экологическое сознание, системы экологического образования и воспитания.

Отметим еще одно обстоятельство. Отстаивание экологических принципов в борьбе с технократическими и прагматическими установками и ценностями требует коллективной воли, а нередко и личного мужества.

  • 1 Количественные границы, за которыми начинается разрушение биосферы, экологи определяют следующим образом: «Грубо говоря, можно изменить лик планеты на 100% на одной сотой части Земли, на 10% на ее десятой части или на I % глобально. За этим пределом лежит неминуемая деструкция биосферы» (Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила и гипотезы. М., 1994. С. 209).
  • 2 О масштабах системной сложности биосферы свидетельствуют такие оценки: расчет параметров биосферы требует операций с величинами, количество которых колеблется в пределах от 10 50 до 10 1000 ; для решения простейшей из таких задач на ЭВМ (с быстродействием 10 10 операций в секунду), при условии, что будет привлечено 10 10 ЭВМ (грандиозное количество!), понадобится в простейшем варианте 10 30 с, т.е. 3 10 21 лет, тогда как жизнь на Земле существует всего 3 10 9 лет. Разница в 12 порядков впечатляет, не правда ли?
  • 3 Это возможно, в частности, на пути создания территориально-промышленных комплексов с предприятиями, взаимосвязанными принципами безотходной технологии в масштабах всего экономического района.

Политики, экономисты, инженеры, хозяйственники и т.д. — все будут просить вас быть «разумными», «подходить с ответственностью» и идти на компромиссы. Вы обнаружите, что вам противостоят люди -часто умные, приятные, благонамеренные люди, которые хотят всего лишь продолжать действовать так, как вполне можно было действовать в последние два столетия. Помните всегда: эти люди ваши противники. Какими бы благими ни были их намерения, они невольно несут угрозу вам, вашим детям и детям ваших детей. То, что от их деятельности пострадают и они сами, и их потомки, не делает их менее опасными для всего мира [1].

  • 1 Биология охраны природы. М., 1983. С. 386.

77.2 Биотехнологии и будущее человечества

17.2.1. Понятие биотехнологии

В XXI в. биология выступает лидером естествознания. Это обусловлено прежде всего возрастанием ее практических возможностей, ее программирующей ролью в аграрной, медицинской, экологической и других сферах деятельности, способностью решать важнейшие проблемы жизнедеятельности человека, в конечном счете даже определять судьбы человечества (в связи с перспективами биотехнологий, генной инженерии) и т.п. Одной из важнейших форм связи современной биологии с практикой являются биотехнологии.

Биотехнологии — технологические процессы, реализуемые с использованием биологических систем — живых организмов и компонентов живой клетки. Другими словами, биотехнологии связаны с тем, что возникло биогенным путем. Биотехнологии основаны на последних достижениях многих отраслей современной науки: биохимии и биофизики, вирусологии, физико-химии ферментов, микробиологии, молекулярной биологии, генетической инженерии, селекционной генетики, химии антибиотиков, иммунологии и др. [1]

  • 1 См.: Биотехнология. М., 1984; Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. М., 1987.

Сам термин «биотехнология» новый: он получил распространение в 1970-е гг., но человек имел дело с биотехнологиями и в далеком прошлом. Некоторые биотехнологические процессы, основанные на применении микроорганизмов, человек использует еще с древнейших времен: в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, различных способах переработки кож, растительных волокон и т.д. Современные биотехнологии основаны главным образом на культивировании микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток, методах генной инженерии.

Основными направлениями развития современных биотехнологий являются медицинские биотехнологии, агробиотехнологии и экологические биотехнологии. Новейшим и важнейшим ответвлением биотехнологии является генная инженерия.

17.2.2. Медицинские биотехнологии

Медицинские биотехнологии подразделяются на диагностические и лечебные. Диагностические медицинские биотехнологии в свою очередь разделяют на химические (определение диагностических веществ и параметров их обмена) и физические (определение особенностей физических процессов организма).

Химические диагностические биотехнологии используются в медицине давно. Но если раньше они сводились к определению в тканях и органах веществ, имеющих диагностическое значение (статический подход), то сейчас развивается и динамический подход, позволяющий определять скорости образования и распада представляющих интерес веществ, активность ферментов, осуществляющих синтез или деградацию этих веществ, и др. Кроме того, современная диагностика разрабатывает методы функционального подхода, с помощью которого можно оценивать влияние функциональных воздействий на изменение диагностических веществ, а следовательно, выявлять резервные возможности организма.

В будущем возрастет роль физической диагностики, которая дешевле и быстрее, чем химическая, и состоит в определении физико-химических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности клетки, а также физических процессов (тепловых, акустических, электромагнитных и др.) на тканевом уровне, уровне органов и организма в целом. На базе такого рода анализа в рамках биофизики сложных биологических систем будут развиваться новые методы физиотерапии, выяснится смысл многих так называемых нетрадиционных методов лечения, приемов народной медицины и т.д.

Биотехнологии широко используются в фармакологии. В древности для лечения больных применяли животные, растительные и минеральные вещества. Начиная с XIX в. в фармакологии получают распространение синтетические химические препараты, а с середины XX в. и антибиотики — особые химические вещества, которые образуются микроорганизмами и способны оказывать избирательно токсическое воздействие на другие микроорганизмы. В конце XX в. фармакологи обратились к индивидуальным биологически активным соединениям и стали составлять их оптимальные композиции, а также использовать специфические активаторы и ингибиторы определенных ферментов, суть действия которых — в вытеснении патогенной микрофлоры невредной для здоровья людей микрофлорой (использование микробного антагонизма).

Биотехнологии помогают в борьбе современной медицины с сердечно-сосудистыми заболеваниями (прежде всего с атеросклерозом), с онкологическими заболеваниями, с аллергиями как патологическим нарушением иммунитета (способность организма защищать свою целостность и биологическую индивидуальность), старением и вирусными инфекциями (в том числе со СПИДом). Так, развитие иммунологии (науки, изучающей защитные свойства организма) способствует лечению аллергии. При аллергии организм отвечает на воздействие некоторого специфического аллергена чрезмерной реакцией, повреждающей его собственные клетки и ткани в результате отека, воспаления, спазма, нарушений микроциркуляции, гемодинамики и др. Иммунология, изучая клетки, осуществляющие иммунный ответ (иммуноциты), позволяет создавать новые подходы к лечению иммунологических, онкологических и инфекционных заболеваний.

Человек пока не умеет лечить СПИД и плохо лечит вирусные инфекции. Химиотерапия и антибиотики, эффективные в борьбе с бактериальной инфекцией, неэффективны в отношении вирусов (например, возбудителей атипичной пневмонии). Предполагается, что здесь существенный прогресс будет достигнут благодаря развитию иммунологии, молекулярной биологии вирусов, в частности изучению взаимодействия вирусов со специфическими для них клеточными рецепторами.

Биотехнологическими способами производят витамины, диагностические средства для клинических исследований (тест-системы на наркотики, лекарства, гормоны и т.п.), биоразлагаемые пластмассы, антибиотики, биосовместимые материалы. Новая область биоиндустрии — производство пищевых добавок.

17.2.3. Сельскохозяйственные и экологические биотехнологии. В XX в.

Произошла «зеленая революция» — за счет использования минеральных удобрений, пестицидов и инсектицидов удалось добиться резкого повышения продуктивности растениеводства. Но сейчас понятны и ее отрицательные последствия, например насыщение продуктов питания нитратами и ядохимикатами. Основная задача современных агробиотехнологий — преодоление отрицательных последствий «зеленой революции», микробиологический синтез средств защиты растений, производства кормов и ферментов для кормопроизводства и др. При этом упор делается на биологические методы восстановления плодородия почвы, биологические методы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, на переход от монокультур к поликультурам (что повышает выход биомассы с единицы площади сельхозугодий), выведение новых высокопродуктивных и обладающих другими полезными свойствами (например, засухоустойчивостью или устойчивостью к засолению) сортов культурных растений.

Продовольственные сельскохозяйственные культуры служат сырьем для пищевой промышленности. Биотехнологии используются при изготовлении пищевых продуктов из растительного и животного сырья, их хранении и кулинарной обработке, при производстве искусственной пищи (искусственной икры, искусственного мяса из сои, бобы которой богаты полноценным белком), при производстве корма для скота из продуктов, полученных из водорослей и микробной биомассы (например, получение кормовой биомассы из микробов, растущих на нефти).

Поскольку микроорганизмы чрезвычайно разнообразны, микробиологическая промышленность на их основе вырабатывает самые разные продукты, например ферментные препараты, находящие широкое применение в производстве пива, спирта и т.д.

Биотехнологии выступают одним из важнейших способов решения экологических проблем. Они применяются для уничтожения загрязнений окружающей среды (например, очистка воды или очистка от нефтяных загрязнений), для восстановления разрушенных биоценозов (тропических лесов, северной тундры), восстановления популяций исчезающих видов или акклиматизации растений и животных в новых местах обитания (см. 17.2.6).

Так, с помощью биотехнологий решается проблема освоения загрязненных территорий устойчивыми к этим загрязнениям видами растений. Например, зимой в городах для борьбы со снежными заносами используются минеральные соли, от которых гибнут многие виды растений. Однако некоторые растения устойчивы к засолению, способны поглощать цинк, кобальт, кадмий, никель и другие металлы из загрязненных почв; конечно, они предпочтительнее в условиях больших городов. Выведение сортов растений с новыми свойствами — одно из направлений экологической биотехнологии.

Важные направления экологических биотехнологий — ресурсная биотехнология (использование биосистем для разработки полезных ископаемых), биотехнологическая (с использованием бактериальных штаммов) переработка промышленных и бытовых отходов, очистка сточных вод, обеззараживание воздуха, генно-инженерные экологические биотехнологии (см. 17.2.6).

17.2.4. Многообразие сфер применения биотехнологий

Биотехнологии успешно применяются в некоторых «экзотических» отраслях. Так, во многих странах микробная биотехнология используется для повышения нефтеотдачи. Микробиологические технологии исключительно эффективны и при получении цветных и благородных металлов. Если традиционная технология включает в себя обжиг, при котором в атмосферу выбрасывается большое количество вредных серосодержащих газов, то при микробной технологии руда переводится в раствор (микробное окисление), а затем путем электролиза из него получают ценные металлы.

Использование метанотрофных бактерий позволяет снизить концентрацию метана в шахтах. А для отечественной угледобычи проблема шахтного метана всегда была одной из самых острых: по статистике, из-за взрывов метана в шахтах каждый добытый 1 млн т угля уносит жизнь одного шахтера.

Созданные биотехнологическими методами ферментные препараты находят широкое применение в производстве стиральных порошков, в текстильной и кожевенной промышленности.

Космическая биология и медицина изучают закономерности функционирования живых организмов, прежде всего человеческого, в условиях космоса, космического полета, пребывания на других планетах и телах Солнечной системы. Одним из важных направлений в этой области является разработка космических биотехнологий — замкнутых биосистем, предназначенных для функционирования в условиях длительного космического полета. Созданная отечественной наукой система такого рода способна обеспечить жизнедеятельность космонавтов в течение 14 лет. Этого вполне достаточно для реализации космической мечты человечества — полета к ближайшим планетам Солнечной системы, прежде всего к Марсу.

Таким образом, современные биотехнологии исключительно разнообразны. Не случайно XXI в. нередко называют веком биотехнологии. Важнейшим ответвлением биотехнологии, открывающим самые ошеломляющие перспективы перед человечеством, является генная инженерия.

17.2.5. Развитие генной инженерии

Генная инженерия возникла в 1970-е гг. как раздел молекулярной биологии, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала, способного размножаться (в клетке) и синтезировать конечные продукты. Решающую роль в создании новых комбинаций генетического материала играют особые ферменты (рестриктазы, ДНК-лигазы), позволяющие рассекать молекулу ДНК на фрагменты в строго определенных местах, а затем «сшивать» фрагменты ДНК в единое целое. Только после выделения таких ферментов стало практически возможным создание искусственных гибридных генетических структур — рекомбинантных ДНК. Рекомбинантная молекула ДНК содержит искусственный гибридный ген (или набор генов) и «вектор-фрагмент» ДНК, обеспечивающий размножение рекомбинированной ДНК и синтез ее конечных продуктов — белков. Все это уже происходит в клетке-хозяине (бактериальной клетке), куда вводится рекомбинированная ДНК.

Методами генной инженерии сначала были получены трансгенные микроорганизмы, несущие гены бактерии и гены онко-генного вируса обезьяны, а затем — микроорганизмы, несущие в себе гены мушки дрозофилы, кролика, человека и т.д. Впоследствии удалось осуществить микробный (и недорогой) синтез многих биологически активных веществ, присутствующих в тканях животных и растений в весьма низких концентрациях: инсулина, интерферона человека, гормона роста человека, вакцины против гепатита, а также ферментов, гормональных препаратов, клеточных гибридов, синтезирующих антитела желаемой специфичности, и т.п.

Генная инженерия открыла перспективы конструирования новых биологических организмов — трансгенных растений и животных с заранее запланированными свойствами. По сути, непреодолимых природных ограничений для синтеза генов нет (так, существуют программы по созданию трансгенной овцы, покрытой вместо шерсти шелком; трансгенной козы, молоко которой содержит ценный для человека интерферон; трансгенного шпината, который вырабатывает белок, подавляющий ВИЧ-инфекции, и др.). Возникла новая отрасль промышленности — трансгенная биотехнология, занимающаяся конструированием и применением трансгенных организмов. (Сейчас в США функционирует уже около 2500 генно-инженерных фирм.)

В неразрывной связи с разработкой технологий генной инженерии развиваются фундаментальные исследования в молекулярной биологии. Одним из важнейших направлений молекулярной биологии и генной инженерии является изучение геномов растительных и животных видов и разработка способов их реконструкции. Геном — это совокупность генов, характерных для гаплоидного, т.е. одинарного набора хромосом данного вида организмов. В отличие от генотипа геном представляет собой характеристику вида, а не отдельной особи. Общая логика исследования ведет молекулярную биологию от выяснения способов воссоздания генома вида к разработке способов воссоздания генотипа особи.

Огромное значение имеет изучение генома человека. В рамках одного из самых трудоемких и дорогостоящих в истории науки международного проекта «Геном человека» (начат в 1988 г., задействовано несколько тысяч ученых из более чем 20 стран; стоимость — до 9 млрд долл.) была поставлена задача — выяснить последовательность нуклеотидных оснований во всех молекулах ДНК человека и локализовать их, т.е. полностью картировать все гены человека. Ожидается, что затем исследователи определят все функции генов и разработают технологические способы использования этих данных.

К настоящему времени удалось установить, что геном человека состоит из 3 млрд нуклеотидов, 30 млн из которых (около 10% всей хромосомной ДНК) объединяется в 40 тысяч генов. (Можно предложить такую аналогию. Геном человека — это созданный природой грандиозный текст, состоящий из 3 млрд букв, в качестве которых выступают молекулы-нуклеотиды — аденин, гуанин, цитозин и тимин.) В 2003 г. было объявлено о завершении важной части проекта — выявлены последовательности нуклеотидов в 40 тыс. генов человека. (Функции остальных 90% нуклеотидов ДНК не вполне понятны, и сейчас они выясняются.) Интересно, что различия между двумя людьми на уровне ДНК составляют в среднем один нуклеотид на тысячу, они и обусловливают наследственные индивидуальные особенности каждого человека.

В ходе выполнения проекта «Геном человека» разработано много новых методов исследования, большинство из которых в последнее время автоматизировано. Это значительно ускоряет и удешевляет расшифровку ДНК, что является важнейшим условием для их широкого использования в медицинской практике [1], фармакологии, криминалистике и т.д. Среди этих методов есть и такие, которые позволяют расшифровывать генотип отдельного человека и создавать генные портреты людей [2]. Это дает возможность эффективнее лечить болезни, оценивать способности и возможности каждого человека, выявлять различие между популяциями, оценивать степень приспособленности конкретного человека к той или иной экологической обстановке [3]. По последовательностям ДНК можно устанавливать степень родства людей. Разработан метод «генетической дактилоскопии», который с успехом применяется в криминалистике. Сходные подходы можно использовать в антропологии, палеонтологии, этнографии, археологии.

  • 1 К настоящему времени известно около 10 тыс. различных заболеваний человека, из которых более 3 тыс. — наследственные. Выявлены мутации, отвечающие за такие заболевания, как гипертония, диабет, некоторые виды слепоты и глухоты, злокачественные опухоли; обнаружены гены, ответственные за одну из форм эпилепсии, гигантизм и др.
  • 2 В настоящее время для медицинских целей разрабатываются технологии, позволяющие за одну неделю получить «генетическую карту» человека и записать ее на компакт-диск.
  • 3 С недавних пор остро обсуждается вопрос о конфиденциальности генетической информации о конкретных людях. В некоторых странах приняты законы, ограничивающие распространение такой информации.

Вместе с тем, как говорят специалисты, изучение генома человека прояснило гораздо меньше загадок, чем ожидалось. Удалось только «поставить указатели» для дальнейших исследований. Прочтение генома — это первый этап в понимании его функционирования. Задача следующего — разобраться в том, каковы функции генов, как и какие белки они синтезируют, как функционируют гены по отдельности и как они взаимодействуют между собой; иначе говоря, как работают вместе 3 млрд нуклеотидов. Это, пожалуй, главная проблема биологии XXI в.

17.2.6. Трансгенные организмы: проблема жизни в генетически модифицированном мире

Уже сейчас молекулярная генетика открывает широкие перспективы для генной инженерии. Одно из таких перспективных направлений — создание трансгенных растений, животных, микроорганизмов, т.е. таких организмов, в собственный генетический материал которых «встроены» чужеродные гены.

На этом пути получены замечательные результаты. Так, за последние 15 лет прошли полевые испытания около 25 000 различных трансгенных растительных культур, одни из которых устойчивы к вирусам, другие — к гербицидам, третьи — к инсектицидам. Площадь посевов трансгенных гербицидоустойчивых сои, хлопка, кукурузы занимают 28 млн га во всем мире. Стоимость урожая трансгенного зерна 2000 г. оценен в 3 млрд долл. Развита и индустрия трансгенных животных. Они широко используются для научных целей как источник органов для трансплантации, как производители терапевтических белков, для тестирования вакцин и др. Например, в Германии трансгенный бык (по кличке Герман) содержит в своем геноме человеческий ген лактоферина, кодирующий синтез особого белка женского молока, от которого младенцы сладко спят.

Составной частью проектов создания трансгенных организмов являются исследования и разработки в области генной терапии — лечебные процедуры, такие, как введение нужных трансгенов в клетки больного организма, замена больных генов здоровыми, адресная доставка лекарств в пораженные клетки. Трансгены, попадая в клетку, компенсируют ее генетические дефекты, ослабляя или усиливая синтез того или иного белка.

В дальнейшем трансгенные технологии предполагается использовать для решения широкого круга проблем. Так, для решения ряда экологических проблем разрабатывается программа конструирования трансгенных микробов, которые могут: активно поглощать СО2 из атмосферы, а следовательно, снижать парниковый эффект; активно поглощать воду из атмосферы, значит превращать пустыни в плодородные земли; конструировать трансгенные микроорганизмы, повышающие плодородие почв, утилизирующие загрязнители, конвертирующие отходы, ослабляющие проблему дефицита сырья (трансгенные микробы, синтезирующие каучук) и т.п.

Для повышения эффективности сельского хозяйства предполагается создавать трансгенные растения с повышенной пищевой и кормовой ценностью, трансгенные деревья для производства бумаги, для наращивания древесины, трансгенных животных с повышенной продуктивностью биомассы и молока, трансгенные виды ценных пород рыб, в частности лососевых; и др.

Повышение эффективности здравоохранения с помощью трансгенных технологий предполагает, в частности, решение проблем контроля над наследственными заболеваниями (трансгенные вирусы для генной терапии, трансгенные микробы как живые вакцины и др.). Обсуждаются проблемы клонирования (см. 17.2.7) животных (и людей) и даже создания новых форм живого (для нового генетического кода синтезируются новые нуклеотиды и новые аминокислоты), способных осваивать другие планеты (обсуждается проект создания микробов для Марса, способных выделять углекислый газ, что приведет к потеплению марсианского климата).

В лабораторных условиях проведена значительная работа по конструированию трансгенных микробов с самыми разнообразными свойствами. Вместе с тем применение в открытой среде трансгенных микробов пока запрещено правовыми документами из-за неясности последствий, к которым может привести такой в принципе неконтролируемый процесс [1]. К тому же сам мир микроорганизмов изучен крайне слабо: наука знает в лучшем случае около 10% микроорганизмов, а об остальных практически ничего не известно; недостаточно исследованы закономерности взаимодействия микробов между собой, а также микробов и других биологических организмов. Эти и другие обстоятельства обусловливают критическое отношение не только к трансгенным микроорганизмам, но и вообще к трансгенным биоорганизмам, волну протестов против трансгенных биотехнологий — люди не хотят жить в генетически модифицированном мире.

  • 1 Этико-правовые аспекты проекта «Геном человека»: Международные документы и аналитические материалы. М., 1998.

Острейшая дискуссия длится около 25 лет. Высказываются — и вполне обоснованно — опасения, что, если трансгенные микробы и трансгенные растения и животные, не участвовавшие в эволюции наряду с «естественными» организмами, будут свободно выпущены в биосферу, это приведет к таким негативным последствиям, о которых ученые и не подозревают. Уже сейчас можно говорить о неизбежном переносе генов и трансгенных организмов в «обыкновенные», что может поменять генетическую программу животных и человека; об активизации дремлющих патогенных микробов и возникновении эпидемий ранее неизвестных заболеваний растений, животных и человека; о вытеснении природных организмов из их экологических ниш и новом витке экологической катастрофы; о появлении все уничтожающих на своем пути монстров; и т.д. На основе этого делается вывод о необходимости запрета не только генных биотехнологий, но и научных исследований в данной области.

Сторонники дальнейшего развития генной инженерии выдвигают свои аргументы. Они утверждают, что генная инженерия, по сути, занимается тем же (т.е. создает варианты генов), чем миллиарды лет занимается сама природа, создавая и отбирая в ходе эволюции генотипы биологических организмов; перенос генов между различными организмами также существует в природе (особенно между микробами и вирусами), поэтому появление трансгенных организмов в биосфере ничего нового не добавляет. В связи с этим они категорически возражают и против запрета исследований в области молекулярной генетики, и против запрета биотехнологий. Правда, наиболее осторожные из них допускают возможность ограничения или запрета отдельных исследований и технологических разработок по морально-этическим соображениям (например, клонирование человека) или в силу непредсказуемости последствий (исследования трансгенных микробов могут осуществляться лишь в лабораторных условиях, в открытую природу их выпускать рано).

Однако опасения результатов трансгенных технологий являются неопределенными, а выгода, измеряемая многими миллиардами долларов, конкретна и очевидна, и в ряде стран усиливаются настроения, нацеленные на разрешение (при наличии научно-технической экспертизы) полевых исследований трансгенных микроорганизмов. Это говорит о необходимости правового регулирования отношений в области новых генно-инженерных биотехнологий.

17.2.7. Клонирование и его возможности: вымысел и реальность

В последнее время в средствах массовой информации распространяется много предсказаний, пожеланий, догадок и фантазий о клонировании живых организмов. Особую остроту этим дискуссиям придает обсуждение возможности клонирования человека. Вызывают интерес технологические, этические, философские, юридические, религиозные, психологические аспекты этой проблемы; последствия, которые могут возникнуть при реализации такого способа воспроизводства человека. Как нередко бывает в подобных случаях, стремление к сенсации нередко затемняет сущность проблемы, особенно когда высказываются неспециалисты. И в то же время ее серьезность не вызывает сомнений, поэтому рассмотрим ее детальнее.

Клон — совокупность клеток или организмов, генетически идентичных одной родоначальной клетке. Клонирование — метод создания клонов путем переноса генетического материала из одной (донорской) клетки в другую клетку (энуклеированную яйцеклетку) [1]. При этом следует различать перенос ядра эмбриональной клетки и перенос ядра соматической клетки взрослого организма.

  • 1 Энуклеация — методы, включающие полное удаление ядерного материала из яйцеклетки.

Прежде всего следует отметить, что клоны существуют в природе. Они образуются при бесполовом размножении (партеногенез) микроорганизмов (митоз, простое деление), вегетативном размножении растений. В генетике растений клонирование давно освоено и выяснено, что члены одного клона значительно отличаются по многим признакам; более того, иногда эти различия даже больше, чем в генетически разных популяциях.

Общеизвестный пример естественного клонирования — однояйцевые близнецы, развившиеся из одной яйцеклетки. У человека это всегда младенцы одного пола и всегда удивительно похожие друг на друга. Рождение однояйцевых близнецов возможно потому, что эмбрион млекопитающего (в том числе человека) на самых ранних стадиях (фазе дробления яйца, именуемой бластуляцией) может быть без видимых отрицательных последствий разделен на отдельные бластомеры (у человека по крайней мере до стадии 8 бластомеров), из которых при определенных условиях могут развиться идентичные по своему генотипу особи. Иначе говоря, из одного 8-клеточного эмбриона у человека можно получить до 8 абсолютно идентичных младенцев.(или девочек, или мальчиков). Но и однояйцевые близнецы хотя и очень похожи друг на друга, но далеко не во всем идентичны.

Нынешний клональный бум связан с ответом на вопрос, можно ли не из половой, а из соматической клетки (в отличие от половой клетки она имеет двойной набор хромосом) посредством извлечения из нее ядра и трансплантации его в «обезъядерную» яйцеклетку воссоздать организм? Иначе говоря, вопрос в следующем: рост, развитие и дифференциация эмбриона, онтогенез вызывают необратимые модификации генома в соматических клетках или не вызывают их? Ответ на этот вопрос мог быть получен только на основе экспериментальных исследований.

В XX в. было проведено немало удачных экспериментов по клонированию животных (амфибий, некоторых видов млекопитающих), но все они были выполнены с помощью переноса ядер эмбриональных (недифференцированных или частично дифференцированных) клеток. При этом считалось, что получить клон с использованием ядра соматической (полностью дифференцированной) клетки взрослого организма невозможно. Однако в 1997 г. британские ученые объявили об успешном сенсационном эксперименте: получении живого потомства (овечка Долли) после переноса ядра, взятого из соматической клетки взрослого животного (донорской клетке более 8 лет). Недавно в США (универсистет в Гонолулу) были проведены успешные эксперименты по клонированию на мышах. Таким образом, современная биология доказала, что получение клонов млекопитающих принципиально возможно.

Полученные данные заставили по-новому посмотреть на процесс клеточной дифференциации. Оказалось, что этот процесс обратим и цитоплазматические факторы способны инициировать развитие нового организма на основе генетического материала ядра взрослой, полностью дифференцированной клетки. Можно сказать, «биологические часы» пошли вспять: развитие организма вновь может начинаться из генетического материала взрослой соматической клетки.

В средствах массовой информации заговорили об ошеломляющих перспективах клонирования, в первую очередь для животноводства. От применения технологии клонирования в научных исследованиях ожидается углубление понимания и решение проблем онкологии, учения об онтогенезе, молекулярной генетики, эмбриологии и др. Появление овечки Долли заставило по-новому взглянуть и на проблемы геронтологии (старения).

Особо острые дискуссии развиваются вокруг проблемы клонирования человека. Пока отсутствуют технические возможности клонировать человека. Однако принципиально клонирование человека выглядит вполне выполнимым проектом. И здесь возникает множество уже не только научных и технологических проблем, но и этических, юридических, философских, религиозных.

Вместе с тем ученые очень осторожно относятся к перспективам клонирования, указывают на ограниченности этого метода. В частности, отмечают, что, исходя из закономерностей молекулярной генетики, можно сформулировать ряд предположений.

  • Во-первых, длительность жизни клонированного организма не будет равна времени жизни нормального организма, сформировавшегося из половых клеток, а в любом случае меньше ее (с учетом возраста донорского организма); так, овечка Долли умерла в 2003 г., прожив чуть более 5 лет, тогда как «естественные» овцы живут 14—15 лет. Ведь хромосомы соматической клетки значительно короче по сравнению с хромосомами половых (зародышевых) клеток.
  • Во-вторых, клонированный организм будет нести на себе груз генетических мутаций донорской клетки, а значит, ее болезни, признаки старения и т.п. Следовательно, онтогенез клонов не идентичен онтогенезу их родителей: клоны проходят другой, сокращенный и насыщенный болезнями жизненный путь. Можно утверждать, что клонирование не несет омоложения, возврата молодости, бессмертия. Таким образом, метод клонирования нельзя считать абсолютно безопасным для человека.
  • В-третьих, клонирование не есть копирование. Клон не является точной копией клонированного животного. Значит, человеческие клоны никогда не будут идентичны своим родителям, не говоря уже об их различном жизненном и социально-культурном опыте.

Вообще, что же такое человеческий клон? С одной стороны, он может быть назван ребенком своего родителя. С другой стороны, он же одновременно является и чем-то вроде однояйцевого генетического близнеца своего родителя. Это рождает целый ряд моральных и юридических проблем.

Самые острые среди них следующие: должен ли обладать человеческий клон всеми правами человека и гражданина; кто должен считаться его родителями, раз в его появлении на свет участвуют три особи: донор клетки, донор яйцеклетки и суррогатная мать; нужно ли в связи с этим, а если нужно, то в каком направлении, пересматривать соответствующие разделы конституционного, гражданского, семейного и наследственного права, в частности, какие (родительские) права (и обязанности) имеют «вкладчик генетического материала», донор яйцеклетки, суррогатная мать? Вполне возможно, что юристам придется рассмотреть и вопрос о праве собственности на свою ДНК — ведь клетки могут быть взяты без согласия человека.

Юридическая сторона проблемы запутывается еще больше, если к этому добавить, что, по-видимому, нет принципиальных препятствий клонированию человека от клеток умершего человека. (Кто имеет право распоряжаться генетическим материалом умершего для последующего его клонирования? Может ли индивид, чьи клетки были клонированы после смерти, считаться отцом (матерью)? И т.д.)

Существуют также этические, философские и религиозные аспекты проблемы клонирования: и усложнение смысла личной индивидуальности и неповторимости, и проблема семьи, ее роли в обществе, и вопрос о пределах науки, практического могущества человека, об ущемлении чувств верующих, и опасение, что человеческие клоны «нормальными» людьми не будут восприниматься как люди, и др. Не случайно многие общественные организации заявляют о моральной неприемлемости любых попыток клонирования человека. ООН готовит международное соглашение о запрете клонирования человека.

Но, конечно, процесс познания мира не остановить. Очевидно, что исследования в области эмбриологии и клонирования человека очень важны для медицины, понимания путей достижения здоровья человека. Поэтому они должны проводиться. Непосредственное же клонирование человека (вплоть до обстоятельного уточнения правовых, этических и других аспектов этой проблемы) пока, по-видимому, неприемлемо. Однако сопутствующие научные знания могут быть уже сейчас полезными в решении многих медицинских проблем (лечение бесплодия, клонирование тканей и органов человека для создания банка «запасных частей» для конкретных людей, что позволит обеспечить продление их жизни, и др.). Рано или поздно настанет время, когда генно-инженерные технологии в области принципов клонирования людей войдут в повседневную жизнь.

Заключение
Наука и квазинаучные формы духовной культуры

Наука — компонент духовной культуры, поэтому процессы, которые происходят во всей системе культуры, в той или иной форме отражаются и на науке. Так, всплеск в конце XX в. очередной исторической волны ремифологизации духовной культуры, обусловивший ограничение рациональной составляющей культуры в пользу иррациональных ее моментов, сказался и на современной науке. Это проявилось, в частности, в существовании в системе духовной культуры тенденции к образованию синкретических ментальных структур, в которых причудливо сочетаются элементы, принадлежащие, казалось бы, к совершенно различным, разделенным громадной исторической дистанцией и потому в принципе несовместимым, чуждым друг другу формам сознания — науке и мифологии.

В пластах обыденного, массового и околонаучного сознания большое место занимают паракультурные образования, некие духовные кентавры, а которых соседствуют и, более того, в чем-то дополняют друг друга научное и мифопоэтическое, логико-доказательное и мифологическое, рационально-теоретическое и иррационально-мистическое, предметно-практическое и суеверно-магическое. Эта тенденция приобретает черты масштабного культурного феномена, и есть несомненные основания утверждать, что в системе духовной культуры рельефно очерчиваются границы целостного корпуса квазинаучной мифологии как особого способа духовного освоения мира.

«Классическая» квазинаучная мифологическая триада (невероятные появления лохнесского чудовища, поиски «снежного человека» и таинственные происшествия в Бермудском треугольнике) многократно расширилась и впитала в себя новые мифологемы — поиски НЛО, полтергейст, левитация, идеи реинкарнации («жизни после жизни», точнее говоря, после смерти) и др. Особенно многочисленны мифологемы в том, что касается истоков и судеб человеческой цивилизации, организации и населенности Вселенной, взаимодействий человеческой цивилизации с «над(вне)человеческими разумами» во Вселенной и др. И все это соседствует с бурным расцветом старых, традиционных форм оккультизма — магии, астрологии, спиритизма и др.

Всплеск интереса к мистицизму, расцвет квазинаучного миротворчества, паракультурных форм сознания — не исключительно отечественное явление, а скорее явление мирового, общецивилизационного уровня. Бегство от материализма к мистике стало модой и для отечественного, и для зарубежного безбрежного скептицизма.

Новые формообразования человеческого духа, демонстрирующие его неисчерпаемые творческие возможности, в любом их содержании можно было бы только приветствовать, если бы не одно обстоятельство. «Первопроходцы» квазинаучного мифотворчества пытаются выдать свою деятельность за особую, высшую форму познания, которая в ближайшее время будто бы заменит собой науку как систему экспериментального и теоретического исследовательского поиска; они все чаще подчеркивают, что такая наука «отжила свой век». Это определенный вызов науке, который она принимает с достоинством и ответственностью. Хотя, к сожалению, не всегда достаточно активно реагирует на квазинаучные мифологии.

Научно-рациональный анализ квазинаучного мифотворчества показывает, что его возникновение обусловлено определенными социокультурными причинами. Укажем две из них.

  • Во-первых, любая культура множественна и целостна одновременно. В любой культуре, в том числе современной, существуют разные качественно своеобразные уровни, слои, пласты. Разумеется, исторические типы культуры различаются содержанием, структурой и др. Но в любую эпоху все индивиды, вовлеченные в систему воспроизводства и развития культурных ценностей, в своем сознании содержат компоненты всех имеющихся в данной культуре уровней, слоев и пластов. В полной мере это относится и к фольклору, народным верованиям, мифопоэтическим образам, предрассудкам и т.п. Пласты мифопоэтического сознания не чужды и образованным слоям общества, в частности ученым, прошедшим обучение, тренинг в системе научно-рационального, познавательного освоения мира. Такие вненаучные факторы накладывают свой отпечаток на толкование отдельными учеными некоторых проблем современной науки.
  • Во-вторых, наука обязана сделать все, что в ее силах, для проверки и рациональной интерпретации паранормальных явлений и внести таким образом свой вклад в информированность и образованность широких кругов населения. Конечно, ученые не могут «выдворять» из сферы научного познания те или иные аномальные объекты. В истории науки множество примеров радикальных качественных сдвигов в способах познания при попытках осмысления и объяснения именно аномальных явлений. Ученый всегда должен быть открыт новым нетрадиционным, нестандартным поворотам мысли и объектам познания. Но при этом он обязан оставаться на платформе рационально-доказательного, обоснованного знания, научного (эмпирического и теоретического) исследования аномалий. Научный конструктивный скептицизм не должен перерастать в свою противоположность — в мифотворчество, облаченное в одежды науки.

В мире еще много непознанного. Многие явления природы и самого человека, его биологической и духовной составляющих пока не получили убедительного научного объяснения и потому носят загадочный, таинственный характер. Так, не исследованы в достаточной мере физические и оптические явления в атмосфере, законы макроэволюции, общественного развития, энергетика человеческого организма, возможности и пороги ощущений и восприятий, сфера эмоциональных переживаний личности, формы общения, коммуникации, глубинные архетипические структуры духовности и многое другое. Но наука не может сразу и немедленно решить все проблемы познания, немедленно объяснить все непонятное и загадочное. Наука — это не волшебный ключик, которым в одно мгновение можно открыть все тайны и загадки природы. Научное познание — это историческая деятельность, которая развивается по мере совершенствования не только целей, но и средств познания. Многие явления научно не объяснены и остаются загадочными не потому, что они в принципы непознаваемы, а потому, что пока не сформировались средства и методы, способы их познания.

Однако можно быть уверенным в одном — все, что не познано сегодня, будет исследовано и объяснено в будущем, когда для этого сложатся соответствующие средства, способы познания. Основания этой уверенности — в истории естествознания, истории цивилизации, которые убедительно демонстрируют мощь и торжество человеческого мышления, научно-рационалистического (а не мистико-иррационалистического) отношения к миру.

Контрольные вопросы

  1. Наука в системе культуры. Классификация наук.
  2. Естествознание как отрасль научного познания. Уровни естественно-научного познания.
  3. Проблема двух культур в науке: от конфронтации к сотрудничеству.
  4. Методы естественно-научного познания.
  5. Эволюционные и революционные периоды развития естествознания.
  6. Накопление рациональных знаний в системе первобытного сознания.
  7. Наука в цивилизациях древности.
  8. Развитие естествознания в эпоху классической античности.
  9. Естествознание эллинистически-римского периода.
  10. Геоцентрическая система мира К. Птолемея.
  11. Познание природы в эпоху Средневековья.
  12. Мировоззренческая революция эпохи Ренессанса.
  13. Коперниканская революция, ее мировоззренческое и методологическое значение.
  14. Создание классической механики — первой естественно-научной фундаментальной теории.
  15. Развитие естествознания в XVIII в.
  16. Важнейшие открытия в естествознании первой половины XIX в.
  17. Теория электромагнитного поля Дж. К. Максвелла. Вещество и поле.
  18. Революция в естествознании на рубеже XIX—XX вв.
  19. Основные идеи, понятия и принципы специальной теории относительности.
  20. Основные идеи, понятия и принципы общей теории относительности.
  21. Основные идеи, понятия и принципы квантовой механики.
  22. Строение атомов и молекул. Понятие химической связи и ее типы.
  23. Фундаментальные физические взаимодействия.
  24. Мир элементарных частиц. Классификация элементарных частиц.
  25. Теории элементарных частиц (квантовая электродинамика, теория кварков, теория электрослабого взаимодействия, квантовая хромо-динамика).
  26. Проблема единства физики. На пути к Великому объединению.
  27. Особенности астрономии XX в.
  28. Солнечная система и ее происхождение.
  29. Звезды: их общая характеристика.
  30. Эволюция звезд.
  31. Происхождение химических элементов.
  32. Общее представление о галактиках и их изучении.
  33. Формирование релятивистской космологии; ее основные понятия и принципы.
  34. Эволюция Вселенной: модели А. Фридмана.
  35. Теория Большого взрыва.
  36. Понятия и представления инфляционной космологии.
  37. Жизнь и разум во Вселенной: проблема внеземных цивилизаций.
  38. Антропный принцип в космологии.
  39. Основные особенности биологии XX в.
  40. Рождение генетики; ее основные понятия и представления.
  41. Основные идеи, понятия и принципы синтетической теории эволюции.
  42. Революция в молекулярной биологии. Достижения молекулярной биологии и генетики в XX в.
  43. Микроэволюция и макроэволюция.
  44. Особенности живых систем.
  45. Основные уровни организации живого (общая характеристика).
  46. Молекулярно-генетический уровень организации живого.
  47. Организменный уровень живого.
  48. Популяционно-видовой уровень организации живого.
  49. Биогеоценотический уровень организации живого.
  50. Возникновение жизни на Земле: основные этапы.
  51. Развитие органического мира (начальные этапы эволюции жизни).
  52. Развитие органического мира (основные пути эволюции растений и животных).
  53. Проблема происхождения человека и общества, ее мировоззренческое значение.
  54. Предпосылки (биотические и абиотические) возникновения человека и общества.
  55. Возникновение труда и социальных отношений.
  56. Генезис сознания и языка.
  57. Проблема самоорганизации систем живой и неживой природы.
  58. Понятия и принципы синергетики.
  59. Характеристики самоорганизующихся систем (открытость, нелинейность, диссипативность).
  60. Синергетика о закономерностях самоорганизации.
  61. Принцип глобального эволюционизма.
  62. Сущность современного экологического кризиса.
  63. Принципы и пути разрешения современного экологического кризиса.
  64. Понятие биотехнологий. Многообразие сфер применения биотехнологий.
  65. Понятие генной инженерии. Проблемы, возникающие в связи с ее достижениями и проектами.
  66. Формирование постнеклассической науки XXI в.
  67. Наука и квазинаучные формы духовной культуры.

Литература

  1. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. М., 1983.
  2. Араго Ф. Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров. Москва; Ижевск. 2000. Т. 1—3.
  3. Астрономия и современная картина мира. М., 1996.
  4. Баженов Л.Б. Строение и функции естественно-научной теории. М., 1978.
  5. Барашенков B.C. Существуют ли границы науки? М., 1982.
  6. Биология в познании человека. М., 1989.
  7. Биология охраны природы. М., 1983.
  8. Биотехнология. М., 1984.
  9. Биоэтика: проблемы и перспективы. М., 1992.
  10. Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. М., 1961.
  11. Борн М. Эйнштейновская теория относительности. М., 1964.
  12. Браун М.А., Яппа Ю.А., Козырев А.Н. и др. Физика на пороге новых открытий. М., 1990.
  13. Вайнберг С. Первые три минуты. М., 1981.
  14. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М., 1965.
  15. Взаимодействие методов естественных наук в познании жизни. М., 1976.
  16. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М., 1999.
  17. Гайденко П.П. Эволюция понятия науки. М., 1980.
  18. Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. М., 1988.
  19. Гинзбург В.Л. О теории относительности. М., 1979.
  20. Глобальный эволюционизм. М., 1994.
  21. Гудолл Дж. Шимпанзе в природе: поведение. М., 1992.
  22. Джуа М. История химии. М., 1966.
  23. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики с начала XIX века до середины XX века. М., 1979.
  24. Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. М., 1975.
  25. Зорина З.А., Полетаева И.И. Зоопсихология. Элементарное мышление животных. М., 2002.
  26. История биологии. С древнейших времен до начала XX века. М., 1972.
  27. История биологии. С начала XX века до наших дней. М., 1976.
  28. Карпинская Р.С. Человек и его жизнедеятельность. (Философско-публицистические очерки). М., 1988.
  29. Кедров Б.М. Классификация наук. М., 1989. Т. 1, 2.
  30. Кемп П., Армc К. Введение в биологию. М., 1986.
  31. Кемпфер Ф. Путь в современную физику. М., 1972.
  32. Клейн М. В поисках истины. М., 1987.
  33. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. М., 2002.
  34. Концепции самоорганизации: становление нового образа научного мышления. М., 1994.
  35. Лауэ фон М. История физики. М., 1956.
  36. Либберт Э. Общая биология. М., 1978.
  37. Линде А.Д. Физика элементарных частиц и инфляционная космология. М., 1990.
  38. Льоцци М. История физики. М., 1972.
  39. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М., 1974.
  40. Мак-Фарленд Д. Поведение животных. Психобиология, этология и эволюция. М., 1988.
  41. Мандельштам Л.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. М., 1972.
  42. Медников Б.М. Аксиомы биологии. М., 1986.
  43. Моисеев Н.Н. Человек и биосфера. М., 1990.
  44. Мэрион Дж.Б. Физика и физический мир. М., 1975.
  45. Наумов А.И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. М., 1984.
  46. Найдыш В.М. Научная революция и биологическое познание. М., 1987.
  47. Наука и квазинаучные формы духовной культуры. М., 1999.
  48. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М., 1993.
  49. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990.
  50. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М., 1979.
  51. Опарин А.И. Материя -> жизнь -> интеллект. М., 1977.
  52. Павленко А.И. Европейская космология. М., 1997.
  53. Поведение приматов и проблемы антропогенеза. М., 1991.
  54. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.
  55. Пригожин И., Стенгерс И. Время, Хаос и Квант. М., 1994.
  56. Пригожин И. От существующего к возникающему. М., 1985.
  57. Проблема поиска жизни во Вселенной. М., 1986.
  58. Проблема CETI (связь с внеземными цивилизациями). М., 1975.
  59. Пути интеграции биологического и социогуманитарного знания. М., 1984.
  60. Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. М., 1994.
  61. Розенталь И.Л. Элементарные частицы и структура Вселенной. М, 1984.
  62. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. М., 1987.
  63. Силк Дж. Большой взрыв. М., 1982.
  64. Сойфер В. Власть и наука. История разгрома генетики в СССР. М., 1993.
  65. Соловьев Ю.И. История химии. М., 1983.
  66. Сорокина Т.С. История медицины. М., 1994.
  67. Степин B.C. Философская антропология и философия науки. М., 1992.
  68. Спасский Б.И. Физика для философов. М., 1989.
  69. Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М., 1977.
  70. Тинберген Н. Социальное поведение животных. М., 1993.
  71. Фейнберг Дж. Из чего сделан мир? М., 1981.
  72. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М., 1965.
  73. Фейнман Р. Характер физических законов. М., 1987.
  74. Философские аспекты глобальной экологии. М., 1989.
  75. Фоули Р. Еще один неповторимый вид. Экологические аспекты эволюции человека. М., 1990.
  76. Фридман А.А. Мир как пространство и время. М., 1965.
  77. Фролов И.Т. Перспективы человека. М., 1983.
  78. Фундаментальная структура материи. М., 1984.
  79. Хакен Г. Синергетика. М., 1980.
  80. Хокинг С. От Большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени. М., 1990.
  81. Хрисанова Е.Н., Перевозчиков И.В. Антропология. М., 1991.
  82. Ценности познания и гуманизация науки. М., 1992.
  83. Человек, космос, эволюция. М., 1992.
  84. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М., 1976.
  85. Швейцер А. Благоговение перед жизнью. М., 1992.
  86. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. М., 1974.
  87. Штрубе В. Пути развития химии. М., 1984. Т. 1, 2.
  88. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.
  89. Эйнштейн А. Физика и реальность. М., 1965.
  90. Энгельгардт В.А. Познание явлений жизни. М, 1984.
  91. Эстетика природы. М., 1994.

Терминологический словарь

  • Аберрация: 1) оптических систем — погрешность изображений, даваемых оптическими системами. Проявляется в том, что оптические изображения в ряде случаев не вполне отчетливы, не точно соответствуют объекту или оказываются окрашенными; 2) света (в астрономии) — изменение направления светового луча от небесного светила, вследствие конечности скорости света и движения наблюдателя относительно светила. Аберрация света вызывает смещение видимого положения светила на небесной сфере.
  • Абиотические факторы среды — совокупность условий неорганической среды, влияющих на организмы. Делятся на химические, физические, космические, геолого-географические, климатические и др.
  • Абиогенез — теории возникновения живых существ из веществ неорганической природы.
  • Абсолютно черное тело — тело, полностью поглощающее все падающее на него излучение. Это понятие играет фундаментальную роль в теории излучения. Интенсивность излучения единицы поверхности является универсальной функцией частоты света и температуры тела; в частности, она не зависит от формы тела и направления излучения.
  • Автогенез — учение, пытающееся объяснить эволюцию организмов действием только внутренних факторов.
  • Автотрофы (аутотрофы) — организмы, синтезирующие из неорганического вещества необходимые для жизни органические вещества за счет солнечной энергии (фотосинтез) и за счет энергии некоторых химических реакций (хемосинтез). К автотрофам относятся высшие растения (кроме паразитных и сапрофитных), водоросли и некоторые бактерии.
  • Агностицизм — учение, отрицающее возможность объективного познания мира, достижения объективной истины.
  • Адаптация — процесс приспособления строения и функций организмов (особей, популяций, видов) и их органов к условиям среды.
  • Аддитивность — свойство величин, состоящее в том, что значение величины, соответствующее целому объекту (системе), равно сумме значений величин, соответствующих его частям при любом разбиении объекта на части.
  • Адроны — общее название семейства элементарных частиц, обладающих сильным взаимодействием. Семейство адронов включает в себя барионы и мезоны (мезонные резонансы и соответствующие античастицы).
  • Аккреция — падение вещества на космическое тело (звезду, галактику и др.) из окружающего пространства.
  • Аксиология — теория ценностей.
  • Анизотропия — зависимость физических свойств вещества (механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических) от направления (см.: изотропия).
  • Аннигиляция — превращение частицы и античастицы при столкновении в другие частицы.
  • Антропоцентризм — воззрение, по которому человек есть центр и высшая цель мироздания.
  • Аридный климат — засушливый климат, климат пустынь и полупустынь.
  • Ароморфоз (арогенез) — морфо-физиологический прогресс, одно из главных направлений биологического прогресса живых существ, при котором в ходе эволюции усложняется их организация; качественный скачок в развитии живых существ, повышающий как уровень организации, так и приспособленность вида к новым условиям, что способствует расширению его ареала (переход от рептилиеподобных к млекопитающим). После изменений по типу ароморфоза наступает период образования частных приспособительных изменений — идеоадаптаций.
  • Астрономическая единица длины — мера расстояний до космических объектов, равная среднему расстоянию от Земли до Солнца.
  • Ауторепродукция — самовоспроизведение.
  • Барионы — общее название адронов с полуцелым спином. К барионам относятся нуклоны, гипероны, барионные резонансы. Барионы состоят из 3 кварков, связь между которыми осуществляется глюонным полем.
  • Барстеры — вспыхивающие источники рентгеновского излучения с периодом повторения вспышек от нескольких часов до нескольких дней. Обнаружены в 1975 г.
  • Биогенез: 1) процесс возникновения, зарождения живого; 2) теории, отрицающие появление жизни на Земле в результате возникновения живых существ из неживой материи (см.: абиогенез).
  • Биогенетический закон — закономерность развития живой природы, состоящая в том, что индивидуальное развитие особи (онтогенез) является коротким и быстрым повторением важнейших этапов эволюции вида (филогенез).
  • Биогеоценоз — взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменов вещества и энергии; одна из наиболее сложных природных систем.
  • Биология развития (онтогенетика) — раздел биологии, изучающий процессы и движущие силы индивидуального (или онтогенетического) развития организма.
  • Бионика — наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятельности живых организмов.
  • Бионт — отдельно взятый организм, приспособившийся в ходе эволюции к обитанию в определенной среде (биотопе).
  • Биосфера — оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов. Биосфера охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые связаны сложными биохимическими циклами миграции вещества и энергии. В пределах биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биохимической активности.
  • Биотические факторы среды — совокупность влияний, оказываемых на организмы жизнедеятельностью других организмов
  • Биоценоз — совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих часть суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами.
  • Валентность — способность атома к образованию химических связей.
  • Вектор — направленный отрезок, т.е. отрезок, у которого указаны начало (точка приложения вектора) и конец.
  • Векторное поле — область, в каждой точке P которой задан вектор a(Р).
  • Виртуальные частицы — частицы, существующие в промежуточных, имеющих малую длительность состояниях, для которых не выполняются обычные соотношения между энергией, импульсом и массой. Другие характеристики виртуальных частиц (электрический заряд, спин, барионный заряд и др.) такие же, как у соответствующих реальных частиц.
  • Витализм — идеалистическое течение в биологии, допускающее наличие в организмах нематериальной жизненной силы.
  • Внеатмосферная астрономия — раздел астрономии, использующий для исследований астрономические инструменты, поднимаемые за пределы плотной атмосферы.
  • Волновая функция (в квантовой механике) — величина, полностью описывающая состояние микрообъекта (например, электрона, протона, атома, молекул) и вообще любой квантовой системы (например, кристалла).
  • Волны — изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде и несущие с собой энергию. В виде волн осуществляется перенос энергии без переноса вещества. Волны различаются по тому, как возмущение ориентировано относительно направления их распространения. Продольными называют волны, у которых направление возмущения среды совпадает с направлением распространения волны (например, звуковые волны); поперечными — волны, у которых направление возмущения среды перпендикулярно направлению распространения волны.
  • Гаметы — половые, или репродуктивные, клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам.
  • Гаплоидный — одинарный набор хромосом половых клеток, составляющий половину диплоидного набора соматических клеток.
  • Гелиоцентризм — учение, по которому Земля и другие планеты обращаются вокруг Солнца, и кроме того, Земля вращается вокруг своей оси.
  • Генезис — происхождение, возникновение.
  • Генотип — совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма; совокупность всех наследственных факторов организма; генотип определяет фенотип.
  • Генофонд — качественный состав и относительная численность разных форм (аллелей) различных генов в популяциях того или иного вида организмов.
  • Геоцентризм — воззрение, согласно которому Земля неподвижно покоится в центре мира, а все небесные светила движутся вокруг нее.
  • Гетерозис — ускорение роста и увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения при различных скрещиваниях как животных, так и растений. Во втором и последующих поколениях гетерозис обычно затухает.
  • Гетеротрофные организмы (гетеротрофы) — организмы, использующие для своего питания готовые органические соединения (в отличие от автотрофов). К гетеротрофам относятся все животные и человек, а также некоторые растения (грибы, паразиты и др.) и микроорганизмы.
  • Гносеология — теория познания.
  • Гоминиды — семейство отряда приматов. Включает современного человека и искбпаемых людей, по всей вероятности, хабилисов, а также питекантропов, синантропов, неандертальцев.
  • Гомология — сходство организмов, построенных по одному плану и развивающихся из одинаковых зачатков у разных животных и растений; такие гомологичные органы могут быть неодинаковы по внешнему виду и выполнять различные функции.
  • Гравитационное излучение — излучение гравитационных волн неравномерно движущимися массами (телами). Пока экспериментально не обнаружено.
  • Гравитационный коллапс — катастрофически быстрое сжатие звезды под действием собственных сил тяготения.
  • Градация — принцип совершенствования, ступенчатости развития от простого к сложному в биологическом мире.
  • Градиент — вектор, показывающий направление наискорейшего изменения величины, значение которой меняется от одной точки пространства к другой.
  • Группа — одно из основных понятий современной математики. Теория групп изучает свойства (математических, геометрических) действий (умножение чисел, сложение векторов, последовательное выполнение преобразований и др.) в их чистом виде, отвлекаясь как от природы элементов, над которыми выполняются действия, так и от природы самого действия. Теория групп распадается на ряд разделов — теория конечных групп, теория абелевых групп, групп преобразований, топологических групп и др.
  • Деизм — возрение, согласно которому Бог, сотворив мир, не принимает в нем какого-либо участия и не вмешивается в закономерное течение его событий.
  • Деферент — вспомогательная окружность в геоцентрической системе мира К. Птолемея, введенная для объяснения сложных движений планет. Предполагается, что по деференту, в центре которого находится Земля, обращается не планета, а центр другой вспомогательной окружности — эпицикл; планета же движется по эпициклу.
  • Дивергенция — расхождение признаков организмов в ходе эволюции.
  • Дисперсия света — зависимость показания преломления вещества от частоты (длины волны) света. Следствие дисперсии – разложение в спектр белого света при прохождении сквозь призму.
  • Дифракция волн — явление, наблюдаемое при прохождении волн мимо края препятствия, связанное с отклонением распространения волн от прямолинейного распространения при взаимодействии с препятствием. Из-за дифракции волны огибают препятствие, проникая в область геометрической тени.
  • Диплоидный — двойной набор хромосом соматических клеток; в отличие от одинарного, гаплоидного набора половых клеток.
  • Дипольное излучение — излучение электромагнитных волн, обусловленное изменением во времени электрического дипольного момента.
  • Дипольный момент — физическая величина, характеризующая электрические свойства системы заряженных частиц.
  • Доплера эффект — изменение частоты колебаний или длины волны, воспринимаемой наблюдателем (приемником колебаний), вследствие движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга.
  • Дробянки – общее название бактерий и синезеленых водорослей (прокариотов).
  • Дуализм – философское учение, исходящее из признания равноправными, не сводимыми друг к другу двух начал — духа и материи, идеального и материального.
  • Дуальная организация — сочетание двух экзогамных родов в постоянное взаимнобрачное объединение.
  • Жгутиковые — одноклеточные и колониальные организмы, имеющие жгутики в качестве органов движения. Некоторые группы жгутиковых ботаники относят к растениям, а зоологи — к животным.
  • Звездные скопления — гравитационно-связанные группы звезд, имеющих общее происхождение; движутся в поле тяготения галактики как единое целое.
  • Зороастризм — религия, распространенная в древности и Средневековье на Ближнем и Среднем Востоке, а в настоящее время у некоторых народов Ирана и Индии. Названа по имени пророка Зороас-тра (VI в. до н.э.). Священный канон зороастризма — «Авеста».
  • Идеальный газ — физическая абстракция, обозначающая большое число невзаимодействующих частиц, движущихся по законам классической механики.
  • Идеоадаптация — одно из главных направлений эволюции, при котором возникают частные изменения строения и функций органов при сохранении в целом уровня организации предковых форм.
  • Изотопы — разновидности одного и того же элемента, различающиеся массой ядер при одинаковом атомном номере (заряде ядра).
  • Изотропия — одинаковость физических свойств среды по всем направлениям (см.: анизотропия).
  • Инадаптация — совокупность несовершенных приспособлений, возникающая у отдельных групп животных в ходе эволюции и обусловливающая впоследствии вымирание этих групп.
  • Интерференция волн — сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором амплитуда результирующей волны в разных точках резко увеличивается или уменьшается.
  • Инцухт — близкородственное скрещивание организмов; то же, что инбридинг.
  • Конвергенция (в биологии) — схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора.
  • Координаты астрономические. Подавляющее большинство координатных систем в астрономии основывается на понятии небесной сферы. Прямая, проходящая через центр сферы параллельно оси вращения Земли, называется осью м и р а и пересекает сферу в полюсах мира. Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, называется небесным экватором. Плоскость, параллельная плоскости орбиты Земли, называется эклиптикой. Она пересекается с небесным экватором в точках весеннего и о с е н -негоравноденствия.
  • Космогония — наука о происхождении и развитии космических тел и их систем (звезд, звездных скоплений, галактик, туманностей, Солнечной системы и всех входящих в нее тел).
  • Космология — наука о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого.
  • Красное смещение — увеличение длин волн линий в спектре источника (смещение линий в сторону красной части спектра) по сравнению с линиями эталонных спектров.
  • Креационизм — концепция, трактующая многообразие форм органического мира как результат творения их Богом.
  • Кроссинговер — взаимный обмен участками парных хромосом, происходящий в результате разрыва и соединения в новом порядке их нитей; приводит к перераспределению (рекомбинации) сцепленных генов; механизм, обеспечивающий комбинаторную изменчивость, а следовательно — один из главных факторов эволюции.
  • Латеральный — боковой; расположение какой-либо части целого в стороне от его срединной плоскости.
  • Лептоны — общее название класса элементарных частиц, не обладающих сильным взаимодействием, т. е. участвующих лишь в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях.
  • Мазер — квантовый генератор и усилитель радиодиапазона (усиление радиоволн с помощью индуцированного излучения).
  • Математическая модель — описание какого-либо класса явлений с помощью математической символики; мощный метод познания.
  • Математическая физика — теория математических моделей физических явлений.
  • Мейоз — способ деления клеток, в результате которого число хромосом уменьшается в 2 раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений дает начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом) клеткам.
  • Межзвездная пыль – мелкие твердые частицы, рассеянные в межзвездном пространстве.
  • Мезоны – нестабильные сильно взаимодействующие частицы (адроны) с нулевым барионным зарядом; состоят из кварка и антикварка.
  • Мергель – осадочная горная порода, состоящая из кальцита или доломита и глинистых минералов.
  • Метрика пространства-времени — геометрические свойства четырехмерного пространства-времени (объединяющего физическое трехмерное пространство и время) в теории относительности. Согласно общей теории относительности, метрика пространства-времени зависит от находящейся в нем материи.
  • Механицизм — метод познания и миропонимания, основывающийся на представлении о том, что все многообразные формы движения материи могут быть сведены к закономерностям одной механической формы движения.
  • Митоз — наиболее распространенный способ воспроизведения клеток, обеспечивающий тождественное распределение генетического материалa между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений. В митозе хромосомы удваиваются путем продольного расщепления их и равномерного распределения между дочерними клетками.
  • Модификации (в биологии) — ненаследственное изменение признаков организма, возникающее под влиянием изменившихся условий внешней среды.
  • Морфогенез — возникновение и развитие органов, систем и частей тела организмов как в индивидуальном, так и в историческом развитии.
  • Мутагенез — процесс возникновения наследственных изменений -мутаций, появляющихся естественно или вызываемых различными физическими и химическими факторами — мутагенами.
  • Мутации — стойкие изменения наследственных структур живой материи, ответственных за хранение и передачу генетической информации.
  • Натурфилософия — умозрительное истолкование природы, рассматриваемой в ее целостности.
  • Небесная механика — раздел астрономии, изучающий движения тел Солнечной системы в гравитационном поле.
  • Небесная сфера – воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила; служит для различных астрономических задач.
  • Небесные координаты – числа, с помощью которых определяют положение светил и вспомогательных точек на небесной сфере (см.: Координаты астрономические).
  • Нейтринная астрономия – астрономические методы регистрации космических нейтрино.
  • Нестационарные звезды — звезды, характеризующиеся заметными изменениями физического состояния внешних слоев в сравнительно короткие интервалы времени, что проявляется в изменении их спектров.
  • Нуклеиновые кислоты – важнейшие биологически активные биополимеры, имеющие универсальное распространение в живой природе. Различают два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), содержащаяся преимущественно в ядрах клеток; ДНК является тем генетическим материалом, в последовательности структуры которого записана наследственная информация всех живых организмов; рибонуклеиновая кислота (РНК), находящаяся главным образом в цитоплазме.
  • Нуклеотиды — молекулы, состоящие из пяти азотистых оснований (цитозин, урацил, тимин, аденин и гуанин), рибозы (или дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотиды могут соединяться между собой, образуя поли-нуклеотиды (см.: нуклеиновые кислоты).
  • Нуклоны — общее название для протонов и нейтронов — частиц, образующих атомные ядра.
  • Обобщение — форма приращения знания путем мысленного перехода от частного к общему, который обычно сопровождается и переходом на более высокую ступень абстракции.
  • Одомашнивание (доместикация) — приручение диких животных и растений и превращение их в домашних, разводимых человеком для удовлетворения хозяйственных нужд. Процесс одомашнивания происходит под влиянием искусственного отбора.
  • Оккультизм — общее название учений, признающих существование скрытых сил в человеке и Космосе, не доступных для обычного человеческого опыта, но доступных для «посвященных», прошедших особую психическую тренировку, инициацию.
  • Онтогенез — индивидуальное развитие организма; последовательность морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от момента его зарождения до конца жизни.
  • Онтология – раздел философии, изучающий всеобщие основы, принципы бытия в целом, его структуру и закономерности.
  • Оператор — математическое понятие, означающее соответствие между элементами двух множеств X и Y, относящее каждому элементу х из X некоторый элемент у из Y.
  • Органицизм (организмизм) — методологический принцип, одна из форм целостного подхода к изу-чению объектов органической природы. В основе органицизма идея о том, что организм обладает специфическими свойствами, обеспечивающими его целостность, и особыми законами организации, которые могутбыть выявлены лишь на уровне целого.
  • Осадочные горные породы – горные породы, возникающие путем осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха, и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осадочные горные породы разделяются на обломочные, химические и биогенные.
  • Осциллятор — физическая система, совершающая колебания.
  • Палеоантропология — раздел антропологии, изучающий физический тип и эволюцию ископаемых людей — архантропов, палеоантропов и древних неоантропов.
  • Палеоботаника — отрасль биологии, изучающая ископаемые растения.
  • Палеолит — древний каменный век. Начало палеолита — около 2 млн лет до н.э., конец палеолита — 10—8 тыс. лет до н.э.
  • Палеонтология — наука об организмах минувших геологических периодов, сохранившихся в виде ископаемых остатков, следов их жизнедеятельности и др.
  • Панспермия – гипотеза занесения живых существ на Землю из Космоса.
  • Пантеизм — философское учение, отождествляющее Бога и мир.
  • Параллакс (в астрономии) — видимое перемещение светил на небесной сфере, обусловленное перемещением наблюдателя в пространстве вследствие вращения Земли (суточный параллакс), обращения Земли вокруг Солнца (годичный параллакс) и движения Солнечной системы в Галактике (вековой параллакс).
  • Парсек (пк) — применяемая в астрономии единица длины. Звезда, расположенная на расстоянии 1 пк, имеет годичный параллакс, равный одной угловой секунде (1 пк = 3, 26 световых лет). Применяются и более крупные единицы: килопарсек (кпк), равный 1000 пк, и мегапар-сек (Мпк), равный 1 млн пк.
  • Пептиды – органические вещества, состоящие из остатков одинаковых или различных аминокислот, соединенных пептидной связью. По типу аминокислотных остатков различают ди-, три-, тет-рапептиды, а также полипептиды. Молекула пептидов представляет собой линейную или развлетвленную цепь с аминогруппой на одном конце и карбоксильной группой ( —СООН) на другом конце цепи. К пептидам относятся многие природные биологически активные вещества, а также некоторые гормоны (инсулин и т.п.), антибиотики и др.
  • Переменные звезды — звезды, у которых наблюдаются колебания светимости.
  • Перигелий — ближайшая к Солнцу точка орбиты небесного тела, движущегося вокруг Солнца. Вследствие действия возмущающих сил планет происходит изменение положения перигелия в пространстве (прецессия).
  • Плазма – частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.
  • Планетарные туманности – система из звезды, называемой ядром туманности, и симметрично окружающей ее светящейся газовой оболочки.
  • Позитивизм — философское направление, исходящее из тезиса о том, что все подлинное «положительное» (позитивное) знание может быть получено лишь как результат отдельных специальных наук или их синтетического объединения, а философия как особая наука, претендующая на самостоятельное исследование реальности, не имеет права на существование.
  • Популяционная генетика – раздел генетики, изучающий генетическое строение и динамику генетического состава популяций.
  • Популяция — совокупность особей одного вида, более или менее длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение многих поколений; особи одной популяции с большей вероятностью скрещиваются друг с другом, чем с особями других популяций.
  • Преформизм — учение о наличии в половых клетках организмов материальных структур, предопределяющих развитие зародыша и признаки образующегося из него организма.
  • Пролиферация — разрастание системы путем новообразований ее элементов и их размножения.
  • Профанный – мирской, несвященный, противоположный сакральному.
  • Пульсары – источники космического радиоизлучения с очень большой стабильностью периода.
  • Радиоастрономия – раздел астрономии, изучающий различные космические объекты методом исследования их электромагнитного излучения в диапазоне радиоволн (от миллиметровых до километровых).
  • Радиогалактики — галактики, являющиеся источниками мощного электромагнитного излучения в радиодиапазоне.
  • Редупликация конвариантная -самовоспроизведение с изменениями, осуществляемое на основе матричного принципа синтеза макромолекул (ДНК, РНК).
  • Рекомбинация (в газе, плазме) -процесс, обратный ионизации, состоит в захвате ионом свободного электрона; приводит к уменьшению заряда иона или превращению иона в нейтральный атом (или молекулу).
  • Релятивный (релятивистский) — относительный.
  • Рентгеновская астрономия -раздел астрономии, исследующий космические объекты по их рентгеновскому излучению в диапазоне длин электромагнитных волн от 100 до 0,1 Ангстрем.
  • Рибосомы — немембранные клеточные органоиды, обязательные структурные компоненты цитоплазмы клеток растений и животных; осуществляют функцию синтеза белковых молекул из аминокислот.
  • Сакральный — священный; противоположный профанному.
  • Сальтация — скачок, спонтанное качественное изменение системы (например, генов).
  • Светимость (в астрономии) -полная энергия, излучаемая источником в единицу времени.
  • Световой год – единица расстояния, равная пути, проходимому светом за один год. Световой год равен 0,3 парсека.
  • Сингулярность — начальное сверхплотное состояние Вселенной.
  • Синкретизм — нерасчлененность, характеризующая неразвитое состояние какой-либо системы.
  • Спектр (в физике) – совокупность различных значений, которые может принимать данная физическая величина. Спектр может быть прерывным и непрерывным (дискретным). Наиболее часто понятие спектра применяется к колебательным процессам (спектр колебаний, спектры оптические и т.д.).
  • Спектральные классы звезд -классы звезд, установленные по особенностям их спектров.
  • Спектральные линии – узкие участки в спектрах, на которых интенсивность излучения усилена либо ослаблена по сравнению с непрерывным спектром.
  • Стратиграфия — раздел геологии, изучающий последовательность формирования геологических тел и их первоначальные пространственные взаимоотношения.
  • Таксон — подразделение биологической систематики.
  • Телеология (в биологии) — идеалистическое учение, согласно которому живые организмы целесообразно сотворены высшей силой, Богом.
  • Тензор — математическая величина, преобразующаяся по особому закону; является развитием и обобщением понятий скаляра и вектора. Тензор задается несколькими числами (компонентами тензора). Законы преобразования этих чисел более сложные, чем для вектора, и определяются в тензорных исчислениях.
  • Турбулентность — беспорядочные движения в потоках жидкости, газа, плазмы, в результате которых скорость, давление, плотность, температура потока меняются в пространстве и во времени случайным образом.
  • Универсум — вся объективная реальность во времени и пространстве; в зависимости от трактовок реальности может не совпадать с понятиями «мир» и «Вселенная».
  • Фаги (бактериофаги, бактериальные вирусы) — доклеточные формы живого; прокариоты (доядерные).
  • Фенотип — совокупность всех признаков организма, обусловленных его генотипом.
  • Филогенез — процесс исторического формирования некоторой систематической группы организмов (таксона).
  • Флаттер — процесс спонтанного разрушения конструкций (например, самолетов) в экстремальных условиях.
  • Флуктуация — случайное отклонение системы от ее закономерного состояния.
  • Фотоэффект — освобождение электронов вещества при поглощении веществом электромагнитного излучения (фотонов).
  • Холизм: 1) принцип целостности; 2) идеалистическая концепция, согласно которой миром управляет процесс творческой эволюции, созидающий новые целостности.
  • Хромосомы — элементы ядра клетки, содержащие гены (молекулы ДНК); ДНК хромосом содержит информацию о наследственности и отвечает за передачу ее вновь образованным клеткам.
  • Цитология — раздел биологии, изучающий клетки живых организмов.
  • Цитоплазма — одна из основных частей клетки; живая коллоидная система с упорядоченной субмикроскопической структурой; содержит все органоиды и обусловливает жизнедеятельность клетки в целом.
  • Эквант (в геоцентрической системе К. Птолемея) – точка на оси апсид, из которой обращение центра эпицикла кажется равномерным.
  • Эклектика — соединение разнородных взглядов, идей, принципов или теорий.
  • Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому проходит видимое годичное движение центра Солнца. Плоскость эклиптики образует с плоскостью небесного экватора угол 23° 27'.
  • Эмбриогенез — возникновение и развитие зародыша организма.
  • Эпигенез – учение о зарождении организмов, противоположное преформизму; согласно эпигенезу, качественная структура нового организма не предопределена в зародыше, а постепенно формируется по мере его роста.
  • Эпицикл — вспомогательная окружность в геоцентрической системе мира К. Птолемея, введенная для объяснения сложных движений планет. Предполагалось, что планета двигалась не непосредственно вокруг Земли, а по эпициклу. В свою очередь центр эпицикла двигался по второй вспомогательной окружности — деференту, центр которого либо совпадал с центром Земли, либо был близок к нему.
  • Экстраполяция — перенесение характеристик (в том числе и количественных) некоторой системы за ее границы, на другие системы и явления.
  • Ядерная астрофизика — наука, изучающая роль квантовых процессов микромира в космических явлениях (ядерные процессы в звездах и других космических объектах, приводящие к выделению энергии и образованию химических элементов).
  • Ядерные силы — силы, действующие между нуклонами; представляют собой проявление сильного взаимодействия — одного из фундаментальных физических взаимодействий.
  • Ядро — самый заметный и самый большой органоид клетки, обеспечивающий важнейшие метаболические и генетические ее функции.
СодержаниеДальше

наверх страницынаверх страницы на верх страницы









Заказать работу

© Библиотека учебной и научной литературы, 2012-2016 Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования