Тақырыбы: Қазіргі жаратылыстану концепциясы

 

Мазмұны

 

КІРІСПЕ

1. Ғылым. Ғылым әдістері, гуманитарлық және жаратылыстану ғылымдары

2. Жаратылыстану

3. Физикаға сабақ

4. Табиғатты сипаттаудың корпускулярлық концепциясы

5. Табиғатты сипаттаудың континуальды концепциясы

6. Кванттық физиканың үздіксіз дискреттік әлемі

7. Статикалық физика – нақты әлем обьекті.

8. Әлемнiң эволюциясы.

9.  Химия-күрделі жүйелер туралы ғылым

10. Күрделі жүйелер туралы ғылым-синергетика

11. Қазіргі жаратылыстанудағы биология.

12. Клеткалар мен организмдер.

13. Адам.Организм және жеке тұлға

14. Биосфера және цивилизация

15. Информациялық цивилизация негізі

16. Дүниенің қазіргі табиғи-ғылыми бейнесі және ғылымның болашағы

Пайдаланған әдебиет

 

 

КІРІСПЕ

 

Қәзіргі жаратылыстану концепциясы Қазақстан Республикасы университетері гумантарлық факультетерінің оқу жүйесінде ендірілген жаңа пәндер қатарына жатады. Бұл пән болашақ мамандаға жаратылыстану мен гуманитарлық салаларға біріккен  мәдениеттен бөлуге келмейтін тұсарына жүйелі қосымша мәліметтер беріп, бізді қоршаған шексіз Әлемнің құрылымы туралы саналы көзқарастың қалыптасуына әсерін тигізеді.

Жаратылыстану ғылымының озық әдістері гуманитарлық аймаққа кеңінен еніп, қоғам санасын қалыптастыруда философия, психология, әлеуметтану мен мәдениетте универсал тіл қолданылған кезеңде пәннен қажеттілігі өмір талабынан туындап отыр. Әлемнің біртұтастығын түсіну үшін бұрыннан қарсы тұрып келген дәстүрлі екі мәдениеттің гармониялық синтезделу тенденциясы пайда болған уақытта «Қәзіргі жаратылыстану концепциясының» актуалдылығы айқындала түседі. Ұсынылып отырған оқу-әдістемелік құрал бұрыннан белгілі физиканың, химияның, биологияның және экологияеың арасындағы қарым-қатынасты жай түсініп қана қоймай, жарпатылыстануға қатысты тарихи философиялық, эволюциялық –синэнергиялық және мәдениеттану сияқты пәндердің пәнаралық байланыстарынан туындайтын және осы байланыстарды негіздейтін пән болып отыр. Сондықтан, бұл пәнді оқытудың құндылығы, жаратылыстану және гумантарлық компоненттерді (құрылымды) байланыстыру, жаратылыстанудың, философияның және синергетикалық фундаментальды заңдылықтарын талдау үшін жаңа парадигма негізінде жасалған. Қәзіргі кезеңде «Қәзіргі жаратылыстану концепциясының» біренеше оқу құралы және осы курс бойынша бірнеше оқу бағдарламасы бар. Әрбір оқу құралының өзіндік жетісіктері бар, бірақ студенттердің дайындығы кезінде қәзіргі жаратылыстану шыққан оқу құралдарының барлығын қолдану мүмкін емес, ал бір ғана оқу құралын пайдалану жеткіліксіз. Осыған байланысты беріліп отырған оқу-әдістемелік құралдың авторлары семинар сабақтарына берілген тақырып бойынша теориялық кіріспеден, нақты сұрақтардан, рефераттар тақырыптарынан және әдебиеттер тізімінен тұратын оқу құралын ұсынып отыр. Пәнге қажет материалдарды таңдағанда физика, химия семинар сабақатрына дайындалу  үшін 2-3 оқу құралын пайдалануға болатын бағытты ұстады.

«Қәзіргі жаратылыстану концепциясының» екі оқу бағдарламасы бар:

1.     В.Г. Буданов О.П. Мелехова Современное естествознание. Программа курса. Университет РАО., 1995

2.     З. Г. Бияшева., Биящева, В.В.  Вышинский др. Примерная типовая программа курса «концепция современного естествознания». Алматы 1998.

Бірінші бағдарлама оқу курсын біртұтас парадигма бойынша құруды қажет етеді, бірақ бұл оқу құралының авторлары дәл қәзіргі кезеңде осы оқу бағдарламасына сәйкес келетін оқу құралын кездестірмей отыр. Екінші бағдарлама «Қәзіргі жаратылыстану концепциясы» курсының мәні мен мақсатына сәйкес келмейді, себебі, бұл бағдарлама курсты бірнеше пәнге бөлген, сондықтан, бұл бағдарлама бойынша біртұтас оқу курсын құру мүмкін емес. Авторлар оқу-әдістемелік құралды жазғанда «Қазақстан Республикасының Жоғарғы білім беру жүйесін арналған стандартты» басшылыққа алды.

 

1. Ғылым. Ғылым әдістері, гуманитарлық және жаратылыстану ғылымдары

 

Ғылым –табиғат, қоғам және сана туралы білімдерге бағытталған зерттеулер сферасы. Ғылым көп салалы және өзіне білімнің барлық кезеңдері мен шарттарын: ғалымдардың білімі мен қабілетін, тәжірибесі мен мамандық іскерлігін, ғылыми еңбектің бөлінуі мен корпорациясын, ғылыми мекемелерді, ғылыми –зерртеу жұмыстарының әдістемесін, түсініктерігі мен санаттылық аппараттарын, ғылыми информациялық жүйені және барлық білімдердің қосындысын қамтиды.

Ғылым мәдениетінің бір саласы, дүниені тану әдісі және арнаулы институт ретінде қолданылады.

Ғылымның негізгі белгілері: оның жан-жақтылығы мен фрагментарлылығы, жалпыға тәңділігі мен жеке еместігі, жүйелілігі мен аяқталмайтындығы, үйлесімділігі мен сыншылдығы, ақиқатшылдығы мен моральдан тысқарлығы, рациональдылығы мен сезімталдылығы.

Бұл қасиеттер бір-біріне қатысты диалектикалық алты жұпты құрайды.

Ғылымның жан –жақтылығын адамның тапқан –мағынасында түсінуге болады. Ғылымның фрагментарлылғы дегеніміз, ғылым жалпы тұрмысты емес, шанайылықтың немесе оның көрсеткіштерінің (параметрлерінің) әртүрлі фрагменттерін зерттейді, және өзі бөлек салаларға бөлінеді. Ғылымының жалпыға тәңдігі одан алынған білімінің барлық адамға жарайтындығын, ал оның тілінің бір жақтылығын, ғылымның өз терминдерін мүмкіндігінше өте анық көрсетуге тырысатындығын анықтайды. Ғылымның жеке еместігі ғылыми танымның соңғы қортындысының ғалымның өзіне тән қасиеттеріне, оның ұлтына, оның өмір сүріп отырған ортасына байланысты еместігінен көрінеді. Ғылымдарды қалыптасқан жүйелілік, ондағы құрылымды сипаттайды. Ғылым жетістіктеріне ешуақытта соңғы нүкте қойылған емес, білімге деген құштарлық артқанмен, абсолют шындыққа жету мүмкін емес. Ғылымда әрдайым үйлесімдік сақталады, соңғы жетістіктер ертеде алынған нәтижелерден сабақтасып жатады. Онда талғампаздық та қалыптасқан, ақиқатқа көз жеткізу үшін ғылыми нәтижелер жан-жақты тексеріліп және талқыланып барып жарияланады. Ғылым қашанда моральды-этикалық тұрғыдан нейтральдылылықты қалайды, яғни моральдан тыс болады. Ғылымдағы рациональдық нәтижелер эмпирикалық деңгейге сәйкестенбеген жағдайда логикалық заңдар және теория мен қағидаларды тұжырымдағанда байқалады. Ғылым сезімтал, объекті эмпиркалық әдіспен бірнеше рет тексеріп барып, дәлділікті анықтайды.     

 

2. Жаратылыстану

 

Жаратылыстану –табиғатты жанжақты, әрі біртұтас зерттейтін жаратылыстану ғылымдарының жиынтығы. Оның құрамына физика, химия, биология және психология енеді.  Табиғат туралы ғылымдар, комплексті болғандықтан, ол натур-философиядан туындаған еді., жаратылыстану тек нақты деректер мен білімді тәжрибеге сүйене отырып тексереді және мұны өзінің негізгі принципі деп санайды. Ірі ғылымдар тобын құрайтын және бағалы жетістіктері бар қоғамдық ғылымдармен салыстырсақ жаратылыстану ғылымы объективтік эталоны болып саналады. Техникалық ғылымдар сияқты әлемді өзгертуге кіріспейді, оны тұтас тануды мақсат етеді, математика ғылымы тәрізді белгілер жүйесін зерделемейді, табиғат жүйесін тануды мақсат етеді. Жаратылыстану ғылымның танып білу құрылымы төмендегідей: тәжрибелік дерек –ғылыми дерек бақылау –нақты тәжрибе –модельдік тәжрибе –нақты тәжрибе нәтижелерінің тіркеу –тәжрибе нәтижелерін жинақтап қорыту қалыптасқан теориялық білімдерді тиімді пайдалану –бейне –ғылыми болжам қалыптастыру –оны тәрибеде тексеру –қажет болған кезде қосымша болжамдар енгізу. Ғылыми зерттеу кұрылымы –ғылыми таным тәсілін береді. Қажетті нәтижелерге қол жеткізу үшін әртүрлі әрекетпен қимыл жасап, түрлі әлістерді қолданылады. Табиғатты танып білуге адамзат баласы ертедегі заманнан бастап бүгінге дейін үш кезеңнен өтіп, төртінші кезеңге көшетіндігін ғылым шежіресі дәлелдейді. Бізді қоршаған дүниедегі құбылыстарды қарастыратын синкретикалық (бөлінбейтін) қөзқарасқа негізделген, болмыстың сыртқы көрінісіне ғана мән беретін натурфилософия пайда болды, ХІІІ –ХV  ғасырларды ғылымның іргетасы қаланып аналитикалық кезең басталды. Бұдан кейін жинақталған мәліметтерге сүйене отырып табиғат туралы тұтасталған қөзқарас қалыптастыру, яғни синтездеу кезеңі келді. Қәзіргі уақытта бүкіл жаратылыстың тұтастығын (интегралдығын) негіздеуімен қатар, жеке ғылыми салалардың қалыптасу себептерін түсіндіретін интергралды –дифференциялық кезең басталды. Жаратылыстану табиғат туралы шын мәніндегі тұтас ғылым ретінде тек кәзір ғана қалыртаса бастады деуге болады. Бүгінгі кезеңге ғана табиғатты (өмірді, әлемді және сананы) жаратылыстанудың объектісі деп қарастыру мүмкіндігі туды. Табиғатты зерттеудегі бұл төрт кезең –натурфилософия, табиғатты тануда тәжірбиге негізделмей, тек бақылау тәсілімен шектеледі. Бұл мерзімде әлемнің эволюциялық дамуы туралы қөзқарас қалыптасты. Дегенмен, тәжрибелік әдістің пайдаланбауы дәл мәліметтерді алуға мүмкіндік бермегендіктен, жаратылыстану (астрономия мен геодезияны қоспағанда) ғылымның ХV – ХVІІ ғасырлардағы жетістіктер де осы кезеңге сәйкес келеді. Табиғат құбылыстары мен объектілерін саяхатшылар, дәрігерлер, астрогтар мен астрономдар, алхимиктер мен химиктер, кәсіпкерлер мен өнертапқыштар т.б. зерттеді. Олар назарларын өсімдік пен жануарларға, жер мен аспанға бағыттан тек пассивті бақылаумен шектелмей, жүйелі эжимпиркалық зерттеулер жүргізді. Аналитикалық кезеңде физика, химия, биология, география мен геодезия негізінде жинақы, мол ғылыми деректер алынды. Табиғат объектілерін жан-жақты зерделеу нәтижесінде ғылымдардың дифференциялаудың пайда болды, бұл аналитикалық кезеңінің негізгі бағыты болып саналады.

Аналитикалық кезеңнің тағыда бір ерекшелігі эмпиркалық білімнің теориядан басымдылығында. Бұл кезде көптеген деректер жинақтау қажет болды, табиғаттағы денелерді зерделеп, олардың құрамы мен құрлыстары анықталды, яғни эмпиркалық тәсілдің талабы орындалды. Жаратылыстануға белгіленген шекараны сызуға болмайды. Оларды салаларға бөлгенмен ылғыда тұтастық барын есте сақтау керек. Жүйелі түрде пәнаралық байланыс байқалады, оларда оинетика қалыптасады. Мысалға қәзіргі кезеңде ғылымның физикалық химия, биофизика, биохимия, психофизика т.б. салалары дамуда. Табиғатқа натурофилософиялық жалпы түсініктердің қалыптасқан алғашқы кезеңінің өзінде ол біртұтас, біріккен, немесе бір-бірімен қалайда байланысқан деп қабылданған болатын. Табиғат туралы белгілі бір құбылыстарды немесе заттарды зерттегенде физика, химия, биология және психология жаратылысатнудың бөліктері ретінде қалыптасқан алғашқы кезеңінің өзінде ол біртұтас, біріккен, немесе бір-бірімен қалайда байланысқан деп қабылданған болатын. Табиғат туралы белгілі бір құбылыстарды немес заттарды зерттегенде физика, химия, биология және психология жаратылыстанудың бөліктері ретінде қалыптаса бастады. Қәзіргі жаратылыстану өзіне тек физика, химия, биология және психологияны ғана қоспайды, натурфилософияны, орта ғасырдағы  классикалық жаратылыстануды және «постклассикалық» ғылымдарды да біріктіреді. Ғылымның айтылған бұл салалары бір мезгілде пайда болған жоқ, біртіндеп дамып барып тұтасты. Табиғат туралы біріккен ғылым түзуде олардың формалары үнемі жаңарып, мазмұндары тереңдене түсті. Тарих пен оның даму логикасының арасында өзара күрделі қатынас қалыптасқан. Ғылым тарихы анық көрініп тұрса, оның даму логикасы құпия болады. Оны ашып түсіну үшін белгілі бір жүйелілік қажет болады. Ғылымның даму логикасы оның програссивті заңдылықтарын және даму динамикасының қозғаушы күші мен себептерін білуден шығады. Жаратылыстану ғылымының тарихында үлкен жетістіктерге жеткен тұлғалар баршылық. В. Оствальд (1898-1932): «ұлы жаңалықтардың кездейсоқ жағдайда ашылғандығы мәлім» –дейді. К.А. Тимирязев (1843-1920) «мұндай кездейсоқтыққа жету үшін  мүмкін болған ізденісті жасаған ғалымдар ғана ұшырайды» -дейді. Адамның өзі де табиғаттың саналы объектісі. Ертедегі грек философы К. Протагор (біздің деуірге дейінгі У. ғ.) былай деген: Адам барлық заттың өлшемі –тіршіліктің тіршілігі үшін және тіршілікке жоқтың тіршіліксіздігі үшін». Бұл көргенділік космологияның негізіне ендірілген тұңғыш антороптық принципі болжау еді.   Белгілі философ К. поппер айтқандай «Саналы адамзатты қызықтыратын бір философиялық проблема бар». Ол космология проблемасы және біздің біліміміз, бізді қоса Әлемді түсіну проблемасы. Бұл аумақты проблема жалпыға бірдей, онымен қатар көптеген басқа да комплексті проблемалар бар. Бұл мәселелерді жеке бір ғылым шеңберінде шешу мүмкін емес. Биосфера, ноосфера және сана сферасы туралы ілімді ұсынған атақты ғалым В. И. Вернадский «Кәзіргі кезде ғылыми жұмыс пен оны зерттеушінің ғылыми ой-өрісін тармақталған жеке ғылымдар шеңберімен шектеу мүмкін емес. Зерттеушілер қарастыратын мәселелер көбіне қалыптасқан шеңберден шығып жатады. Қәзір ғалымдар ғылым салалары бойынша емес, проблемалар бойынша маманданады, яғни ғылымның, оның ішінде жаратылыстанудың негізгі құрамдас бөлігі –ғылыми проблема және оны шешу жолы», -деп тұжырымдаған.

 

3. Физикаға сабақ

 

Табиғат туралы ғылымдардың жиынтығы жаратылыстану –дүниені біртұтас деп санайтын натурфилософиядан өсіп, өркендеген. Табиғаттағы оймен сипаттаудың орнына оның даму заңдарын тәжрибелік әдіспен шешу басымдылық танытты. Материалды Әлемнің қарапайым және жалпы қасиеттерін зерделейтін жекеғылым саласы –физика бөлініп шықты.  Физикадағы заңдардың барлығы тәжрибеден қортылған және тек біздің Жерге ғана тән универсал заңдар емес, барлық материалды Әлемге де орындалады. Физикалық заңдылықтар басқа да жаратылыстану салаларына орындалады. Және бұрыннан осы кезге дейін өзгеріп келген кеңістік, уақыт және материя туралы түсінік береді. Ертедегі философтар Әлем бұрыннан болған және болады да, онда периодты түрде әртүрлі катаклизма болып тұрады деп есептелген. Діни аңыз бойынша Әлем ертеде, бір уақытта пайда болған делінеді.

Кеңістік, уақыт және материяның алғашқы ғылыми анықтамасын англия физигі Исаак Ньютон (1642-1727) берген болатын. Ғылымның ұйғарымы бойынша абсолют кеңістік –материяны ендіруші, абсолют уақыт –узақтылық, ал материя жеке кірпіштер мен бостықтан тұрды дейді. Ньютонның тұжырымы бойынша, кеңстік уақыт және материя өзгермейді, ол мәңгілік; кеңістік біртекті (изотропты) үш өлшемді; уақыт үздіксіз және бірқалыпты өтеді делінеді. Сонымен, Ньютонның өзі және оның идеясын жақтаушы ғалымдар: абсолют уақыт деген абсурд, яғни абсолют кеңістікке ешқандай нақты денелер жоқ, абсолют уақытта нақты қозғалыс пен процестер болмайды деген. Абсолют кеңістік пен абсолют уақыт тек қана нақты денелер нақты қозғалыстар мен процестерде сақталатын «қуыс» деген тұжырымға келген еді. Ұлы ғалым денеорнын және оның қозғалысын анықтау үшін заттармен толтырған салыстырмалы кеңістік, яғни санақ жүйесі ретінде алынған басқа бір денемен салыстыру керек дейді. Кеңістік, уақыт және материя туралы жаңа түсінік А. Эйнштейннің салыстырмалық теориясы мен В. Гейзенберг (1901-1971) пен Э. Шредингердің (1887-1961) кванттық механикасынан туындады. Эйнштейн теориясы бойынша кеңістік -өзгермейтін абсолют бостық, созылып, иіледі және майысып өзгереді. Уақыт пен кеңестік материямен, уақыттың өтуі материя қозғалысымен және кеңістік материямен, уақыттың өтуі материя қозғалысымен және кеңістік қасиеті материның таралуымен байланыстырады. Сонымен, кеңістік, уақыт және материя туралы түсінік біздің білім жүйеміздегі күрделі мәселелер қатарына жатады. өйткені, физикалық заңдылықтар мен негізгі принциптер кеңістік пен уақытқа сүйенеді. Кеңістік біртекті, изотропты, үздіксіз, евклидті және үш өлшемді. Бертектілерде кеңістіктің барлық нүктелеріндегі қасиеттер өзгермейді, изотроптықта –кеңістіктің барлық бағыты бірдей; үздіксіздік –нүктелер аралығында үзіліс болмайды; евклидтікте –біздің кеңістігіміз жазық болып келеді деген мағынаны сипаттайды. Жалпы салыстырмалық теория бойынша материя бір бағытта өтеді. Жалпы салыстырмалық теория бойынша уақыттың жүрісіне гравитациялық массаның таралуы әсер етеді. Физикалық заңдардың сипаттамалары зерттелетін құбылыстарға юайланысты болады. Сондықтан, микро –макро, -мегаәлемдер туралы сөз қозғау ретті. Микродүниенің объектісі молекулалар, атомдар, элементар бөлшектер; макроәлемде –тірі клеткаларды, адам мен жерді; мегаәлемге –галлактикалар мен жұлдыздарды, яғни барлық әлемді жатқызуға болады. Микроәлемге классикалық физика заңдары; микроэлемге кванттық физика заңдары; мегаәлемге арнаулы және салыстырмалық теория орындалды. Сонымен, физикалық теориялардың белгілі –бір қолдану шекарасы болады. Дене мен оның қозғалыс жылдамдығы онша үлкен болмаған кезде классикалық физика заңдары пайдаланылады. Масса өте үлкен және жылдамдық көбірек болса –салыстырмалылық теориясын, ал микробөлшектерді зерделенгенде –кваннтық физиканы қолданамыз. Ұзындық пен уақыттың эталондық бірліктері метр мен секунд және олар туралы түсініктер өзгертіп отырғанын ғылым көрсетеді. Қәзіргі кезде 1 метр дегеніміз жарықтың ваккумдегі 1/299792458 секундта жүрген жолын сипаттайды, яғни жарықтың вакуумдағы жылдамдығы 299792458 м/с тең болады. Секунд дегеніміз электромагниттік сәулелеудегі цезий атомның екі аса жіңішке негізгі күйлерден өтеуге бөлінеді. Бұрынғы кезде, 1 метрге Жер экваторының 1/4х10⁷  бөлігі алынатын және эталон платина мен иридий қоспасынан жасалынған стержень алынған еді. Секунд үшін алынған орташа күндік тәуліктің 1/86400 (жер айналасының периодына жақын шама) бөлігі белгіленген болатын. Салыстырмалық теорияда бүкіл Әлемге тән, ал кванттық механикада –микроәлемдік физикалық универсал заңдар тұжыфрымдалғанмен оларды танып, түсінуге белгілі бір жүйелілік пен байланыс қажет. Бұл ілімдер қашанда жетіліп отырады және өте нәзік құбылыстарды түсінуге мүмкіндік береді. Физика табиғаттағы құбылыстарды зерттейтіндіктен, физикадағы модельдеу дәл суреттеме бере ала ма? –деген сұрақ туындайды. Бұл сұрақ тек ойлау арқылы шешілмейді, біз ғылым нәтижесіне сенеміз, өйткені ол табиғаттағы құбылыстарды түсінуге мүмкіндік береді. әлемдегі барлық заттар бірдей элементтен түзілген, табиғат заңы бәріне ортақ. Табиғатта өтіп жатқан эволюция тірі организм тәрізді, физикалық түсініктер мен теорияларды өзгертіп, жаңартып  отырады. Ғылымда да табиғаттағы сияқты тұрақтылық пен тұрақсыздық бой алады. Эволюция жолы бірде біркелкі болса, кейде кенеттен үлкен өзгеріске түсетін процесстерден тұрады. Мысалы, ХІХ –ХХ ғасырларда физикадағы ғылыми төңкеріс аса жаңа жұлдыздағы қопарылыспен пара –пар деуге болады. Сонымен, Әлемнің қәзіргі бейнесі орнықты, әрі тұрақты, тұзу емес және ешқашан қайталанбайтын процестерден тұратындығын естен шығармауымыз керек.         

  

4. Табиғатты сипаттаудың корпускулярлық концепциясы

 

Физика материялық бөлшектердің, заттардың, өрістің және басқа денелердің қасиеттері мен қозғалыс заңдары туралы ғылым. Бұл анықтамадағы «бөлшектер» мен «өріске» ерекше мән беріледі, физикада материя өріс пен зат деп екіге бөлінеді. Барлық заттар бөлшектерден құралады, яғни материя құрылысы үздік-үздік, дискретті. Левкипп Демокрит пен Эпикур философиясында «бөлуге», «кесуге» болмайтын атомдар ең кіші, әрі ең соңғы, жасауға немесе жоюға болмайтын бөлшектер ретінде қарастырылған. Ньютон физикасында да осындай бөлшектер туралы айтылады. Ұлы физик бастапқыда ең қарапайым қозғалыс бөлшектердің механикалық қозғалысын зерттеген Физиканың прогресі тікелей көрнекіліктен біртіндеп бас тартуға негізделген еді, ал бұл қазіргі физиканың тәжірибеге сүйенуіне қайшы келетін секілді. Мәселен, нақтылықтың кейбір жақтары бақылауға келмейтіндіктен көрнекілік қате нәтижелерге әкеліп соғуы мүмкін. Аристотель механикасы мына принциптерге негізделген, «егер денені итеруші күш әсерін тоқтатса, қозғалыстағы дене тоқтайды немесе ауыр денелер жылдамырақ құлайды». Үйкеліс күші ескерілмегендіктен бұл принциптер нақтылыққа сәйкес келеді деп есептеледі. Дұрыс қорытынды жасау үшін идеал тәжірибе, яғни нақтылықтан абстракцияға көшу қажет болды. Бөлшектің геометриялық өлшемі жоқ, тек массасы бар деу –бөлшектің моделін сипаттайды. Үйкеліс күшін жою мәселесі идеал жылтыр дене және идеал жылтыр бет түсініктерін ендіруді қажет етті. Мұндай тәжірибелерді Галлилео Галлилей іске асырды және ол Аристотель принциптерінің қате екендігін көрсетті. Галлилей Пиза қаласындағы ең биік мұнаралардан әртүрлі салмақты денелерді тастаған деген сөз бар. Шын мәнінде зерттеуші жылтыр көлбеу бетпен салмақтары әртүрлі жылтыр шарларды жылжыту арқылы тәжірибе жасады. Галлилей өлшеулерінің нәтижесінде салмақтары әртүрлі денелердің жылдамдығы бірдей заңдылық бойынша артатындығы анықталды. Ньютон өзінің механикалық қозғалыс заңдарын Галлилей тәжірибелерінің нәтижелеріне сүйеніп қорытқан болатын. Ұлы физиктің тәжірибесінде көлбеу жазықтық бойымен домалаған денелерге үнемі бірдей күш әсер етеді де, олардың жылдамдықтары артады. Осыдан барып денеге әсер етуші күш оны қозғалтумен қатар оның жылдамдығын өзгертеді деген қорытынды жасалды. Сонымен қатар, денеге күш әсер етпесе ол түзу бағытта, тұрақты жылдамдықпен қозғалатындығы тұжырымдалды. Ньютон тұңғыш рет дене күйін, яғни физикалық жүйені зерттеді. Ол дененің орнын координаттармен және орналасудың өзгерісімен, яғни жылдамдықпен және жылдамдықтың өзгерісі –үдеумен сипаттады. 1687 жылы И. Ньютонның «Натурфилософиясының математикалық бастамасы» деп аталатын ғылыми еңбегі жарық көрді. Онда Ньютонның үш заңы деп аталатын, механикалық қозғалыс заңдары берілген еді. Бірінші заң: Галлилей тәжірибесіне негізделген, екінші заңда –денеге күш әсер еткендегі ондағы өзгеріс айтылған, яғни дене үдей қозғалады және дене массасы артса, үдеу кемиді делінген болатын. Ньютон «Мен алыстағыны көру себебім алыптардың иығында тұрғандығымнан» деп бекер айтпаған. 1543 жылы Н. Коперниктің «Аспан сферасының айналуы жөнінде» атты кітабы шықты. Онда әлемнің гелиоцентрлік ілімі дамытылды. Г.Галлилей өзінің жердегі қозғалыс заңдарын аспан денелеріне пайдаланып Коперник ілімін қолдады. Ал И.Кеплер өзінің назарын шексіз аспанға бағыттады. Ол 1609-1619 жылдағы планеталар қозғалысының үш заңын тұжырымдады. (Кеплердің эмпирикалық заңдары) Ньютон динамика заңдары мен Кеплер заңдарының негізінде өзінің Бүкіл әлемдік тартылыс заңын қорытындылады. Ньютон негізін салған механика заңдары XYIII-XIX ғасырда механиканың қарқындап дамуына себепкер болды және бұл кездегі философия түгелімен механикалық еді. 1845 жылы Нептун планетасының ашылуы Ньютон ашқан механика заңдарының дұрыстығын дәлелдеді. ХХ ғасырдың басында механика заңдарын жемісті пайдалану нәтижесінде Пьер Лаплас (1749-1825) ғылымының детерменизм доктринасын енгізді. Онда Әлемнің бастапқы моменттеріндегі күйі бойынша оның келешектегі процессін сипаттайтын заңдар жүйесін тұжырымдауға болады делінген. Лапластың бұл доктринасы Архимедтің «Маған тіркеу нүктесін көрсетіңіз, мен Жер шарын төңкеремін» дегенннің аналогиясы. Лаплас дененің бір кездегі орны, жылдамдығы және үдеуі белгілі болса, оның өткендегі немесе келешектегі, яғни кез келген моментте пайда болатындығын есептеуге болады деп қарастырды. Денелердің механикалық қозғалыстарын қарастырған кейбір физикалық шамалар тұрақты деп  алынған, яғни уақытқа байланысты өзгермейді деп есептелген. Бұл шамалар қозғалыс өлшемдері ретінде қабылданған. Ең баста физика тарихында, импульс және тірі күш, соңынан энергия қабылданды. ХVІІ ғасырда денелердің бір-бірімен соқтығысуын зерттегенде импульс пен тірі күш ендірілді, ал ХІХ ғасырда энергия туралы түсінік қалыптасты. Сонымен, жаратылыстану ғылымының бір саласына жататын физиканың аумағы өте кең және практикада өте көп қолданылады. Микроәлемдегі құбылыстар кванттық механикада, ал кеңестік, уақыт және материя тұтастығы жалпы салыстырмалылық теориясында қарастырылады. Макроәлем үшін классикалық физиканың заңдары жеткілікті.

 

5. Табиғатты сипаттаудың континуальды концепциясы

 

Дыбыс пен жарықтың таралуы туралы көзқарастардың қалыптасуына байланысты бөлшектер моделімен қатар, тұтас орта моделі де пайда болды. Бүкіл кеңістік жарық тасымалданатын эфирмен қамтылып, аспан денелері осы ортада жүзіп жүреді деп саналды. Жарық көзінен қабылдағышқа жарық аралығындағы эфир арқылы таралады деп ұйғарылды, яғни дыбыстың ауада таралу аналогиясы қабылданды.

И. Ньютон жарықты бөлшектер немесе корпускулалар ағыны, ал Гюйгенс оны толқын деп ұйғарды. XYII ғасырда Рене Декарттың «Бастамалар» («Начала») және одан ертеректе «Жарық туралы» («О свете») деген ғылыми трактаттары жарық көрді. Ертедегі атомистерден өзгеше көзқарастағы Декарт материя шексіз, бөлінеді деп есептеп, оның ұсақ бөлшектерін «элементтер» деп атады. «Элементтерге» от, ауа және Жерді жатқызды. Жер бөлшектері – еңі ірі, баяу қозғалатын, өзара оңай бірігеді. Ауа бөлшектері – ұсақ, қозғалғыш, жылтыр және шар тәрізді бір-біріне қатысты жылжығыш. От бөлшектері – оңай бөлінетін, ауа мен жер бөлшектері арасын толтыратын белгілі бір формасы жоқ ең жұқа материя деп саналады. Бұл «элементтер» , яғни бөлшектер қозғалып орын ауыстырады және әлемдегі барлық қозғалыстар механикалық орын ауыстыруға жатады деп ұйғарылды. Декарт бойынша, «жасырын» әсерлесу күш мүлдем болмайды, физикадағы әсерлесу – денелер немесе бөлшектердің өзара әсерінен болады. Осының нәтижесінде олардың қозғалыс күйі өзгерілді деп есептелді. И. Ньютон механикасында денелердің өзара әсерлесуі күш арқылы сипатталды. Бастапқыда келген нүктесіндегі бір  бөлшек тербеліске түссе, ол көрші жатқан екінші бөлшекке беріліп, оны да тербетеді. Бұл процесс ары қарай белгілі бір жылдамдықпен таралады. Кеңістікте тербелістің таралу процесін серпімді толқын деп атайды. Орта бөлшектері тепе-теңдік қалыпта тербеліп тұрады, толқынмен ілесіп ілгері қозғалмайды. Серпімді толқындар қума және көлденең толқындарға бөлінеді. Қума толқындарда бөлшектер толқынның таралу бағытында тербеледі, ал көлденең толқындар оған перпендикуляр тербеледі. Жиіліктері 16 мен 2000 Гц дейінгі серпімді толқындар адамның мүшесіне әсер етіп, есту қабілеттілігін туғызады, оны дыбыс дейміз. Жиілігі 16 Гц-тен кем серпімді толқындар инфрадыбыс, ал 2000 Гц-тен артығы ультрадыбыс деп аталады, яғни дыбыс пен жарықта толқындардың табиғаты бар. Электромагниттік толқындар жиілікке байланысты гаммарентген, ультракүлгін, көзге көрінетін инфрақызыл және радиотолқындарға бөлінеді. Дифракция, интерференция және поляризация құбылыстары жарықтың толқындық табиғатымен смпатталады.

 

6. Кванттық физиканың үздіксіз дискреттік әлемі

 

Анықталмаушылық принципі Лаплас детерминизмі негізсіз екендігін дәлелдеді. Шындығында, қазіргі уақытта шамаларды дәл өлшеу мүмкін болмаса болашақты қалай болжауға болады. 20 жылдары В. Гейзенберг, Э. Шредингер және П. Дирак еңбектері негізінде жаңа, кванттық механика қалыптасты және ол үшін анықталмаушылық принципі алынды. Кванттық механика бойынша бөлшектің кеңістіктегі орны мен жылдамдығын бір мезгілде дәл анықтау мүмкін емес. Оларды белгілі-бір кванттық күймен сипаттауға болады және суперпозиция принципіне негізделеді. Кванттық механикада бақылау бір ғана нәтиже бермейді, қайта бірнеше нәтижелер қатарын келтіріп, әрқайсысының ықтималдылығын көрсетеді. Демек, кездейсоқтық пен ықтималдылық элементтерін енгізеді. Кванттық механика қазіргі ғылым мен техника негізі болып табылады. Жартылай өткізгіштік интегралдық схемасы (телевизор, ЭЕМ, Т.Б. ) КВАНТТЫҚ МЕХАНИКА ПРИНЦИПТЕРІНЕ СҮЙЕНЕДІ. Химия, биология салаларында кванттық механика кеңінен қолданылады. Жарық сәулесі толқындардан тұрғанымен Планк гипотезасына сәйкес сәуле шығару (жұту) және таралу кезінде оның кванттық, яғни фотондық (бөлшектік) көрінісі орын алады. Гейзенбергтің анықталмаушылық қатынасына сәйкес бөлшектерді белгілі бір мөлшерде толқын деп те санауға болады. Олардың кеңістікте орны болмайды, тек болу ықтималдылығын анықтауға болады. Кванттық механикада толқындар мен бөлшектердің нақты әлемі сипатталмайды, физикадағы «кентаврлар» (дуализм) яғни әрі бөлшектік, әрі толқындық қасиеті бар обьектілер қарастырылады. Бөлшектердің толқындық қасиеті туралы идеяны француз физигі Луи де Бройль болды. Қазіргі кезде бөлшектердің толқындық табиғаты электрон және басқа да бөлшектердің интерференция мен дифракция құбылыстары арқылы тәжірибе жүзінде толық дәлелденді. Кванттық механиканың қалыптасуына атом құрылысын түсіндірумен байланысты. Осы ғасырдың басында атом күн жүйесіне ұқсас деп алынды ; теріс зарядты электрондар центрдегі оң зарядты ядро төңірегінде айнала қозғалады деп қарастырылды. 1932 жылы Джеймс Чедвик массасы протон массасына жуық нейтрал бөлшек-нейтронды ашты. Бұдан 20 жылдай бұрын протондар мен нейтрондар ең кішкене яғни «элементер» бөлшектер деп аталған еді. Үлкен жылдамдықпен қозғалған протондар мен электрондардың протондармен әсерлесуін тәжірибемен бақылағанда, олардың құрамы күрделі екендігі анықталды. Мюрей Гелл-Мани (Калифорния технологиялық институтының теоретигі) 1962 жылы протондар мен нейтрондардың «кварттық» болжамдық моделін ұсынды. Кварк аты Джеймс Джойстың өлеңіндегі «Мистер Марк үшін үш кварк» деген бір жолынан алынған болатын. Гипотеза бойынша кварктің алты «хош иісті» түрі бар :  u-жоғарғы, d-төменгі,  s-біртүрлі (странный), с-ғажайыптанған (очарованный), b-әсем (прелестный) және t-ақиқат (истинный). Әр «хош иісті» кварктың үш «түсі» болады; қызыл, жасыл және көк. Хош иісі мен түсі кварктарға жәй берілген белгілер. Әр кварктың антикваркы болады. Протон әр түсті үш кварктан тұрады: екі u және бір  d; нейтрон екі d және бір u кварктардан түзеледі. Сонымен, тек атом ғана емес, оның құраушылары болып саналатын протондар мен нейтрондарда өздерінен ұсақ бөлшектерден тұратындығы болжанған. Барлық заттарды құрайтын ең кіші элементар бөлшек не екен деген сұрақ туады. Жарықтың толқын ұзындығы атом өлшемінен әлдеқайда үлкен болғандықтан қазіргі қолданып жүрген әдістермен атомды құраушы бөлшектерді «көру» мүмкін емес. Оларды байқау үшін өте қысқа толқындар қажет болады. Ал толқын ұзындығы қысқарған сайын квант энергиясы артатындығы белгілі. Энергияның атомдық физикада қолданатын бірлігі –электровольт (1Эв).  XIX ғасырда энергиясы бірнеше электровольт болатын бөлшектер зерттелген, сондықтан атом заттың ең кіші бөлшегі деп есептелген Резерфорд тәжірибесінде альфа бөлшектерінің энергиясы 10 6 электровольтқа жуық еді.

Тасымалдау бөлшектерінің массасы өте үлкен болса, үлкен қашықтықта олардың пайда болуы мен алмасулары қиындап, жақын әсерлесу күштері туындайды. Тасымалдау бөлшектерінің меншікті массасы болмаған кезде алыс әсерлесу күштері туады. Зат бөлшектерінің өзара әсерлесуін қамтамасыз ететін тасымалдау бөлшектері ешқандай қабылдағыш детектормен тіркелмейді, олар «нақты» бөлшектерге жатпайды, вертуальды деп аталады. Дегенмен, вертуальды бөлшектер бар, лоар өлшеуге болатын эффектілер тудырады: вертуаль бөлшектердің арқасында бөлшектердің өзара әсерлесу күштері пайда болады. Кейбір жағдайда спині 0, 1, 2 тең бөлшектер нақты болып оларды тіркеу мүмкіндігі туады. Физикалық көзқарас бойынша тасымалдау бөлшектері жарық немесе гравитациялық толқындар түрінде болады. Тасымалдау бөлшектерін тасымалдайтын әсеріне және қандай бөлшекпен әсерлескеніне байланысты төрт түрге бөлуге болады мұндай бөлулер тек шартты ғана, теорияларды дамыту үшін қажет болады. Бірінші, күштердің түріне гравитациялық күштің ықпалында болады және оның шамасы бөлшектің массасы мен энергиясымен анықталады. Гравитация күші -әлсіз күш, алыс қашықтықта әсер етеді және тартылыс күші болып табылады. Материяның екі бөлшектерінің арасында әсер ететін гравитация күші спині «2»-ге тең, меншікті массасы жоқ –гравитон деп аталатын бөлшек арқылы тасымалданады. Гравитациялық толқындар әлсіз болғандықтан тіркелмеген және гравитондар – болждамдағы бөлшектер. Екінші күштерге зарядталған бөлшектер арасында әсерлесу тудыратын электромагниттік күштерді жатқызамыз. Заряды жоқ бөлшектердің әсерлесуіне бұл күш үлес қоспайды. Электромагниттік әсерлесу гравитациялық әсерден көп үлкен (10 42) және ол тартылыс пен тебілу деп бөлінеді. Өте үлкен денелерде (Күн, Жер) оң мен теріс зарядтар шамалас болады, ал молекулалар мен атомдарда электромагниттік әсерлесу күштірек болады. Электромагниттік әсерлесу спині «1»-ге тең, меншікті массасы жоқ вертуальды бөлшектер – фотондармен алмасу нәтижесінде пайда болады. Әсерлесудің үшінші түрі - әлсіз әсерлесу: ол радиоактивтілік үшін жауапты күш және заттың спині «1/2» -ге тең бөлшектер арасында орындалады. Спині «0», «1», «2» тең бөлшектерде әлсіз әсерлесу күші болмайды. 1967 жылы Абдус Салам және Стивен Вайнберг бір-біріне тәуелсіз, бір мезгілде фотонға қосымша тағы да үш бөлшектер бар деген универсал теория ұсынды. Бұл бөлшектердің массалары, 100 гигаэлектронвольтқа (гига-мың миллион) жуық, спині «1» -W+, W- және Z 0 базондар. Салам Вайнберг теориясындаспонтаңды симметрияны бұзатын қасиет келтірілген. Оның мағынасын былай түсінуге болады ; төменгі энергияға әртүрлі болып көрінетін бөлшектер жоғарғы энергияда түрлі күйде тұрған бір бөлшектің өзі болады. Салам-Вайнберг теориясы жоғарғы энергияда 3 жаңа бөлшектермен фотон бірдей қасиет білдірсе, төменгі энергияда бұл “симметриялардың” бұзылатындығын болжап айтты. 1983 жылы ЦЕРН-де болжанған массаға сәйкес келетін үш бөлшек ашылды.

Әсерлесудің төртінші түрі –ядролық күш. Ол ядро ішінде протондар мен нейтрондар және олардың ішіндегі кварктарды ұстап тұратын әсерлесу. Ядролық күшті әсерлесуді тасымалдайтын бөлшек –глюон деп аталады, спині “1” –ге тең. Күшті әсердің бір ерекше қасиеті оның конфайнменттілігінде. Конфайнмент дегеніміз –бөлшектердің әркезде түссіз комбинацияларда болуы. Глюон секілді жалғыз кварк өзінше жеке өмір сүре алмайды. Глюондар мен кварктар туралы бұл көзқарастар метафизикалық емес деген сұрақ туары сөзсіз. Олай болуы мүмкін есем, себебі күшті әсерлесу тағы бір қасиетпен сипатталады. Ол асимптотикалық еркіндікке ие болуында. Кәдімгі энергияда кварктар бір-біріне тығыз сығылады, ал жоғарғы дәрежелі энергияда –күшті әсерлесу әлсіреп, кварктар мен глюондар өздерін еркін бөлшектер секілді ұстайды.

 

7. Статикалық физика – нақты әлем обьекті.

 

Барлық әлемді зерттейтін салыстырмалық теория мен микрдүниелерді зерделеуші кванттық механика өте қарапайым жүйелермен жұмыс істейді. Мұндай күрделі емес жүйелердің құрамында азғана айырмалы шамалар болады. Айнымалы шамалары көп болса, жүйе күрделі болады. Оны зерттеу үшін статистикалық әдіс қолданылады. Бұл жағдайда мағлұматтар барлық айнымалы шамаларды түгел қамтып, жүйені жалпылама сипаттауға мүмкіндік береді. Осы сұрақтар ықтималдық теория мен математикалық статистикада талданған, яғни ықтималдық күрделі жүйелердің атрибуты деуге болады. Ғылым мен практикада әртүрлі тосын оқиғалар болады, ал олардың жалпы нәтижелері : оқиға болып кетті, я болады деп тұжырымдалады. Оқиғалардың “немесе” … “немесе” мүмкіндігінің сипаттамасын анықтайтын болжау теориялары ықтималдылық түсініктеріне сүйенеді. Жаратылыстану ғылымдарында ансамбль деген ұғым кеңінен қолданылады, ықтималдылықты анықтау үшін тұрақты жағдайда жүйеде көптеген сынаулар жүргізу керек болады. Осының орнына көптеген бірдей жүйелерде жеке сынаулар өткізіп, олардың жиынтығын алуға да болады. Осы бірдей, әрі өте көп жүйелер – ансамбль деп аталады. Жалпы жүйелер ашық, не тұйық болады. Тұйықталған жүйе қоршаған ортамен заттай немесе энергия алмаспайды. Осыдан басқалардың барлығы ашық жүйелерге жатады. Физикада дененің бір жүйеден екіншіге көшуін процесс деп атайды. Жүйенің күйі тепе-теңдік немесе тепе-теңдік емес бола алады. Бірінші жағдайда жүйені сипаттайтын параметрлер өзгермейді, ол екіншіде өзгереді. Тепе-теңдік процесстер өте баяу жүреді, яғни квазистатистикалық болады, тек “абстракция” өмірде болатын нақты процесстердің барлығы тепе-теңдік емес процесстерге жатады. Процесстерді қарама-қарсы бағытта жүргізіп, жүйені бастапқы күйіне өте жеңіл жағдайда келтіруге болады. Бұл процесс тепе-теңдік күйде бола алады. Бірақ, барлық нақты процесстер қайтымсыз болады. Ашық жүйе шеңберінде ғана қайтымды процесстер жүруі мүмкін, ал әлем үшін ол қайталанбайды. Мынадай мысалды қарастырайық : көктемде күн энергиясының әсерінен мұз суға айналады, ал күзде ол қайтадан қатады. Әлемге тарап кететін энергия бөлінеді. Су үшін қайтымды процесс орындалды, ал энергия тарапынан қайтымдылық орындалмады. Бұл жағдай тұйық цикл бойынша жұмыс істейтін жылу машиналарында қайталанады. Жылу машинасы бастапқы жағдайға келгенімен жүйеде қайталанбайтын өзгеріс болды. Табиғаттағы дұрыс емес процесстерді түсіндіру үшін физикада негізгі шама энтропия пайдаланылады. Бұл шама термодинамикалық ықтималдылықпен тығыз байланысады. Ықтималдылық жүйенің жеке элементтерінің комбинацияларын (микрокүйлерін) түзейді және жүйені жан-жақты сипаттауға мүмкіндік береді.

 

8. Әлемнiң эволюциясы.

Мазмұны : КеҢеюш әлем. Хоббла жаҢалыҒы. Фридман моделi. Ѕалдығ (реликтивтi) сәулелену. Әлкен жарылыс. Әлем дәуiрлерi. Жасырын масса проблемасы. ӘлемнiҢ даму таҒдыры.

Кезкелген бұлтсыз және айсыз тҰнде аспанда сансыз көп жарғыраҒан жұлдыздармен Шолпан, Юпитер,Марс, Сатурн, Меркурий, Нептун, Уран, Плутон сияғты планеталарды көруге болады. Жұлдыздар бiздiҢ кҰн сияғты өте ғашығта орналасған Әлем объектiлерi. Кұндi айнала ғозҒалатын ЖердiҢ орналасған орнына байланыстыжұлдыздардыҢ орны өзгерiп тұрады. ЖұлдыздарҒа дейiнгi ара ғашығтығ өте көп болҒандығтан жәй көзге олардыҢ орындарыныҢ өзгерiсi байғалмайды бiзге еҢ жағын орналасған Проксима Центарва жұлдызына дейiнгi ғашығтығ 4 жарығ жылына жуығ. Көзге көрiнетiн жұлдыздар шашыраҢғы таралып, негiзiнен ЅµС ЖОЛЫ деп аталатын аспан кеҢiстiгiн орап жатған ағ тҰстi жолағ бойында орналасады. 1750 жылдардыҢ өзiнде көптеген астрономдар жұлдыздардыҢ басым бөлiгi дискi тәрiздес болып шоҒырланатындыҒын, яҒни Ѕұс жолы туралы пiкiрлер тұжырымдалҒан болатын. Бұгiнде бұл дискiнi немесе спиральдi бiздер Галактика деп айтып жҰрмiз. Бұл айтылҒан пiкiрдi арада ондаҒанжылдардан кейiн Ульям Гершель жұлдыздардыҢ орындарыныҢ каталогын ғұрастырып, олардыҢ арағашығтыҒын анығтау арғылы толығ дәлелдендi. ¤аламдардыҢ зертеулерiнiҢ нәтижесiнде XX ҒасырдыҢ басында бiздiҢ галактикамыз спираль тәрiздес деген пiкiр ғалыптасты. Шексiз ӘлемнiҢ кәзiргi көрнiсiн 1924 жылы американдық астроном Эдвин Хаббл айғындап, бiздiҢ ГалактикамыздыҢ жалҒыземес екедiгiн анығтады. ШындыҒында бiздiҢ Галактикадан басға бiр-бiрiнен өте алыс орналасған көптеген галактикалар бар. БiздiҢ ГалактиканыҢ еҢ жағын көршi галактикалар Андромеда тұманы мен Әлкен және кiшi магеллан бұлттары, бұл әлем объектiлерiн ОңтҰстiк теҢiз бойымен жҰзу кезеҢiнде жиханкез Магеллан байғаҒан болатын. Сандары 15-1000-Ға дейiн жететiн галактикалар тұтасып шоҒырлар ғұрайды. Галактикалар жерден алыс орналасғандығтан, олардыҢ кеҢiстiктегi орналасған орындарындаҒы өзгерiс байғалмайды. ХбблоларҒа дейiн ғашығтығты анығтауҒажанама әдiс пайдаланып, тоҒыз галактикаҒа дейiн аралығты есептедi. ЖҰздеген милиард галактикалардыҢ бiреуi болып саналатын бiздiҢ Галактика, басғалар сияғты бiрнеше жҰздеген миллиард жұлдыздардан ғұралҒан. Олардан басға газ және шаҢ-тозаҢдардан тұратын галактикалар ғұрылысы жаҒынан спираль, линзатәрiздес, элипстәрiздес және айғын емес тҰрлерге бөлiнедi. БiздiҢ ГалактикамыздыҢ центрi Мерген шоғжұлдыздары баҒытында орналасған, өлшемi 10000 жарығ жылына теҢ, айналу периоды 250 млн жыл ғұрайды. КҰн оныҢ центрiнен 35 мыҢ жарығ жылындай ғашығтығтаҒы ғолтығтығ аймағта орналасған және 250 км/с жылдамдығпен галактика центрiн айналды. КұннiҢ жасын 5 млрд. Жыл деп есептесек. Ол центрдi 25 ретайналып шығты деуге болады. КҰн сары тҰстi карликтер тобына жатады. Әлемде кҰнмен салыстырҒанда Ұлкен аса зор алып температуралары жоҒары(ағ-көгiлдiр алыптар) және өте кiшi ағ карликтер – Сириус В., нейтрон және радиусы – 10 км жуығ болатын пульсарлар жұлдыздар кездеседi. Жұлдыздар ұзағта орналасғандығтан бiзге кiшкене жарығ нҰкте болып көрiнедiжұлдыздардыҢ массасын, радиусын және олардыҢ шығған энергияны ғалай анығтауҒа болады? Жұлдыздардан бiзге келiп жететiн мәлiмет тек тек олардан шыҒатын жарығ сәулелерi Ғана. И.Ньютон жарығты Ұш жағты шыны призмадан өткiзiп, оныҢ тҰрлi тҰске жiктелетiндiгiн, яҒни спектрды байғаҒан болатын. Дәл осылай жұлдыздан тұратын жарығты спектрге жiктеп, оныҢ температурасын, химиялығ ғұрамын және жылдамдыҒын анығтауҒа болады. Жылдамдығты анығтауҒа Доплер ғұбылысы пайданылады. Дыдыс толғындарында байғалынатын Доплер принципi кҰнделiктi өмiрде кездеседi. Мысалы : жоҒары жылдамдығпен жағындап келе жатған автомобильдiҢ дыбысы бiзден ғашығтап кетiп бара жатған кездегi дыбыспен салыстырҒанда жоҒары болып есептеледi. Бұл ғұбылыс жарығ толғынында ба байғалады жарығ көзi бiзге жағындаҒанда оныҢ толғын ұзындыҒы ғысғарады кҰлгiн ыҒысу , ал ғашығтаҒанда ұзарады  ғызыл ыҒысу . Хаббл зерттеулерi нәтижесiнен галактикалардыҢ спектрлерiнде ғызыл ыҒысу болатындыҒын  айғындады, яҒни галактикалар бiзден ұзап бара жатыр. 1929 жылы Хаббл галактикалардыҢ ғозҒалыс жылдамдыҒы олардыҢ бiзден ғашығтығтарына тура пропорциональ екендiгiн анығтады. Бұл пiкiр бойынша, бiздiҢ галактика статикалығ кҰйде бола алмайды, олар ғозҒалыста болатындығтан арағашығтығтары уағыт өткен сайын артып, яҒни бiздiҢ Әлем кеҢеюшi Әлем болады. БiздiҢ кенеюшi Әлемiмiз – ХХ ҒасырдаҒы жаратылыстану ҒылымындаҒы еҢ iрi жаҢалығтар ғатарына жатады. ӘлемнiҢ кеҢею теориясын1922 жылы Хабблдан бiрнеше жыл бұрын Совет  математигi А,А.Фридман жасаҒан болатын. ¤алымекi екi тҰрлi болжамҒа негiзделiп, Әлем – бiртектi және изотропты, яҒни кезкелген  нҰктеде және ғаи баҒытта бағыласағта бiркелкi көрiнедi дәл тұжыымдады. ШндыҒына, Әлем бiркелкi емес, бiрағта көптеген милиард жұлдыздардан тұратын Галактикалар саны барлығ баҒытта шамалас болҒандығтан - Әлемдi Ұлкен масштабҒа бiртектi және изотропты деп ғарастыруҒа болады. 1965 жылы А.Пензиас пен Р.Вильсон өте сезгiш микротолғын детекторларын х= 7,35 см тексеру кезiнде Әлем кеҢiстiгiнде ғалдығ сәулелену бар екендiгiн анығтады. Ѕалдығ сәулеленудiҢ детектордаҒы шуы табиҒи шудан әлде ғайда жоҒары екендiгi және уағытға да, баҒытғада тәуелдi емес екендiгi анығталады. Осыдан ғалдығ сәулелену көзi бiздiҢ галактиканыҢ сыртында орналасған деген ұйҒарым жасалынды. Бұл сәулелену Әлемдi барлығ баҒытта ғиып өтiп, бiртектi ғалыпты әсер ететiндiктен, Әлемдi де барлығ баҒытта бiркелкi деуге болады. Осы уағыт аралыҒында физиктер Б.Дикке мен Д.Пиблс микротолғындарды зерттеу арғылы Джорж ГамовтыҢ алҒашғы Әлем өте тыҒыз және ыстығ кҰйде болҒан деген пiкiр анығтамағ болды. Бұл ҒалымдардыҢ айтуыбойынша, алҒашғысатыда әлемнен тараҒан жарығ сәулелерi бiзге кәзiр жетiп жатыр . Әлем кеҢейiп жатғандығтан, спектрдеғызыл ыҒысу көп болҒандығтан ол сәулелер бiзге микротолғын тҰрiнде келедi. Дикке мен Пиблс бұл толғынды iздестiрiп, тәжiрибе өткiзiп жатғандыҒын естiгенде, Пензиас пен Вильсон оны анығтап ғойҒандыҒын хабарлады. Пензиас пен Вильсон микротолғындарды зерттеудегi еҢбектерi Ұшiн 1978 жылы Нобель сыйлыҒыныҢ лауриаты болды. Галактика спектрiндегi ғызыл ыҒысу ӘлемнiҢ кеҢею кезiнде екендiгiн көрсетедi. Фридман моделi бойынша ғызыл ыҒысу арағашығтығға тура пропорционал, бұл пiкiр тәжiрибеден алынҒан нәтижеге сәйкес келедi. ¤алым тек бiр Ғана модельдi алҒан болатын, бiрағ фридманныҢ екi болжамдары бойынша Әлем баяу кеҢеиiп барып, белгiлi уағыттан соҢ кеҢею процесi тоғтап галактикалар бiр-бiрiне жағындай бастайды, яҒни Әлем бiрде кеҢеиiп, бiрде соҒылып тұрады. Екiншi модель бойынша Галактикалар бiр-бiрiнен ұзағтап кете бередi. Әшiншi моделге сәйкес галактикалар бiр-бiрiнен кемитiн жылдамдығпен ғашығтайды, бiрағ олардыҢ жылдамдыҒы ешуағытта нольге дейiн кемiмейдi. ФридманныҢ бiрiншi моделi бойынша Әлем кеҢiстiкте шексiз емес, бiрағ айғын шекарасы жоғ. КеҢiстiк иiлiп, өзiмен - өзi тұтасып жатады. Екiншi моделдегi иiлгiш кеҢiстiк – жер бетiне ұғсас шексiз ал Ұшiншi модельдегi кеҢiстiк- жазығ болады. БiздiҢ Әлем Ұшiн ФридманныҢ ғай модельi сәйкес келедi. Ол Ұшiн ӘлемнiҢ таралу жылдамдыҒы мен оныҢ орташа тыҒыздыҒын бiлуiмiз керек. Орташа тыҒыздығ белгiлi бiр критикалығ мәннен кiшi болса, гравитациялығ тартылыс кеҢеюдi тоғтатуҒа жеткiлiктi болмайды. Егер орташа тыҒыздығ мәнi критикалығ шамадан артығ болса, кеҢею процесi сыҒылумен алмасады. Ѕәзiргi кезде әлемдегi заттардыҢ тыҒыздыҒы критикалығ шамадан 100 есе аз екендiгi белгiлi, ал оныҢ ғай модельiне сәйкес келетiндiгi айғын емес. Себебi Әлемдегi Жасырын модель анығталҒан жоғ. ФридманныҢ барлығ моделiне ортағ бiрнеше маҢызы бар 10-20 милрд. Жыл бұрын галактикалар бiр-бiрiне сәикес аралыҒы “0”-ге теҢ орналасған болатын. Бұл мерзiмде әлем тыҒыздыҒы мен кеҢiстiк – уағыттыҢ ғисығтыҒы шексiз Ұлкен болып, Әлкен жарылыс немесе Биг Бенг болды. Әлемде жалпы салыстырмалығ теори орындалмайтын нҰкте болуы ғажет, оны сингуляр нҰкте немесе сингулярлығ деп атайды. Уағыт – Ұлкен жарылыстан бастап есептеледi, оныҢ алдында болҒан оғиҒаларды бiз ескермеймiз. (олар бiзге ешғандай әсер тигiзе алмайды). Жалпы салыстырмалығ теория сәйкес кеҢiстiк – уағыт жарылыстыҢ сингуляр нҰктесiне Ғайып болады, өзiнiҢ ағырында Ұлкен жарылудыҢ сингуляр нҰктесiне пайда болады. Көптеген Ғылым пiкiрлер бойынша, Әлкен жарылыстыҢ ыстығ модулiне негiзделген Әлем тарихы төмендегендей көрiнiспен өтетiндiгi ғабылданҒан. ӘлемнiҢ көрiнiсiнен Әлкен жарылысға дейiнгi аралығ Фридман моделiнiҢ бiрiне сәйкес тҰсiндiрiледi. Әлем кеҢею кезiнде ондаҒы заттар мен нұр сәулелер суыйды. Биг Бенг кезiнде ӘлекмнiҢ өлшемi ноль болып, оныҢ тыҒыздыҒы мен температурасы шексiз Ұлкен деп алынҒан. Бұл жаҒдай бұдан 18 ғашығтап барады. Бiз уағыт бойынша керi баҒытта жҰремiз деп жорамалдайығ. Онда Әлем бiзге сыҒылып бара жатған сияғты болып елстедi.Соншалығты ғашығтап кеткен галактикаларды бiр-бiрiне жағындату Ұшiн кемiнде шамамен 16млрд. жыл ғажет болады. Уағыт аҒынына керi баҒыттаҒы саяхатты жалҒастырсағ және бiз Ұшiн млрд жыл бiр минутға теҢ болсын. Бұл жаҒдайда бiздiҢ галактикада бұрғ етiп жанып және сөнiп бара жатған жұлдыздарды байғаймыз. Жұлдызжар газбен шаҢнан ғұралып, өз өмiрiнiҢ соҢында ғұрамды заттарын кеҢiстiкке шашып, жарылады немесе жәйләп сөнедi. АлҒашғыда галактиканыҢ жарғырауы артады, Кейiннен ғарауыта бастайды.. Уағцтға байланысты жұлдыздар саны кемiп, галактикадаҒы газ мөлшерi арта бередi соҢҒы жұлдыз өшкенде тек бұрғыраҒан газ массасы Ғана болады. Зор газ спиральдары бiр – бiрiне жағындай тҰседi, жҰз милн жылдан кейiн кеҢiстiкке тарап, бiр тектi сиретiлген газ ғұрайды. Бұл газдыҢ тыҒыздыҒында ауытғулар болып тұрады. ӘлемнiҢ жасы шамамен 10милн жыл болҒан кезде, температурасы бөлме темперасын (300 К) теҢ болҒанда, ол бiзге бос ғараҢҒы ғуыс секiлдi болып көрiнедi. Ол жерде болашағ галактикаы ғұраушы өте сирек зат орналасады. ӘлемнiҢ пайда болу уағыты жағындаҒан сайын газ температурасы артады. Әлемге бiрнеше милн жыл болҒан кезде әлсiз жарығ пайда болып, уағыт өткен сайын ғою ғызыл (Т=1000К) тҰске бояла бастайды. Әлем мөлдiр және бiртектi боялҒанымен тҰсi өте Ұрейлi көрiнедi. Жайлап оныҢ тҰсi ғызҒылт сары реҢ ала бастайды. Температура 3000 К болҒан кезде , осы уағытға дейiн мөлдiр әлем жпрыҒы өтпейтiн , көз шаҒылдыратын сары тұманмен толады. Уағыт бойлап керi баҒыттаҒы, саяғатты жалҒастырсағ, әр жерде атом ядролары пайда бола бастаҒан тұтас тыҒыз нұр сәулелерi мен толҒан әлемдi көрмеймiз. Температура артған сайын тұманныҢ жарғырауы кҰшйе тҰседi, жеҢiл бөлшектер мен анти бөлшектер пайда бола бастайды. Әлем осы кезде нұр сәулелерiнен, электролндарынан, нейтрондарынан және олародыҢ антибөлшектерiнен ғұралады. Температура ары ғарай жоҒары көтерiлген сайын ауыр бөлшектер мен олардыҢ антибөлшектерi, ғара ғұрдамдар пайда болады.     

Осы мезетте Әлемдегі  бөлшектер мен сәулелер бір-біріне  өте зор күннен соқтығысып,   қосылады.   Нәтижеде   Әлемнің      көлемі   доп   көлемімен шамалас        болады,    секундтың   бір    бөлігіндей    уақыт    өтісімен    ол сингулярлық, яғни   сингуляр нүктеге айналады. Осынын алдында біздің көз алдымызадағы     "перде" жабылды.  Біз секундтын соңғы бөлігінде әлемде не- болатындығын ешқашан    айта алмаймыз, себебі "ІІерденің" арғы жағына көз жеткізе   алмаймыз, - ол жақ біз үшін әрқашан жабық. Бұл жағдайда жалпы салыстырмалық теория мен кванттық теория қажет болмай  қалады, Сондықтан, сингулярлыктың қалай  пайда болуын анық алын-ала және   ешуақытта айта алмаймыз.Уақыт Планк уақытына, яғни 10^-43 с тең болған   кезде жалпы салыстырмалық теория бөлшектер пайда болуы үшін 10^-33 К температура жеткілікті болатындығын   көрсетеді   10²³ уақыттан соң Әлем адрондар дәуірінен өтеді, ол толық кварктар мен антикварктардан   тұрады. Уақыттың 10^-3 мезгілінде   кварктар қапқа түсіп - протондар, нейтрондар, мезондар құрайды. Әр бөлшектерге сәйкес антибөлшектері де болады.  Олар  бір-бірімен соқтығысып, аннигиляциялану нәтижесінде  бірнеше   фотондар  пайда  болады . Өз  кезегінде фотондар бөлшектер жұбын тудырады. Аннгиляция нәтижесінде пайда болған фотондар мен фотондар тудырған  бөлшектер жұбының  сандары  бір-біріне тең болған кезде Әлем тепе-теңдік күйде болады. Кеңею кезінде температура кемиді, ауыр    бөлшектердің пайда болуы азаяды.  Аннигиляцияның артуы нәтижесінде ауыр бөлшектер тіпті қалмайды. Егерде бөлшек пен антибөлшек сандары тең болса,  олар толық жойылған болар еді. Олай болмай шықты,  оған біздердің осы Әлемде өмір сүріп  жатқанымыз дәлел болады. Температура ауыр бөлшектер жұбы пайда бола алмайтындай дәрежеге дейін төмендеді, деп ойлайық . Энергия тек жеңіл бөлшектерді (лептондар) тудыру үшін ғана жеткілікті. Үлкен жарылыстан соң секундтың жүзден бір бөлігіндей уақыт өткеннен кейін Әлем фотондар дәуіріне енеді. Температура Т=100 млрд. градусқа тең кезде Әлем фотондар мен лептондардан құралған болады. Аннигиляция  процессі жұптардың туу процесімен қатар  жүргендіктен тепе-теңдік сақталады. Дегенмен, Әлемде  адрондар   дәуірінен   қалған протондар мен нейтрондар кездеседі. Олардың саны 10⁹ фотонға біреуі ғана сәйкес келеді. Еркін күйдегі нейтрондар протон мен электрондарға ыдырайды. Температура 30 млрд. градуста  протондар   мен электрондардың   қайта  қосылу реакциясы жүрмейді, нейтрондардың ыдырауы тез жүреді  және  олардың саны азайып отырады. Лептондар дәуірінде нейтрино бөлініп, температура төмендегенде кеңістікке тарап кетеді. Олар пайда болатын температура  Т - 2 К, кәзірге  дейін табылған жоқ Үлкен жарылыстан  бірнеше секунд өткеннен кейін температура Т=10⁹ К болғанда, Әлем сәулелену  дәуіріне енеді. Бұл дәуірдің бастапқы кезеңінде     электрондар көп болады. Температура Т=Зх10⁶   К олар  көптеген фотондар шығарып, тез кемін барып, жоғалып кетеді. Әлем тек фотондардан   құрылады. Сәулелену   дәуірінде   синтезделу  нәтижесінен алғашқы ядролар пайда болады. Бастапқы күйден 3 минут өткен соң және температура  10⁷  К болғанда протон  мен нейтрон қосылып  дейтирий ядросын, соңынан  екі дейтирий ядросы  қосылып  гелий ядросын құруға  жағдай туады. Өте аз  уақыт  аралығында  (шамамен   200 минутқа.) Әлемдегі заттардың 25% гелийге, сонымен қатар тритий, литий және басқа ауыр ядроларға   айналады.      Әлем  одан әрі  кеңейіп, суыйды. Фотондар мен  заттардың  тепе-теңдігінен    оның  түсі   күңгірттенеді. Температура 3000 Қ болған кезде, протон мен электронбірігіп, сутегі атомы пайда болады және фотондар заттардан бөлініп әлемге тарап кетеді. Әлем кеңейе бергендіктен температурасы   3К- Ге дейін төмендеді. Пензиас пен Вильсонның ашқан қалдық  сәулеленуінің (=7,35 см) температурасы жылулық сәулеленудің Т=2,7К температурасына сәйкес келді.   Заттан сәуле ажырап шыққан соң әлем біртектілікке жуық күйге келіп,    бөлшектер мен сәуледен құралды және галактиканы құраушы заттар   болды.  Барлық әлем кеңейді,  әрі   суып   бара  жатты.   Кейбір аймақтарда тығыздық жоғарылау болғандықтан гравитациялық күш пайда болып, кеңею процесі боялады.    Кейбір облыстарды сығылу процесі де жүріп  жатты. Сыртта    орналасқан материяның   гравитациялық тартылуының нәтижесінде сығылып жатқан жердегі заттар айналмалы қозғалысқа  түсуі де мүмкін. Көлем   кеміген сайын айналмалы қозғалыстың үдеуі артады. Айналмалы қозғалыстағы көлем кішірейген соң  айналыс  ішкі бөлікке  беріліп,   сығылу процесі жалғасты.   Осы облыстардағы   галактикалар  мен олардағы   жұлдыздар   пайда   болды.  Массасы үлкен жұлдыздардың  өмірі аз болады (10⁸ жыл). Олардағы сутегі гелийге, сонан соң гелий көміртегіне   ары қарай осылай жалғаса келіп, соңында темір элементі пайда болды. Одан ауыр элементтер аса жаңа жұлдыздардың жарылысынан пайда болып,   галактикаға газ таратты. Бұл газ  келесі  жұлдыздар   әулетін  тудыру   үшін   қажет  шикізат болып саналады. Біздің Күн — 2 не 3 әулетке жататын жұлдыз. Тұманнан күн, ал оның бөлігінен   планеталар және  оның ішінде Жер де пайда болды.   Бастапқы кезде Жер өте ыстық және атмосферасыз болды. Жер  сууы кезінде тау жыныстарынан газдар бөлініп, атмосфера түзеді. Жер  атмосферасы   негізінен   күкіртті  сутегінен, метаннан және   аммиактан, көмірқышқыл газынан тұрады. Уақыт өте келіп жер бетінде    тіршілік түрлері пайда болу нәтижесінде  атмосфера құрамы өзгерді (азот пен оттек көбірек болды). Тіршіліктің жоғары түрінің пайда болуына жағдай туғызылды.   Әлемнің  алғашқы   кезде   ыссы   болып,   кеңею  процесінде салқындағаны  тәжірибе  нәтижесіне  сәйкес  келді: қалдық сәулелену, гелийдің артықшылығы, кеңістіктің біртектілігі мен изотроптығы, тығыздықтың ауытқуы, зат пен сәулелену арасында қатынастың болуы. Дегенмен, қазіргі уақытқа дейін жауабын таппаған көптеген сұрақтар бар:

1.   Не себептен Әлем ыстық күйде болды ?

2.   Неге Әлем біртекті және изотропты ?

3.   Неге Әлем кеңейеді ?

4   Тығыздықтың ауытқуына не-әсер етеді ?

Әлемнің болашақтағы тағдыры әлі шешілмеген, орташа тығыздыққа байланысты ол шексіз кеңейеді немесе кеңею сығылумен алмасуы мүмкін. Әлемді тұйық жүйе деп ұйғарайық, 40-50 млрд, жыл аралығында ерекше оқиғалар болмайды. Кеңею кезінде галактикалар бір-бірінен біртіндеп қашықтайды. Бір мезгілде ең алыстағы әйтеуір бір галактика тоқтап қалса, Әлем сығыла бастайды деп ұйғарайық. Галактикалар карликтерден, ақ карликтерден, нейтронжұлдыздарынан  және қара құрдымдардан (тұңғиықтар немесе құдықтардан) тұрады. 100 млрд. жылдан соң олар галактикалар шоғырына қосылып және галактикалар бір-біріне бірігіп, Әлем біркелкі объектілерден тұратын болады. Қара құрдымдар өседі, Т= 6000° К жеткенде жұлдыздар булана бастайды да фондық сәулелену температурасы арта түседі. Жұлдыздар жарығы сөне бастайды, Әлемді шашыранды тұман қаптап кетеді. Әлем біртіндеп мөлдірлігін жойып, қопарылыс болмайтын, бірақ кері бағытта жүретін Үлкен жарылыстан кейінгі сатыдан өтеді. Егерде, Әлемді ашық жүйе деп ұйғарсақ ол кеңейеді және алғашқы оқиғалар тұйық Әлемдегідей болады : жұлдыздар қартаяды; галактика центрінде алып қара құрдым пайда болады; протондар электронға позитронға, нейтронға және фотондарға ыдырайды. Ең ақырында, Әлем сәулеленуден тұратын болады.

 

9.  Химия-күрделі жүйелер туралы ғылым

 

Макроскопиялық заттардың құрылысы мен физика-химиялық қасиеттері, оларды түзейтін атомдар мен олардың молекулаға бірігу әдістері, химиялық байланыстарының құрамы мен түрлеріне тәуелді болды. Натур философиядан бастау алып дамып келе жатқан атомизм концепциясы қазіргі жаратылыстану ғылымдарының түпкі тамыры болып саналады. Химияның мақсаты мен маңызын және адамзат баласына қажеттілігін бірауыз  сөзбен жеткізуге тырысатын, көптеген анықтамалар кездеседі. Бұл анықтамаларды талдау үшін    химияның тек заттар туралы ілімдердің жиынтығы еместігін, ол өте жоғары дәрежеде реттелген, үнемі белгілі   бір заңдылықпен   дамып жүйеленген    ғылым екендігін ескеру керек. Өзімізге қажетті қасиеті алдын-ала белгіленген жаңа материалдарды анықтап, қасиеттерін басқаруға болатын әдістерді тандау химияның негізгі мақсаты мен    міндеті болып саналады. Бұл мәселелер ертеден-ақ туған және   бүгінде маңызын жойған емес. Өзінің даму тарихында химия негізгі мәселелерді толық шешу үшін   химиялық заңдылыктар мен әртүрлі   процестер мен әдістерді   жүйелі     пайдалана білді. Негізгі проблеманы анықтауда химия    заттардың  қасиеттері мен оларға әсер  ететін   факторларды төрт  түрлі  әдістерді  пайдаланып зерттеуді мақсат етті. 

Бұл факторларға :

1.  Элементтік және  молекулалық құрам;

2.   Молекулалық құрылыс;

3.   Заттың     химиялық  реакция  процесіндегі  кинетикасы  мен

      термодинамикалық жағдайы;

4.   Заттың химиялық ұйымдық деңгейі жатады Соңғы химиялық фактор бүгінгі кезеңде қалыптасты.

Заттардың, қасиеттерінің тегі туралы мәселе өте ертеден бастап, Орта  ғасырға дейін дамыды. Бұл периодта заттардың қасиеттерінің тегі туралы қарама-қарсы бағыттағы екі көзқарас қалыптасқан болатын: Демокрит-Левклипп-Эпикур атомизмі мен Аристотельдің салалық теориясы. Кәсіби химия тек өзінің тәжірибесіне ғана сүйеніп натурфилософиядағы ғылыми жетістіктерге онша мән бермеді. Заттардың қасиеттерінің тегі туралы алғашқы ілім ХVІІ ғасырдың екінші  жартысында англия ғалымы Р. Бройль (1627-1691)   еңбектерінде кездеседі. Р. Бройль заттың сапасы  мен қасиеттерінің абсолюттік сипаттамасы болмайды, барлығы дененің қандай материалдық элементтерден түзілетіндігіне байланысты болатындығын тұжырымдады.  Бұл ғылыми еңбек зат құрамы  туралы білімнің  бастауы болды және химияның ғылым болып қалыптасуының алғашқы кезеңі. Бұл ілім қазіргі химияның  иерархиялық жүйесінің бір бөлiгін құрайды. Зат құрамы    туралы білімнің    басымдылығы 1820-1830 жылдарға дейін созылды. Өндіріске көп мөлшерде әртүрлі өсімдік пен жануарлардан   алынатын     өнімдер   пайдалану   қажет  болды.   Олардың сапалылығы  жоғары  болғанымен  құрамында   көміртегі,   сутегі,   оттегі, күкірт және фосфор ғана  болды.  Заттардың қасиеттері және  салалық түрлері   тек   құрамға  ғана тәуелді   болмай  ондағы   молекулалық құрылысқабайланысты болатындығы анықталды. Бұл проблеманы шешу үшін жаңа әдістердің қажеттілігі туындады. Химиялық білімді дамыту үшін жаңа-құрылыстық химия немесе    құрылыс туралы ілімдік кезең басталды.  Екінші  кезеңнің дамуында химия  аналитикалық ғылымнан синтетикалық ғылымға   айналды.   Бұл кезеңде органикалық заттардың технологиясы   дамыды. Негізгі   өнеркәсіптер      мен   өндірісте   едәуір қолайсыздықтар     пайда  болды.     Дәрі-дәрмек    өндірісінде,     тоқыма өнеркәсіптерінде   пайдаланалатын материалдар   өте аз мөлшерде   және төменгі   деңгейдегі   еңбекті қолданатын еді. Құрылыстық химияға деген таңданыс ұзаққа созылмады. Машина өнеркәсібі, авиация, энергетика және   жаңа  құрал-жабдықтар  жасау   XX   ғасырдың   басында    жоғары материалдары пайдалануды қажет етті.

Химия ғылымына көптеген аумақты мәселелерді тез арада шешу керек болды. Бұл проблемаларды шешуге химиядағы құрылыстық және қоғамдық білімдер жетіспеді.Зат қасиеттерінің температура,қысым,еріткішке және басқа факторларға тәуелділігі зерделенбеген болатын.Өндіріс дамуының жаңа талаптарына сәйкес химияда үшінші қасиет-геназис әдісін шешу проблемасы пайда болды.Бұл әдіс реакторлардағы күрделі химиялық процестерді ұйымдастырып,экономикалық тұрғыдан өте тиімді материалдар шығаруды міндеттеді.Бұл период ғылымдағы үшінші-химиялық процестер кезеңін қалыптастырды.Осы мезгілде химияняң ғылыми бағыты мен объекті айқындалды.Ол тек заттар туралы ілім саналмай, заттар қасиетінің өзгеріс миханизмін зерделейтін ғылымға айналды.1960 жылдары жаңа материалдар өндірісіне жоғары деңгейде ұйымдасқан химиялық жүйелер қажет болды,осыған сәйкес,химияда негізгі міндеттерді шешу үшін жаңа әдістерді пайдалану керек болды.Химияның қарқындап дамуында төртінші-эволюциялық химия кезеңі қалыптасты.Арнаулы өндірістік материалды алу процесінде өздігінен ары қарай дамитын химиялық реакциялар катализаторларын анықтау,яғни химиялық жүйенің өздігінен ұйымдасуын зерделеу қажет болды.Мұндай әдіс бізді қоршаған табиғаттағы химиялық тәжірибелерді пайдалануды да қажет етеді.Бұл химияны өзінше биологизациялыу деген мағына береді.Эволюциялық химия кезеңіндегі химиялық реакторды өзінше дамыту сипаттамасы мен нақты мінездемесін  қалыптасқан тірі жүйеге ұқсайды деуге болады.Химия ғылымындағы негізгі төрт кезеңдерді-төрт концептуальды жүйе деп санауға болады.Химиядағы кезеңдердің алмасуы заңды түрде өмірдің қажеттілігінен туындалады.Әр жаңа химиялық дәуір ертеде ашылған ғылыми жетістіктерді пайдалана отырып,қарқынды түрде дамыды.Химиялық процестер үшін бастапқы өнім мен оның құрамын біліп,рациональдылық қабілеттілігін анықтау қажет еді.Химиялық процестерден тиімді экономикалық табыс тауып,қоршаған ортаның экологиялық мәселелерін дұрыс шешу енгізгі проблема болып саналады.Осы маңызды мәселелерді шешуге бұрын анықталған ілімдер жеткіліксіз болады.Ол үшін химиялық процестерге қосымша термодинамиканы, химиялық кинематиканы  және химиялық технологияны зерттеу қажет болды.Сонымен,үшінші және төртінші кезеңдерде,яғни химиялық процестер мен эволюциялық химия дәуірлерінде білімдегі жетістіктер міндетті түрде бірінші және екінші этаптағы ілімдермен жанасып дамыды.Концептуальды химия жүйесі бір-бірімен иерархиялық қатынаста болып,химиялық білімдердің белгілі бір деңгейлерін сипаттады.Химиядағы негізгі төрт проблемаларды шешу нақты заңдылықтар мен алмасып отырған төрт әдіс – химиялық жүйенің тәртіпті,реттеліп құрылып дамуына әсерін тигізді және химия ғылымының логикалық сипаттамасын анықтады.

 

10. Күрделі жүйелер туралы ғылым-синергетика.

 

 Көптеген қарапайым жүйелер бірігіп,күрделі жүйелерді түзе алады.Кез-келген химиялық қосылыстарды күрделі жүйеге  жатқыфзуға болады.1800-1808 жылдары француз ғалымы Ж.Пруст (1754-1826) құрамның  тұрақтылық заңын анықтады.Әрбір жеке химиялық қосылыстар қоспалардан өзіне тән өзгермейтін құрамыф арқылы ерекше болатындығын тағайындады.Бұл заңдылықты заттардың атомистік идеясына сүйеніп 1800-1810 жылдары англия ғалымы Дж.Дальтон (1766-1844) теория жүзінде тұжырымдады.ХІХ ғасырдың соңында  зеттеулер нәтижесі құрамның тұрақтылық заңының абсолют еместігі айқындалды.ХХ ғасырдың бірінші жартысында зерделеушілер құрамдары тұрақты болмайтын қосылыстарға барлық қатты заттармен ассоцирленген молекулалардан құрылған кейбір сұйықтарды және беттік қосылыстарды жатқызды.Бұлардың химиялық байланыс энергиялары үздіксіз кең  көлемде варияцияланады.Олардың молекулаларының өздігінше  ашықтылығы тұтасқан кванттық-механикалық жүйе құрайды,ал осыдан құрамдары үздіксіз варияцияланады.Кепуленің валенттілік теориясы  зерттеушілерге әртүрлі бір –бірімен комбинирлеу арқылы СН,СН₂,СОН,СН₃, т.б органикалық радикалдар мен бирадикалдар типтерін  синтездеу мүмкіншілігін көрсетті.Бутлеровтың химиялық қосылыстар туралы теориясы ғалымдардың бұл бағытта зерттеулер жүргізуін ынталандыра түсті. Органикалық синтездеуде құрылымдық теория шектеулі болды.Бұл зат молекулаларының реакцияға дейінгі күйдегі мәліметтерінің аздығына байланысты.Заттардың түрлену процесін басқаруға бұл мағлұматтар өте қажет.Құрылымдық теория бойынша кейбір реакциялардың (көміртегінен формальдегит пен пропил спиртін алу) жүру мүмкіншілігі болғанымен практикада орындалмады.Құрылымдық химия этиоен, ацитилен, бензол, дифенил және диендік сутегі көміртегін сутектікөміртекті парафиннен алу өндірісіндегі процесті анықтамады. Бұл  мұнай өнеркәсібінде негізгі процесс және оны термодинамика мен химиялық кинетика көмегімен жеңіл орындауға болатындығы белгілі болды.Химиялық процесс туралы білімнің ірге тасын Нобель сыйлығының лауреаты Н.Н. Семенов (1896-1986) қалаған болатын,ол “Химияны физикадан ерекшелейтін ғылым және оның өте  күрделі екендігін химиялық процестер туралы ілім айқындайды”,-деді. Бұл ілім физика мен биологияны тығыз байланыстыратын жаратылыстану ғылымдарындағы негізгі салаға жатады.Физикалық және биологиялық объектілермен (электрон, протон, атом, молекула және тірі  жүйелер) салыстарғанда химиялық процестерді қарапайым деуге болмайды.Тірі организмнің кез келген клеткасын өзінше күрделі реактор деп қарастыру керек.Химиялық процестер-физика мен биологияның  арасына тұрғызылған көпірді сипаттайды. Химия ғылымындағы негізгі  жетістіктер қатарына тізбекті химиялық реакцияның,яғни  тізбектер  түзейтін химиялық реакциялардың ашылуын жатқызуға болады. Н.Н.Семенов тармақталған тізбекті реакцияларды айқындады. Таримақталған  тізбекті реакциялар теориясы химиялық физиканы дамытты және ол  физика мен химия арасындағы ғылым болып саналады. 1958 жылы  Белоусов лимон қышқылының тотығындағы периодты түрде жүретін химиялық реакцияларды ашты. Оған “Химиялық сағат” деген атақ берді. Бұл типті реакциялар біртекті қоспалардағы тербелістер мен толқынға ұқсас  процестерді байқауға мүмкіндік береді. Тербелмелі реакциялар биорганикалық химияда сирек кездеседі,ал биологияда молекулалардан  бастап аса ірі клеткаларға дейін байқалады. Олар клетка деңгейіндегі процесті  реттеуге болады және кері байланыстың механизмін сипаттайды.Көптеген биологиялық механизмдер өмірдің  орнықтылығынан тыс,яғни тепе-теңдік жағдай алыстау дамыды деуге  болады. Болашағы өзіне ғана байланысты,сыртқы ортада оңашаланған және болашағы тек өзіне ғана байланысты жүйе ең ықтимал тепе-теңдік күйге баруға ұмтылады,бұл жүйелер жабық, ал процестер тепе-тең деп аталады. Басқа да ашық жүйелер бар,онда тепе-тең емес  процестер жүреді,яғни олар үшін термодинамикалық тепе-теңділік орындалмайды.Тепе-теңдіктен алыс процестерді зерттеу нәтижесінде тірі емес табиғаттың хаостан реттілікке өту эволюциясының негізгі анықтамаларын білуге болады.Ертедегі грек ойшылдары хаосты космосқа қарсы түсінік ретінде пайдаланды,хаостық жүйені біржақты түсінуге болмайды,макродеңгейде қайтымсыздық, ықтималдылық және кездейсоқтық хаосты жүйенің объективті қасиеттерін сипаттайды.Эволюция мынадай талаптарды қанағаттандыруы керек:

1)Қайтымсыз, 

2)кездейсоқтылық,

3) кері байланыс,  тепе теңдіктің локалдық принципі мен энтропия өндірісінің тепе-тең немесе стационар күйдегі минималь болуы қайтымсыз процестердің термодинамикасының негізін құрайды.Бұл еңбектің авторы И.Пригожин 1977 жылы Нобель сыйлығының лауреаты  атанды.Ашық жүйедегі бірлік уақыт аралығындағы бірлік көлемдегі ішкі энтропия өндірісін Пригожин диссипация функциясы деп атады,ал бұл функция “нольден” өзгеше болатын жүйені диссипативті деп атайды. Жүйеде реттелген қозғалыс энергиясы реттелмеген қозғалыс энергиясына алмасады да жылуға айналады.Белгілі бір жағдайда сыртқы ортамен  энергия ағыны алмасу процесінің нәтижесіндегі қорытынды энтропия оның ішкі мәнінен артық болады. Нәтижеде орнықсыздық пайда болады. Да ол үлкен көлемдегі флуктуацияға дейін  артады.Бұл кезде хаостан құрылым пайда болып ол реттілікке өте алады.Бұл құрылымдар сыртқы әсерсіз,жүйенің өзінің ішкі қайта құрылымының нәтижесінде ұйымдасады. Сондықтан оны өздігінен ұйымдасу құбылыс деп атайды.Пригожин диссипативтік жүйенің қайтымсыз,тепе-тең емес процестерден пайда болған реттелген  құрылуды диссипативті құрылым деп атады. Яғни ұшатын және еркін  энергияның  шашырауынан пайда болатын құрылымдар).Ашық жүйеде энергия мен заттардың ағынын өзгертуге және диссипативті құрылымдарды реттеуге болады.Атақты неміс физигі Герман Хакен 1927 жылы жүйелер түзетін коллективтік жүйелер (жүйеден бұрынғы ұйым) маңызын ескерткен болатын.Өздігінен ұйымдасатын жүйелерді жалпы түрде “синергетика (грекше достасқан немесе біріккен)” деп атады.Спонтанды құрылудың жоғары реттелген құрылымының тұқымнан немесе хаостан спонтанды құрылуы, яғни реттелмеген күйден реттілікке яғни спонтанды түрде өтуі бірнеше жүйелердің синхронды әсерінен болады.Хаостық күйде орнықсыздық,ықтималдық және кездейсоқтық орын алады,кездейсоқ оқиға орнықсыздық тудырады,ал ол жаңа конфигурация түзей алады. Кездейсоқтық оқиғасы орнықсыздықты,ал ол жаңа конфигурацияның  пайда болуын қамтамасыз етеді.Өздігінен қалыптасудың ұрығы “ықтималдық”,ал реттілік флуктация арқылы,ал ал орнықтылық орнықсыздық әсерінен пайда болады.Хакен “синергетика” деген  еңбегінің алғы сөзінде: “Мен жаңа пәнді “синергетика” деп атағанымда бірнеше элементтердің біріккен әсерін зерттегендіктен емес,өздігінен қалыптасуды басқарудағы жалпы принциптерді анықтауда бірнеше пәндердің  көшірмелерін пайдаланғанымды ескердім”,-деген.Диссипативті құрылымның пайда болуының клаассикалық мысалы ретінде Бепаранның конвективті ұясын,Белоусов-Жаботинскийдің типтік реакциясын,лазердің генерацияға өту режимдерін т.б қарастыруға болады.Реттіліктен хаосқа өтудің мысалдары өте көп,оларды зеттеу ғажап аттракторлардың қасиеттерін сұрыптауға байланысты болады.Аттракторлар мен буфуркация түсініктері апаттар теориясынан алынған,бүгінгі білімдерде қолданылады.Синергетика материя проблемасын шешумен айналысады.Оның ұсынатын механизмі-спонтанды флуктуация,буфурнация нүктесіндегі оқиға.Пригожин моделінде энтропия өндірісі,бөлшектердің тууының пропорционалдық жылдамдығы айтылады.Алғашқыда кеңістік,уақыт,соңында бөлшектер пайда болды.Вакумнен материяның тууы: спонтанды флуктуация –буфурнация  нүктесі –қара миналар-тесік-кеңістік-уақыт-бөлшектер.

 

11. Қазіргі жаратылыстанудағы биология. Биологияның үш “келбеті”. Жанды материяның ұйымдасуындағы деңгейлеререкшеліктері. Өмірдің пайда болуы. Жанды жүйеге термодинамика заңдарын қолдану

 

Біздің ғасырдың екінші жартысында биология өзінің  молекулалық деңгейдегі обьекті мен  құбылыстарын зерделей бастағанда  жаратылыстану ғылымдары табиғаттың жан-жақты көрінісін тұтас зерттей бастады.Жанды және жансыз табиғаттың сырын білуге енген сайын оның тұтастығындағы жалпы мәселелермен қатар дара “спецификалық” сарқылмайтын көптүрлілігі аян болады.Биологиядағы жалпы мен жекелік арасындағы қатынас барынша ерекшелікке қарай бағытталған.Биология өзіндегі күрделілік жағынан химия мен физикадан асып түседі.Онда соңғы екі ғылыммен салыстырғанда кең көлемдегі жалпыламалық көп кездеседі.Биологиняң қазіргі жаратылыстанудағы орны мен маңызын негізінен екі фактор анықтайды.ірінші – биологиядағы үш “келбетін бір-бірінен тарихы дамуы мен мазмұны бойынша өзгеше болғанмен негізгі мақсаттары бірдей;табиғаттағы керемет феномен -өмірді түсінуге тырысуында;Бұл өмір әрине,жанды табиғаттан өзінің атқаратын функциялардың күрделілігімен өзіне ұқсастықты  тудырмауынан және айтып жеткізе алмаушылығынан ерекше.Екінші фактор-өмір туралы біріккен теория жасау жолындағы ізденістің аяқталмайтындығы;.Бұл теория тек биология,химия және физиканың көмегімен құрылатындығы анық және ол барлық жаратылыстанудың біртұтас екендігін айқындайды.Биологяның үш “келбеті”: дәстүрлі немесе сипаттайтын-табиғи биология ;физика-химиялық биология;эволюциялық биология.Дәстүрлі биология (Орта ғасыр ХУІІІ-ХІХ) өте ертеде қалыптасқан.Оның негізгі міндеті табиғаттағы құбылыстарды тыңғылықты байқау,сипаттау мақсаты- табиғаттағы мәліметтерді жіктеу,артық заңдылықтарды анықтау болып саналады.Дәстүрлі биология ғылым болып қалыптасу үшін табиғатты комплексті және жүйелі зерделеу керек.Бүгінгі таңда дәстүрлі биология өзінің маңызын еш жойған жоқ,оған дәлел “Жануарлар өмірі” (1962-1973,не “Өсімдік өмірі” (1974-1982),ал экология биология ғылымы ғана емес барлық жаратылыстанудың тіпті барлық  мемлекетті,яғни барлық адамзаттың алдындағы негізгі мәселе және оны қорғау міндетіміз.Экология (грекше –тұратын орын,үй) органимдердің өзара (биологиялық фактор) және ортамен (абиотикалық фактор) қарым-қатынасы туралы ғылым.Бұл ілім дәстүрлі биология әдістері мен принциптеріне сүйенеді.Биологияға “физика-химиялық биология” деген терминді 1970 жылы Ю.А.Овчинников  енгізді,ол биологияға қазіргі физика мен химиядағы дәл әдістерді  ендірді,яғни жаратылыстанудың интеграциясын қолдаушы,жақтаушы ғалым болатын.Физика-химиялық биология жанды материяның молекулалық және молекуладан жоғары элементар деңгейлерді зерттеуге қажет ғылым саласына жатады.Сонымен,физика-химиялық биология соңғы кезде  дамыған биология ілімінің бір тармағы болып саналады,объекте тірі  табиғатты молекулалық және одан да жоғары деңгейге зерттеуге химия мен физикадағы озық, дәл әдістерді және құрал-жабдықтарды пайдалану болып саналады.Биология үшін концепцияның даму фундаментальді мәнді игерді,жанды табиғат үшін уақытқа байланысты дамуы оның бөлінбейтін қасиеттерін көрнекілейді.Биология концепциясында әртекті бағыттағы білімдер синтезделеді.Нәтижесінде өзінше бір бөлек экологиялық биология ғылымы дамыды.Оның алдына қойған мақсаты мен міндеттері және дәстүрі ,зерттеу әдістері бар жаңа ғылым  тізбегін құрайды.”Ұйымдастыру деңгейі” құрылым деңгейінің “иерархиясы” деген биологиядағы терминдер барлық ғылым-жаратылыстануда кең көлемде қолданылады.Өйткені барлық табиғаттағы жанды және жансыз объектілер жүйелерді түзейді.Яғни элементар бөлшектер (электрондар,протондар ,кварктар) атомдар,молекулалар,субмолекулалық жүйелер (полимерлер) т.б құрылымдық иірім деңгейлері иерархиялық бағынышты болуы керек. Иерархиялық бағыну салдарында төменгі мен жоғары сатылы деңгейлерде арнаулы байланыс болуы қажет.Биология оның қажеттігін мына мысалдан байқауға болады.Биополимерлердің  физика-химиялық қасиеттерін зерттеп,оның құрамы мен құрылымын  дәл анықтауға болады. Ал олардың биологялық мәні мен мақсатын  түсінбей  экспериментатор тірі материяның ұйымдасуындағы бір ғана деңгейді  зерделемейді,оңашаланған,жеке алынған макромолекуланы зерттейді,яғни өмір феноменінің құрылысының физика-химиялық ұйымдасуын жәй зеттемей,оны белгілі бір мақсатпен зерделеу керек.Тірі материядағы реттілік пен ретсіздікті әртүрлі дәрежелі проблемалар натуралистерде ХУІІІ-ХІХ ғасырларда қалыптасқан болатын.Алғашқы ілімдер 1830 ж.клеткалар теориясымен байланысты болатын.Биологиялық құрылымдық деңгейлер концепциясы тарихын жүйелілік және онымен тығыз байланысқан өмір туралы түсініктер дамуы белгілі дәрежеде әсер етті.ХХ ғасырдағы биологиядағы негізгі жетістіктер  қатарына жанды табиғатты молекулалық деңгейде зерттеу болып саналады.Молекула-генетикалық деңгейдегі зерттеулердің негізгі бағыты өмірдің қайдан пайда болатындығына жауап іздестіру.Бұл негізгі проблема екендігі тек биологияға  ғана  тән емес,бүкіл жаратылыстанудағы “Өмір дегеніміз не?” деген сұраққа жауап табу.Өмірдің мәні туралы әлі біріккен және толық мәлімет жоқ.Жердегі өмірдің дамуы туралы үш негізгі теория қалыптасқан:1) Иреационизм-“өмір”ертедегі ас табиғи оқиғаның нәтижесі, 2)папсермия-бір космостық денеден екіншісіне өмірдің тасымалдануы (алғашқы өмірдің қайдан келгендігін түсіндірмейді),  3)Биохимиялық эволюция теориясы.Соңғы теория бойынша “өмір” химия мен физика заңдарына бағынатын  процестердің нәтижесінде пайда болған деп тұжырымдалады.Опарин теориясы бойынша өмір мұхитта пайда болған.Күн сәулесінің радиациясының әсерінен органикалық заттар синтезделіп,”алғашқы бульон”, сонан соң кездейсоқ процестер нәтижесінде өмір пайда болған.Эксперименталь қондырғыларда Жердегі  алғашқы жағдайды модельдейтін тәжірибелерден бірнеше заттар алынды (амин қышқылы,аденин,қарапайым қант және рибоз т.б) Табиғатта 100 түрлі амин қышқылы кездеседі,және олар екі түрлі болады.Кейбір молекулалар-оң симметриялы,ал басқасы сол симметриялы.Кездейсоқ құрылыстарды бір бөлігінде оң,екіншісінде сол ассимметриялы.Тірі организмдегі амин қышқылдарында тек сол ассимметрия болады.Алғашқы клеткалар  табиғи түрде биохимиялық эволюция нәтижесінде пайда болды деу, биогенез концепциясына қарсы келеді.Биологиядағы қабылданған жалпы көзқарас бойынша өмір бұрынырақта  пайда болған өмірдің жалғасы,яғни жансыз материямен жанды клетканың аралығында өтпелі форма жоқ.Жансыз табиғатта реттілігі өте жоғары дәрежедегі құрылымдар баршылық.Кристалл жоғары реттілікпен симметрияға нақты мысал бола алады. Бұл процес қоршаған кеңістікке жылу беру нәтижесінде энтропияның кемуімен түсіндіріледі,яғни энергия төменгі сапаға өтеді.Тірі жандардың молекуласында жоғары дәрежелі реттілікпен қатар  өзінде сапалық химиялық энергияны аккумулирлейді.Тірі жандардың молекуласы спонтанды пайда болмайды,термодинамиканың екінші бастамасына сәйкес сыртпен келісілген үздіксіз күрделі механизм әсерінен туады. Қазір термодинамиканың заңдарын жанды табиғатқа  да қолданады.Тәжірибеден жүйеге берілген және одан шығатын энергиялар мөлшері анықталды.Энергия жоқтан пайда болмайды,жоғалмайды,бір түрден екінші түрге айналады,яғни физикадағы энергияның сақталу заңы тірі жүйелерге де орындалады.Бұл табиғаттағы универсал заң.

 

12. Клеткалар мен организмдер.

 

Биологиядағы көлемді және негізгі тұжырымдарға клеткалар теориясы жатады.Қазіргі кездегі клеткалар теориясы бойынша барлық тірі организмдер-жануарлар,өсімдіктер мен бактериялар-клеткалардан және оның тіршілік өнімдерінен тұрады.Қан арқылы клетка мен сыртқы орта арасында үздіксіз зат алмасу процесі өтеді.Осы алмасудың нәтижесінде клеткалар өздігінен ыдырап және өздігінен қалпына келіп отырады да тіршілігін қамтамасыз етеді.Организмнің жаңадан пайда болған клеткамен алғашқы клетканың химиялық құрамдары ұқсас болып келеді.Биологиядағы аумақты тұжырымдарға органикалық әлемнің эволюциялық концепциясын жатқызуға болады.Қазіргі кезге дейін сақталған барлық өсімдіктер мен жан-жануарлар түрлері дәл осы күйде пайда болмаған.Олар өмір сүрген қарапайым организмдердің біртіндеп өзгеріп дамуынан қалыптасқан ХІУ ғасырдың екінші жартысында барлық клеткалардың клеткадан,ал көп клеткалы организмнің ұрықтанған аналық жыныс клеткасынан дамитындығы анықталды.Клеткалардың ашылуы барлық тіршілік иелерінің-өсімдіктер,жануарлар және адам құрылысының біртұтас екендігін көрсетуге мүмкіндік береді.Әртүрлі тіршілік иелерінің-өсімдік,жануарлар организмдерінің дамуы ұрықтанған жұмыртқа клеткаларынан  басталатындығы анықталды.Организм өзінің өн бойындағы дамуы барысында ертедегі тектеріміздің даму сатылардан өтетіндігі белгілі.Мысалға,адамда толық организмнің пайда болуы тек қана жыныс клеткасының жәрдемімен жүзеге асады.Ары қарай даму сатысында балық эмбрионына-амфибия эмбрионына –рептилий эмбрионына т.с сперматозоид (аталық жыныс клеткасы) қосылу нәтижесінде пайда болатындығы анықталған соң,бір түйір протоплазма ұрпаққа қалай ата-анадағы қасиеттерді бере алады деген проблема пайда болды.1889 жылы неміс ғалымы Вейсман “Ұрықтың плазмасының үздіксіздігі” теориясын дамытты.Ол барлық клеткаларды екі топқа: жыныс (немесе ұрық) және дене (немесе тән) клеткаларына бөлді.Денені құрайтын тән клеткаларының ішінде ұрықты сақтайтын “құндақ” болады деп ұйғарды.Қоршаған орта тек тән  клеткасын өзгертеді,ал ұрыққа-ешқандай әсер етпейді деп тұжырымдады,яғни ұрық клеткасы өзгермейді екен.Жыныс клеткасы жұмыртқа немесе сперматозоид тұтас организмдегі тұқым қуалаушылық тенденциясын қалай қалыптастырады деген сұраққа Вейсман былай деп жауап береді: “Жыныстық клеткалар (ұрық) тән клеткаларынан (соматикалық) тарамайды,ата-ананың жыныстық клеткаларынан таралады.Ұрықтанған жұмыртқаның алғашқы рет бөлінуінен клетканың бір сызығы (тұқымдық плазма) тән (соматикалық клетка) клеткасынан дифференциалданады.Ұрық немесе эмбрион (клетканың ұрықтық кезеңі) соматикалық плазма емн сыртқы орта әсер ете алмайды. Бұл кезде хромосом мен гендер мәлім емес еді.Вейсан ұйғарымы бойынша тұқым қуалаушылық дискретті молекулалық комплектердің бір ұрпақтан екіншіге берілуінен болады,яғни ғалым тұқым қуалаушылықты мойындайды.Чех ғалымы Грегор Мендель тұқым қуалаушылықтың  негізгі заңдарын тағайындады.Мендельдіңі бірінші заңы-бірінші ұрпақтың біркелкілік заңы деп аталады.Гендер (тұқым қуалаушылықтың бірлік бөлігі) жеке жұп болады және жыныс клеткаларын түзейді.Бір жұптық екі гендерді ажыратып,әртүрлі гаметтерге өтеді.Әр жыныс клеткасында бір-бірден аталық және аналық гендер болады. Гендер жұбын-аллепоморфты немесе алгель гендер, ал гендер жиынтығы-генотип деп атайды.Мендельдің екінші заңы –ыдырау процесіне  негізделген.Бұл заңда тұқым қуалаушылықтың дискреттілігін, әр бөлшектен алынатындығын және генотиптік организмдегі белгілі қасиеттерді сипаттайтындығы тұжырымдалды.Ғалымның үшінші заңы-белгілердің тәуелсіз тұқым қуалауы қуаттайды.Бір геннің өзі бірнеше белгіге әсер ете алады,ал кейде белгіні  бірнеше гендер бірігіп анықтайды.Кей жағдайда бір ген екі не бірнеше белгілердің дамуына әсер етеді.Мұны геннің жан-жақты әсері деп атайды.Сонымен қатар,екінші буында ана мен атадан өзгеше жаңа гендер де пайда болады.У.Сэттон (1902) мен Т.Морган (1911) тұқым қуалаушылықтың хромосомдық теориясының негізін қалады. Ғалымдар хромосомдардың бойында гендердің орналасуын зерттеді,яғни қазіргі кездегі тұқым қуалаушылықтың концепциясын қалыптастырды. Тірі организмдердің ерекше қасиеттеріне оларды үнемі зат алмасу-метаболизм мен көптеген химиялық реакциялардың жүріп жататындығын жатқызуға болады.Барлық тірі организмде зат алмасу процесі клеткалардан синтезделетін арнаулы органикалық катализаторлар ферменттердің  көмегімен орындалады.Ферменттер  макромолекулалық  белоктық затқа жатады,оның әрқайсысы белгілі бір реакция жүріп жатқан зат ферментпен қосылып белгілі бір комплекс түзейді,яғни тірі организмде жүретін химиялық реакциялардың жылдамдығы мен ерекшелігін реттеп отырады.Әр түрлі тірі  организмдерде (жануар,өсімдік,бактерия,т.б) зат алмасу реакциясы бір – біріне өте ұқсас болатындығы анықталды.Өмір сүру үшін  организмдерге энергия керек екені бәрімізге мәлім,ал ең қажет энергия көзіне-күн сәулесін жатқызуға болады.Өсімдіктердегі фотосинтезден бөлінетін энергия метоболизм процесінің әсерінен ары қарай өсімдіктің пайда болуына қажет болады.Бұл энергияның бір бөлігі шөппен қоректенетін жануарлар,одан әрі біз де пайдаланамыз.Зат алмасу процесінің нәтижесінде клетканың ішкі ортасының тұрақтылығы сақталынды.Сыртқы ортадағы жағдай өзгерсе,тірі организм оған қатысып,ішкі ортаның тұрақтылығын сақтауға тырысады.Бұл тенденцияны гомеостаза деп атайды.Жоғары дәрежелі организмдерде эволюциялық процесс нәтижесінде гомеостатикалық реттелу пайда болады.Жалпы биологиялық қорытынды бойынша,”бір ген-бір фермент бір ғана реакция” делінетін негізгі қағида орындалады.Бұл тұжырым бойынша организмнің тіршілігінде және даму кезеңдерінде әр биохимиялық реакцияны ерекше фермент іске асырады.Оның өзін ген бірлігі бақылап отырады.Геннің өзгерісі (мутация) ферментті өзгеріске келтіреді,яғни биохимиялық реакция жеткілікті дәрежеде жүрмегендіктен тірі организмнің дамуында өзгерістер байқалады.Әр ген ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) молекуласымен сипатталады.Және төрт түрлі типтер-нуклеидтерден тұрады.Әр нуклейдтің негізін азот,бескөміртекті қант (пентоза) және фосфор қышқылы түзейді.Тұқым қуалаушылық информация  бір ұрпақтан екіншіге код арқылы  беріледі,кодтың өзі типті нуклеотидтік сызықтық тізбегінде түзеледі.Генетикалық код үш нуклеотидтен тұрады.Кадон құраушылары амон қышқылын анықтайды.ДНК молекуласындағы кодондар тізбегі белоктағы амин қышқылының тізбегін анықтайды.Клетканың ыдырауы кезінде геннің өздігінен қалыптасуы (редупликациясы) пайда болады,яғни клеткалық ұрпақта конд талданып, нәтижеде генетикалық информациялар арнаулы ферменттер мен белоктардың синтезделуінде қолданылады. Қалыпты қоректену үшін тұздар,белоктар,май және көміртегімен қатар витаминдер де қажет.Көптеген тірі организмдер өздері витаминдерді синтездей алады.Бұл процестер жүрмейді организмдер витаминді тамақтану арқылы қабылдайды.Жалпы витаминдер арнаулы биохимиялық реакциялар жүру үшін өте қажет.Тіршіліктің негізі клеткада,әр клетка ядродан және оны қоршаған плазматикалық мембранадан құралады.Өсімдіктер мен жан-жануарлардың эволюциясында әр клетканың өсімдік орны және “еңбекті бөлу” тенденциясы қалыптасқан клеткалар әртүрлі болады,оның әрқайсысына арнаулы функциялар жүктелген.Осының әсерінен клеткалар мәнді  қызмет атқарады,дененің әр мүшесінің бір-бірімен байланыстылығын арттырады.Бір клеткалы жануарлар мен өсімдіктер тканьдар мен органдарға бөлінбейді,барлық тіршілік процесін,қызметін бір ғана клетка атқарады.Күрделі организмдерде тіршілік функциясын атқаратын арнаулы жүйелер дамиды.Тірі клеткалардағы негізгі атрибутына энергияны бір түрден екінші түрге алмастыра алатын мәнді және күрделі жүйелердің қызметтерін жатқызуға болады. Клетканың химиялық қызметтері,өсуін,қозуын,қозғалысын,қалыптасуын және жаңадан түзілуін зат алмасу немесе метаболизм деп атайды.Жануарлардың,өсімдіктердің және бактериялардың клеткаларындағы  метаболикалық функциялар өте ұқсас болады,барлық клеткалардағы глюкоза мен оған ұқсас заттар ыдырайды.Бірнеше ұзақ этаптардан өте келе клеткаларды энергиямен  қамтамасыз етеді.Бұл энергиялар организмдердегі процестердің қалыпты жүруін қамтамасыз етеді.Тіршілік әлемінің көптеген өсімдіктер мен жан-жануарлардан тұратынын білеміз.Осы мақсаттарды шешу үшін өсімдіктер мен жан-жануарларда неше түрлі факторлар пайда болып,оларда сыртқы ортадағы физикалық жағдайларға  бейімделумен қатар,белгілі бір шекарадағы ыстықтың,суықтың ылғалдылықтың температураның, ауырлық күшінің  өзгерісіне төзімділік қалыптасады.Тірі организмдер мен оларды қоршаған физикалық және биологиялық жағдайлар арасындағы  өзара әсерді экология ғылымы зеттейді.Тірі организмдер бір-бірімен екі түрлі эволюциялық процестермен экологияда биосфераның орнықтылығы мен оның қалыпты ұйымдасуына биологияның  түрлерді әсері өте аумақты.Шексіз мол тіршілік  формаларын зерттеп,сипаттау үшін оларға классификациялық талдау жасау қажет.Классификациялық бірліктерге:түрі,топтық тегі,жанұясы,реті немесе отряды,сынып немесе тип жатады.Негізгі сипаттамаға типтік бірлікті жатқызуға болады.Мысалы,адам- chordataлық тұлға;типшесі-Vertebrata;сынып-Mammalici; сыныпшасы-Eutherin;отряды-  Primates;жанұясы- Hominidal;тегі-   Homo;түрі-  Sapiehs.

 

13. Адам.Организм және жеке тұлға.

 

Тірі организм-органикалық дүниеде сыртқы ортамен тығыз байланыста  өз бетінше тіршілік ететін,ашық физика-химиялық жүйені құрайды.Оны анатомия-физиологиялық тілмен сипаттасақ,ол бірнеше жүйелерден түзеліп,белгілі бір тіршілік қызметін атқаратын,органикалық әлемнің  бүтін бір бөлшегі болады.Организмнің тіршілік қызметіне: өсу,даму,тағам табу,қорғану және нәсіл қалдыру міндеттері жатады.Бір клеткалы  жануарлар мен  өсімдіктерде барлық тіршілік функциясын бір-ақ клетка атқарады.Өте күрделі организмдерде функциялардың дифференциалдануынан тіршілікке қажет арнаулы жүйелер дамыды.Әрқайсыфсының өзіндік жеке функциялары бар,саналы адамзат баласында он бір органдық жүйе бар:

1.       Қан айналым жүйесі-заттарды ішкі организмге тасымалдайды;

2.       Тыныс,дем алу және оны шығару жүйесі-қанды оттегімен қамтамасыз етіп,одан көмірқышқыл газын шығарады;

3.       Ас қорыту жүйесі –асты қорытып,өңдеп және түрлі физика-химиялық өзгерістерге ұштастырып,қанға сіңіреді.

4.       Шығару жүйесі – зат алмастырудың соңғы тізбегі,денеге сіңбеген заттарды организмнен шығарады;Организмдегі су мен тұздың тепе-теңдігін сақтап отырады;

5.       Жамылғы жүйесі,тері-дененің сыртқы жамылғысы болғандықтан органдарды механикалық зақымданудан қорғайды,әртүрлі микроорганизмдердің денеге енуінен сақтайды.

6.       Қаңқа жүйесі-организмдерді кеңістікте қозғалтады,дененің тұтас күйін сақтайды.

7.       Бұлшықтық жүйе –қаңқамен бірігіп қозғалыс тудырады;

8.       нерв жүйесі – дененің барлық бөлігіндегі органдарға импулбс өткізіп,олардың қарым-қатынасын реттеп отырады;

9.       Сезім жүйесі- сыртқы және ішкі ортадағы өзгерістерді орталық нерв жүйесіне хабарлайды,яғни түрлі тітіркенулерді қабылдайды;

10.   Эндокриндік жүйе- организм функциясында қосымша координаторлар;

11.   Көбею органдары-организмнің даму барысында түрін сақтайды.

Нерв пен эндокриндік басқару жүйелерінің мақсаты денені қалыпты жағдайда ұстап тұру үшін қажет.Нерв жүйесі өте тез әсер етеді, органдардың қарым-қатынасын реттеп,сыртқы ортадағы барлық өзгерістерді қабылдап,оны анықтайтын қасиетке ие.Организмнің қызметін күшейтіп,немесе тежеп отырады.Барлық хабар нерв клеткалары –рецепторлар арқылы қабылданады,ол ары қарай нейтрондарда  талданады.нерв жүйесіндегі құрылыстық және негізгі қызметтерді нейрон атқарады,тез қозады және қозуды тежеп отыратын нерв клеткаларына жатады.Хабар ары қарай эфференттік клеткаларға беріліп,жауап-хабар ретінде тиісті органдарға жеткізіледі. Нерв жүйесі  орталық және шеткі (перифериялық) жүйелерге бөлінеді.Орталық нерв жүйесіне ми мен жұлын нейрондар мен шеткі бөлікке өсінділерін тарататын клеткалардан тұрады.Басқа бөліктер шеткі нерв жүйесін түзейді,олардың құрамына ми,нерв тканьдерінің желі тәрізді талшықтары-аскон шоқтары мен ганглий (нерв түйіндері) жатады.Шеткі нерв жүйесінің өзі сомитикалық пен вегетативтік деп бөлінеді.Соматикалық бөлік қаңқалық бұлшықтар жұмысын реттейді,бездерді және жалпы денені басқарады.Вегетативтік нерв жүйесі бұлшық еттерді,тері бездерін және қан тамырларын нервтендіреді.Эндокриндік жүйе диффузиялық сипаттағы баяу әсер етеді,негізінен қан айналым жүйесі бойымен химиялық сигналдарды өткізеді.Эндокриндік бездерден гормондар бөлініп,оларды организмнің барлық бөліктеріне таралады.Гормондар зат алмасуға,өсуге,дамуға әсер етеді.Сезім органдары ішкі және сыртқы ортаның өзгерісі организмнің орталық нерв жүйесіне хабарлайды.Ішкі секреция бездері арқылы мидағы тіршілік аймақтары-гипоталамуспен байланысады.Гипоталамус таламустан төменірек орналасады,өзіне келген қозуды ми қыртысына өткізеді және анықтап талдайды.Оның нәтижесінде  түйсік пайда болады.Гипоталамус 32 жұп ядродан түзіледі,талшықтары таламуспен,лимбиялық жүйемен және ретикулярлы формациямен жалғасып жатады.Ол гипофизбен қосылып,гипо-таламо гипофизарлы жүйе түзейді.Гипоталамус ядролары организмнің комплексті күрделі қызметтерін,яғни мінез-құлықтың қалыпты жағдайда болуын қамтамасыз етеді.Мысалы ,қорғану әрекетіне вегетативті нерв жүйесі мен эндокринді бездердің қызметтерін реттеуге,ми қыртысының басшылығына қатысады.нерв пен эндокриндік жүйелер жеке және біріге отырып,организмнің тіршілігін реттейді.ми жұлынының жалғасы –үлкен ми сыңары бірнеше бөліктерден тұрады: сопақ ми,воралий көпірі,мишық,орта ми,таламус және мидың үлкен жарты шары.Мидың үлкен жарты шары ең үлкен бөлікке жатады,оның негізін ми қыртысы құрайды.Ми қыртысы өмірге бейімделуді,жүруді,сана-сезімді басқарады.

Үлкен  жарты шарда 10 мслн.нейрондар шоғырланған,олар нерв жүйесін түзейді.мидың үлкен жарты шарында сұр және ақ түсті зат болады,сұр түсті зат беткі бөлікке орналасқан ми қыртысын түзеді. Қазірге дейін психологиялық құбылыстарға (ойлау, сана-сезім,ес,үрейлену,т.б)физиологиялық тұрғыдан толық жауап берілмеген.Психологиялық және физиологиялық процестер бір-бірімен тығыз байланысты,нерв импульстарын нейрондық арнамен миға тарататын күрделі физиологиялық процесс жүреді деуге болады.Көңіл-күй және толқу “эмоция-ренжу,мақтану,қайғыру,қозу) құбылыстары және жеке тұлғаның өзі тұтасымен ми қыртысының активті қызметіне байланысты болатындығы анық.Ғылымда адам өзіне биологиялық пен социологиялық компоненттерді біріктірген биосоциаль  тұлға деп қарастырылады.Адам өзінің даму кезеңдерінде биологиялықпен қатар элементтік заңдылықтарды мойындайтын тұлға.Қәзіргі ғылыми көзқарас бойынша адамның биологиялық тіршілігін оның тумалық (адамның меншікті ) маңызынан анық ажыратуғы болады.Соцбиологиялық адам мен спецификалық адам арасындағы шекараны анықтаумен айналысады.Бұл жаңа ғылым жаратылыстану мен гуманитарлық ғылым салаларының тоғысуынан дамуда.Адам баласының жануарлардан өзгешелігі,оның ойлай,сөйлей және еңбек ете алатындығында, табиғатқа бейімделе отырып тіршілік етеді.Жануарлар мен адамның социальдық тәртіптерінде ұқсастық бар, ол адамның генетикалық детерменизациялану механизмінен туындаған.Соцбиология адамды биологиялық пен социальды бөліктен құралған тұлға ретінде қарастырады.Адамға қатысты негізгі идея быфлай қолданылады.”Саналы адам генетикалық әртүрлі тәртіпті қарапайым биологиялық түр.адамда,басқа да тіршілік түрлері сияқты оның жеке биологиялық табиғатынан тыс мақсат жоқ”.Адамда туа біткен бір-біріне көмектесу және қарым-қатынас жасау сияқты қабілеттілік бар.Бұл тұрғыдан моральдік принциптер бойынша –оның  соцбиологиялық,ал тіршілік процесінде  өзін-өзі тәрбиелеуі жағынан-социомәдениетті тұлға екендігін көрсетеді.Цивилизациялық даму генетикалық деңгейге алмаса ала ма ?-деген сұрақбүгіндегі негізгі проблемаға айналуда,яғни соғыс,ата-анамен балалар арасындағы ұрыс-керіс (конфликт),өзінің дегенін істеуге тырысу,т.б.Ой соцбиологиялық тұрғыдан генетикалық әсерден еркін,ал интеллектің геннің мүмкіншілігі мен өмір сүре алу үшін құрылған.Адам мен жануарлардың мінез-құлықтарында толық ұқсастық болуы мүмкін емес жағдай, адам тек биологиялық тұлға ғана емсе,жоғары дәрежедегі интелектілік адамға мәдениетті түрде дамуды қалыптастырды,адамда сөйлеу қабілеттілігі бар,ойлай алады,ұрпақтан-ұрпаққа мол білімді-ілімді жеткізеді.Басқа жанды объектілерге қарағанда тарихи даму кезеңінде адам 100  еседей тез дамыды.Естілік пен инстинкті  (латынның ояну,пайда болу) салыстыра келе интеллектің болуы адамды абсолют түр деп қарастыруға болмайтындығын мойындады.

 

14. Биосфера және цивилизация

 

Біздің дүниемізде  тіршілік ететін барлық организмдер мен минералдық элементтер қауымдастығы биосфера деп атайды.Бұлардың барлығы жер бетінде біркелкі таралмаған және табиғаттағы жағдайға тәуелді,бір-бірімен жеткілікті дәрежеде байланыспаған комплектілерді биогеоценоздер (экожүйелер) құрайды.Биогеоценоздың тірі бөлігі биоценоз деп атайды,ол көптеген түрлі организмдерден тұрады.Зерттеулер нәтижесінен көптеген жануарлар мен өсімдіктер эволюциясы өте күрделі процестер өткендіктен және кәзіргі кезге дейін жеткендердің өмір сүрген ортаға бейімделіп іріктелгенін байқауға болады.Жер бетіндегі физикалық факторәсерімен және потенциалдық мүмкіншіліктердің кемдігінен кейбір организм түрлері онша таралмады.Жер бетінің түрлі аймақтарында өмір сүріп жатқан тірі организмдер мен өсімдіктердің арасында сан қырлы байланыс бар.Экологтар белгілі бір аймақтарда өмір сүретін организмдерді биотикалық қауымдастықтар деп атайды.Олардың құрамында кішігірім топтар-популяциялар енеді және оның мүшелері бір-бірімен тығыз байланыста болады.Жерге берілетін күн энергиясының жарты бөлігі жылуға айналып,космос кеңістігіне тарап жатады, 20%  мұхиттар,теңіздер мен өзендердегі суларды буландырып бұлтқа айналады,ал 0,02 %  -биосфера пайдаланады.Бұл энергия шамасын өсімдіктердің хлорофильдік молекулалары жұтып,фотосинтездік процестің нәтижесінде түрленіп,қантқа немесе соған ұқсас заттарға айналады.Биосфераны қалыпты жағдайда сақтау үшін бұл процестердің маңызы өте зор.Жануарлар өсімдіктермен,ал жыртқыштар жануарлармен қоректену арқылы биосфера энергиясын өздерінің тіршіліктеріне пайдаланады.Барлық тіршілік иелерімен биотикалық органикалық заттардағы шыр айналу процесі биосфераның негізін құрайды.Жеке организмдер биотикалық айналуда тек  бір бөлікті құрайды.Тіршілік иелері фотосинтез және ыдырау процестерінде өздерінен басқа организмдерге қажетті затпен алмасып үздіксіз өмірді жалғастырып отырады.Бұл шыр айналуда микроорганизмдерге көп міндеттер жүктеледі.Өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтарын минерал тұздарға немесе қарапайым органикалық қосылыстарға айналады.Тамақ құрамындағы  бастапқы энергия түрі организмдердің қатынасуымен қоректену тізбегін түзейді.Оның әр бөлігінде энергия азаятындықтан звенолар саны 4-5 –тен аспайды.Экожүйедегі жарық ағыны,яғни күн сәулесі фотосинтез нәтижесінде және организмдер көмегімен шөппен қоректенетін жануарлардың тканьдары арқылы (бірінші консументтерден) басқа организмдерге (екінші консументтерге) беріледі.Бұлар экожүйенің белгілі бір деңгейіндегі саны мен жалпы массасын (биомассасын( сипаттайды.Келесі деңгейде (берілу кезінде энергия мөлшері кемитіндіктен) биомасса мөлшері біршама азаяды.Тізбектің бастапқы звеносында фотосинтез процесі жүретіндіктен күн энергиясы химиялық энергияға түрленеді және оның шамасы 0,02 % аспайды.Дегенмен, келесі тізбек бөлігінде энергия мөлшері 5-20 % көбейеді және тізбектің соңғы бөлігіндегі энергияны адам қабылдайды.Жалпы қоректену тізбегі пирамидаға ұқсас,оның негізін микроорганизмдер түзейді.Одан жоғарырақ бір клеткалы организмдер,ал одан биігіректе түрлі тірі организмдер орналасады.биологиядағы негізгі проблемаларға организмдердің өзара байланыстары мен олардың өздігінен қалыптасуларын жатқызуға болады.Биологиялық өзара қарым-қатынастар құрылымы былай сипатталады:бәсеке,қатар өмір сүру,жыртқыштық,т.б. Күрделі жүйелердегі процестерді зерттеулерге АЭМ-ді қолдану экология мен биосфера ғылымдарын қарқынды дамытты.Көптеген факторлар ескерілмейтін қарапайым модельдерді пайдаланып аумақты мәліметтер алыпды.Биосферадағы химиялық тепе-теңдік көбіне биотикалық шыр (дөңгелектік) айналуға тәуелді.МҰндағы көптеген циклдер жеткілікті дәрежеде анықталмағанның өзінде биожүйенің реттілік пен хаостың шегінде тұрғаны бәрімізге белгілі.Жүйеге аз ғана әсер берілсе,тепе-теңдіктен шығып-кетуі мүмкін.Адамзаттың табиғатқа қарсы антропогендік әсерден кейбір процестер тез жүріп,келеңсіз оқиғалар,яғни аштық,өздігінен улану және тұқым қуалаушылықтың биологиялық негізі бұзылуы мүмкін.биосферадағы өзгерістер және қоршаған ортаның тірі организмдерге тигізетін әсерін экология ғылымы зерттейді.Ол барлық жаратылыстану біріге отырып дамуда,яғни физика,химия, биология,техника және қоғам тану ғылымдарының түйіскен тұсынан нәр алуда.Биосферадағы күрделі жағдайларды дұрыс  бағалау үшін бір мезгілде  бірнеше факторларды ескеру керек,сондықтан да,экология ғылымына көптеген мәселелерді шешу қажет болады.Ұлы ғалым В.И.Вернадский “адамзаттың стихиялы даму кезеңі аяқталды,жүйелі түрде даму кезекте тұр.егерде адамдар бұрынғыша табиғатты жеңуге немесе оны талқандауға ұмтылса апаттың болуы сөзсіз”,-деген еді.Ғалымның ұстазы,белгілі натуралист,жер қойнауының генетикасы және жаратылыстану тарихындағы процестерді зеттеуші В.В Докучаев (1846-1903)   “табиғаттаға денелерді” жүйелі түрде зерделеу керек деп ескерткен болатын.ХІХ ғасырдың 90 жылдарында В.И.Вернадский жер қойнауындағы энергия мен заттардың шыр айналу процестерінде “тірі денелердің” атқаратын ролі өте маңызды деді.Ғалым 1926 жылы биосфераны геосферадан бөлектеп қарап,ондағы тірі организмдердің массасы тау жыныстарының  массасынан,ал зат алмасуда фотосинтезден және ыдыраудан бөлінетін энергия мөлшері “жанама заттар” энергиясынан едеуір артық екендігін анықтады. Сондықтан,биосферадағы геохимиялық процестердің саны мен сапасы ондағы тірі компоненттерге тығыз байланысты болады.Олай болса,біздің “Жер-анамыз”-жанды планета,ал геохимия дегеніміз-биогеохимия.Көп уақытқа дейін мұхиттар,теңіздер, көлдер,ормандар, тау-тастар және атмосфера тірі әлемге әсер етпейді,олар бір –бірімен еш байланыспаған жүйелер деп есептеліп келді.Олардағы аралық байланыстың айқындығын  қарапайым бақылаудан-ақ көрініп тұрғандықтан жоғарыда айтылған ойды дамытудың қажеті жоқ.Біздің әлемдегі барлық түрлі ансамбльдерді біртұтас өзара тығыз байланыстағы объектілер деп қарау керек.Осы тұрғыдан қарап В.И.Вернадский биосфераны үш бөлікке бөлді: атмосфераның ең жоғарғы қабаты,гидросфера және атмосфера.Зерттеулер жүргізетін аспектілерді энергетикалық,биохимиялық, информатикалық және эволюциялық  деп ажыратты.Орнықсыз жүйе қалыптасып және оны ретті күйде ұстау үшін белгілі бір жағдай қажет болады. Бұл жүйе ашық болуы керек және сырттан оны затпен, энергиямен толықтырып отыру керек болады.Ол үшін жүйеден тыс энергия мен зат қорының көзі қажет және планетадағы қалдықтарды жою,немесе оны қайта өндіру қажет.В.И.Вернадский “Тіршілікті планета көлемінде ұйымдастыру” үшін биологиялық айналымды негізгі “ұйым” деп қарап, “өмір” тек жеке организмдерге тән емес,алма-кезек байланыстағы барлық организмдер мен объектілерге де қатысты екендігін ұмытпауымыз керек деген болатын.

Адамзаттың стационарлық күйі,яғни тұйықталған экологиялық “үй” жоқ біздер үшін “үй” –жер планетасы ғана.Экология ілімінде тек гармоникалық жағдайлар қарастырылмайды.Көптеген экологиялық модельдерде ғалымдар адамның активті іс-әрекеттерінен табиғаттың баяу пассивті өзгерісі сипатталады.Бұдан біздің істеріміз табиғатқа қарсы бағытталған деген ой түйіндейді,яғни ары қарай даму тоқталады деген сөз.Бұлай ойлау,әрине дұрыс емес,табиғат өздігінен қалыптасатын жүйе,адамның әсеріне қарсы жауап бере алады.Табиғатты пассивті элемент деп қарастыру дұрыс емес және осы тұрғыдан заңдылықтарды пайдалануға болмайды.Атмосфера мен мұхиттардың арасындағы циркулярлық теңгеруді бұзатын негізгі сеьептерге адамзаттың іс-әрекеттерін жатқызуға болады.Осыдан барып хаос пен реттіліктің шегінде пайда болған орнықсыз тепе-тең жүйені теңгеру

Орындалмау мүмкін.ұрпақтарымыздың болашағын ойласақ және өркениетті мемлекет боламыз десек экологиялық мәселелерге көп көңіл бөлуіміз керек.

 

15. Информациялық цивилизация негізі.

 

ХІХ ғасырды-өркениетті мемлекеттердің информациялық қоғамға өту кезеңі деуге болады. Информациялық цивилизацияға информатика,технология және ғылыми-техникалық революцияны жатқызуға болады.Информация латынның “informatico” деген сөзінен шыққан “баяндау”,”түсіндіру” немесе “жеткізу” деген мағына береді.Информация кез-келген басқару жүйесінде, тірі табиғатта,техникада және қоғамда шешуші роль атқарады.Табиғатты зерттеп түсінуде информация жаратылыстанудағы негізгі фундаменталь заңдарға,оның ішінде статискаға сүйенеді.Информация –сыртқы факторлар мен бастапқы жағдайларға байланысқан микрокүйлер жүйесінің санын  жіктеуші  ролін атқарады.Сонымен,информация санын “информация тасымалдаушының” энтропиясының кемуімен бағалауға болады.Энтропия шамасының өзгерісі құрылымында реттілікке келтіріледі.Мысалы,техника информация диск немесе пленкада ферромагниттік ұяшықтардың магниттік домендердің түрліше бағдарлауымен шарт таңбаланады.Ғылымда информацияға сандық сипаттама берілмеген ,оны информацияны тасымалдаушының энтропиясының кемуімен бағалауға болады,ал бұл кей кезде ыңғайсыз.Информацияны шарттаушы реттелген құрылымдарды дискретті сандар тізбегімен анықтайды,оның бірлігіне бит (екі разрядты 0 немесе 1 сандарын қабылдайды) алынған.сегіз биттер тізбегі-байт деп аталады,килобайттан (Кбайттан)-1024 (2¹⁰) байт,  мегабайтта (Мбайт)-1024 (10¹⁰)Кбайт болады. ИР Информацияда энтропиямен салыстырған құндылық қасиет басым болады.Технология –адамдардың табиғатты түрлендіріп,өзіне қолайлы жағдай жасаудағы материалдық әдіс болып саналады.Жаратылыстанудағы жетістіктерді практикада қолданудың нәтижесі ғылыми-техникалық төңкеріс қолданып келгентехнологиялық процестерді жетілдіріп және үнемі жаңа технологияны  іздестіруге бағытталады.Оны мына жолдармен іске асыруға болады:

1.                  Бірлік өнімге қажетті қор мен энергия мөлшерін үнемдеу.Мысалы,жаңа авиация двигательдері аз жанармаймен жұмыс істейді.( 1000 км қашықтықпен есептеледі),ал жаңа модельді телевизорлар энергияны аз жұмсайды,жеңіл болып келеді.

2.                  Бірлік өнімді шығаруға қажет жұмыс сағаты азаяды,оны екі түрлі жолмен орындаса болады: Техникалық процестердегі физика-химиялық негіздерді жетілдіру,өндірістің барлық саласын автоматизациялау,яғни (микроэлектроника) кеңінен пайдалану.

3.                  Өнім санын көбейту.

4.                  Жұмыс жағдайын жақсарту,экологияны сақтау,ортаға зиянды заттарды шығармау.

5.                  Жаңа,пайдалы қасиеттері бар сапалы өнімдер шығару.

Бұл өзгерістердің барлығы күрделі түрде жүреді,информациялық технологияны дамытады.Жаңа технологияны практикаға ендіру үшін көптеген жоғары дәрежелі талаптарды орындау керек,қызметкерлер мен жұмысшылардың интеллекті артуы керек.Экономикалық тұрғыдан есептегенде тәуекелге бару қажет болады.Бұл өте күрделі мәселе,жаңа технологиялық процеске қанша мөлшерде өнім жұмсалатындығы,қанша энергия кететіндігі және тексеру циклдарын өткізуге қанша қаражат керек екендігі белгісіздеу болады.жалпы,тәуекелге тек мемлекет қана бара алады.Ғылымды қаржыландыруға мемлекеттің ғана шамасы келеді.Тәуекелге бару экономиканың дамуындағы негізгі бағытты және қоғамның тұрақтылығын сипаттайды,яғни ең соңында өзін-өзі ақтайды.Өндірістік технология дамыған сайын өнеркәсіптік секторларда жұмыс істейтін халықтың саны кемиді,оның орнына ғылым,білім,денсаулық,мәдениет,т.б салаларындағы қызметкерлердің саны арта түседі.Фундаменталь ілімдердің маңызы өсіп,әр жұмысшы мен қызметкерлер еңбекті информациялық жолмен өңдеуді үйренеді.Мұндай қоғам информацияланған қоғам деп аталады.Информациялық қоғамға өтерде информациялық технологияның маңызы артып,күрделене түседі,өндірістік технология  жетімденіп,оның құны кеми береді.Жаңа ғасыр  басындағы цивилизациялық дамуға әсер ететін негізгі өндірістік бағыттарды қарастырайық: Микроэлектроника-өте кішкене элементтер  (өлшемдері-0,3-0,5 мкм), интегралдық (топтық) технология бойынша құрастырылғын құрал-жабдықтар жасау бағытына жатады. Микроэлектрондық  қондырғыларға микропроцессорлар,есте сақтау қондырғылары,интерфреистер,т.б жатады.Бұлардың негізінде компьютерлер,автоматизациялау және басқару жүйелері,бақылау-өлшеу құралдары,денсаулыққа қажет аспаптар,байланыс және хабар беру жүйелері,т.б. жатады.Микроэлектроника қатты денелер,оның ішінде жартылай өткізгіштердегі физикалық эффектілерге сүйенеді.Жартылай өткізгіштерге электрондық (донорлық)- n типті және кемтіктік (акцепторлық) – р  типті өткізгіштер болады.Электрондық және кемтіктік  шекарада электронды-кемтікті (р - n өту) – бөгет пайда болып,ток тек бір бағытта жүреді.Бір-біріне жақын орналасқан екі жартылай өткізгіштік түйісте (n –р- n) немесе (р- n -р) –транзистор деп аталады. Микроэлектроника – интегралдық схемадан тұрады және монокристалдық негізге бекітілген бір типті элементтер матрицасынан құралады.Мысалы, кез-келген күрделі ойлау операциясын орындайтын транзисторларды алуға болады.Қазіргі интегралдық схемаларда бір кристалды 10⁷ элемент орналасады.Интегралдық схемаға негізделіп жасалынған электронды – есептеу машиналары адамның интеллектуалдық мүмкіндігін арттырады.Тез әсер ету,қате болдырмау және экстермальді жағдайда адамның орнын алмастыра алатын қабілеттері бар.Жаратылыстану  ғылымдарындағы күрделі есептерді шешетін,техникалық объектілерді басқаратын және әлеуметтік-саяси аумақтарында пайдалануға болатын күрделі интегралды жүйелер жасалынған.Микроэлектрондық жүйелер адам сөздерін синтездеп,оны анализдеу (қабылдау), шет тіліндегі материалдарды аудару,бейнені кескіндеуде көп пайдаланылады.Микроэлектрониканың даму дәрежесі қолданбалы зерттеулерді  және жасанды интеллектік жүйені практикада пайдалану жолдарын жасап берді.Болжам бойынша, микроэлектрониканың бір тармағы тірі клеткалардағы процестерді көшіруге бағытталуы тиіс.Оған қазірдің өзінде “Молекулалық электроника” немесе “Биоэлектроника” деген атақ берілді.Лазерлік техника-лазер (оптикалық кванттық генератор)  атомдардың немесе иондардың еріксіз немесе тәуелді (индукцияланған) жарық шығаруға негізделген.Лазер (LASER ) жарықты еріксіз сәулемен күшейту деген сөздердің бірінші әріптерінен құралған сөзді береді.Еріксіз сәулеленуде – пайда болатын жарық толқынының жиілігі,фазасы және поляризациялануы атомға түсетін толқын жиілігіне сәйкес келеді,яғни когорентті болады.Бұл кәдімгі сәулеленудей өздігінен емес, сыртқы әсердің (электромагнитік толқындардың) ықпалынан пайда болады. Активті орта (атомдар мен иондар) жарықты күшейту үшін энергетикалық деңгейдегі қозғаг атомдар саны төменгі деңгейдегі атомдар санына көп болуы керек,яғни инверстік қоныстану орындалуы қажет.Жарықтың қалырты сәулелену процесінде өздігінен (спонтанды) көшулер  көптеген атом заттарындағы тосын процестер нәтижесінде орындалса,еріксіз сәулеленуде барлық атомдар когорентті кванттар шығарады және олар сыртқы электромагниттік өрістің әсерінен поляризацияланған болады.Активті орта екі жазық айна-резонатор орнатылады.Сәуле айналар орталығынан бірнеше рет шағылу нәтижесінде өте қуатты когорентті лазерлер сәулелерінің шоғы пайда болады. Бұл лазерлік сәулелер резонатордың бір айнасынан сыртқа бағытталады.Инверстік қоныстану активті ортаның құрылымына тәуелді болады.Оның сыртқы әсері разрядтар арқылы,потенциалдар айырымы химиялық реакция және атомдық қопарылыс арқылы іске асыруға болады. Қазіргі кезде активті орта ретінде біртекті кристалдар (қатты лазерлер –ҚЛ),   р- n өту (жартылай өткізгіш лазерлер – ЖЛ ),сұйық (сұйықтық лазерлер –СЛ ),газды (газды лазерлер –ГЛ) қолданылады.Лазерлік жарық көздерін басқа жарық көздерімен салыстырғанда кейбір ерекше қасиеттері болады.Ажырау бұрыштары 10^-5радианға жуық өте жіңішке жарық шоғын туғыза алады,өте монохроматты болады,қысқа мерзім ішінде (10^-11с) спектрдің жіңішке аралығындағы қуаты 10¹²-10¹³ Вт (1 см² ауданға есептегенде) жетеді.Спектрлік сызығының ені 10^-8 м тең лазер шығаратын электромагниттік толқындардағы электр өрісінің кернеулігі 10¹⁰-10¹² Втсм,яғни атомның ішіндегі өріс кернеулігінен әлдеқайда көп болады.оптикалық жүйелер арқылы лазерлік сәулелер өлшемдері 1-10 мкм бетке дәл бағыттауға болады.Сондықтан лазерлік технология  байланыс жүйелерінде,машина жасау өндірісінде көп қолданылады.

Лазерлік байланыс.

Жартылай өткізгіштік шығаратын лазерлік инфрақызыл сәулелерді (1 мкм) байланыс үшін қолданудың болашағы зор.Берілетін информациялардың жылдамдығы артады және сенімділігі мен құпиялылығы сақталады.Оптикалық талшықтарда қолданылатын байланыс жүйелері космостық ,атмосфералық және күнделіктік болып бөлінеді.Жақын космостық кеңістіктегі лазерлік байланыс жүйелері жасанды жер серіктері арқылы кез-келген  аймақтармен байланыс жасауға мүмкіндік береді.Атмосфералық лазерлік байланысты жарықтың жұтылу мен шашырауынан тек жақын қашықтықта информациялар алмасуға қолданылады.Көбіне талшықтық- оптикалық байланыс жүйесі пайдаланылады.Олардағы информациялық жылдамдық 2,5 Гбит көбірек,бір ғана шыны-талшық арқылы бір мезгілде 32000 телефонмен сөйлесуге және 60 астам түрлі түсті телебейнелерді көруге болады.Оптикалық талшық иілгіш,жіңішке жіп тәріздес болып келеді,орталық бөлігі мөп-мөлдір диэлектриктен жасалады.Сыртқы қабығының сыну көрсеткіші-орталық бөліктің сыну көрсеткішінен аз болады.орталық бөлік пен қабаттың шекарасында жарық толық шағылатындықтан (толық ішкі шағылу құбылысы бойынша) бағытталған жарық жіңішке лазер сәулелері тарайды.Талшықты оптикалық байланыс жүйесі жеке компьютерлермен локальді тізбектерді біріктіріп,дүниежүзілік информациялық байланыс жүйесін түзуге мүмкіндік береді,яғни болашақтағы информациялық қоғамның негізін құрайды.Мысалы,2001 жылы АҚШ 40 млн.үй,ал Жапонияда 2015 жылы әр үй ,әр жұмыс орны ұлттық талшықты-оптикалық жүйеге қосылу жоспарлануда.

Лазерлік технологияны машина жасау өнеркәсіпінде қолдану.

Машина жасау өнеркәсібінде қатты күйдегі және қуаты 200Вт-тан 5 Квт  СО₂ лазер пайдаланылады.Лазер арқылы кез-келген (қалыңдығы 50 мм-дей ) материалдарды берілген контур бойынша кесуге болады.Бұл әдіс бұрыннан қолданылатын әдістерге (фрезерлік,штамптау,плазмамен кесу) қарағанда  экономикалық жағынан пайдалы.Материал үнемделеді және өнімділігі өте жоғары,экологиялық жағынан таза болады.Лазерлік пісіру физикалық қасиеттері өзгеше болып келген металдар мен қорытпаларды біріктіру үшін қолданылады.Лазерлік пісіру арқылы Ni, NO болаттан және W мен Nb  басқа әдіспен пісіруге келмейтін, W мен  Nb  жоғары сапалы,әрі өте берік бөлшектер жасауға болады.Лазерлік шыңдау және қайта балқыту арқылы өздігінен қайралатын,өте берік,т.б. құрал-саймандар жасауға болады.Қуатты СО₂лазерлер машина,кеме,авияция және әртүрлі құрал-жабдықтар жасау өнеркәсіптерінде кең көлемсде қлоданылып келеді.Катализ:Реакция нәтижесінде таралып кетпейтін және  оның жылдамдығына әсер ететін заттарды-катализаторлар деп атайды.Катализаторлар әсерінен реакция жылдамдығын өзгертетін құьылысты катализ ал реакцияны –каталитикалық деп атайды.Катализатор реакцияның активациялық энергиясын кемітеді және энергетикалық жағынан ыңғайлы болады,яғни басқа аралық стадиялар арқылы жүреді.Нәтижеде активті күйге келеді.Химиялық өнеркәсіптерде катализаторлар кең көлемде қолданылады,реакциялар миллион есе жылдамдатылады.Кейбір жағдайда катализаторлар мүмкіншілігі өте оң химиялық реакцияларды да қоздыра алады.Химиялық өнеркәсіптерде алынатын өнімлдер гетерогендік катализ көмегімен өндіріледі.Катализатор жүйеде жеке фаза күйінде кездеседі және химиялық реакция катализатор бетінде жүреді.Осындай әдіспен күкірт және азот қышқылдары ,аммиак,т.б. заттар алынады.Тірі организмдерде катализаторлар ролі ферменттер атқарады.Адам организмінде 30000 түрлі ферменттер бар,оның әрқайсысы қажетті катализатор қызметін атқарады.

Ферметтік технология.

Бактериялардан бөлінетін ферменттерді өте қажет заттар (спирт,органикалық қышқылдар ,полимерлер,т.б) алуға қолданылады.Ферменттер арқылы алынатын заттарда аз қорлар қолданылады және экологиялық жағынан таза болып келеді.Бұл заттарға жәй технологияны пайдаланғанда жоғарғы қысым мен температура қажет болар еді.

 Белоктарды өндіру өнеркәсіптері.

Белок бір клеткалы құнды тамақ көзі болып саналады.Микроорганизмдердің көмегімен алынатын белоктардың бірнеше құнды жақтары бар: егуге көп жер және жануарлар үшін көп орын керек емес,арзан әрі қосалқы өнімдерден микроорганизмдер өте тез көбейеді.Белок бір клеткалы болғандықтан ауылшаруашылығында жем қорын көбейтуге пайдаланылады.

Гендік инженерия. 

Клеткаға қажетті гендік информацияларды өндіретін әдістер жиындығын гендік инженерия деп атайды.Ғалымдар бактериялар клеткаларына жоғары организмдердің гендерін ендіруді өте жақсы меңгерді.Ендіруге таңдалған ДНК кішкене сақина формалы молекулаларға (плазмидтерге) сплайсинг (бірігіп өсу) әдісі бойынша енеді.Плазмид бактериялық клеткаға енеді.Жаңа ген бөлінер алдында бактериялардың ДНК мен бірге реплицирленеді де бактерия жаңа ДНК-ге шартталып белокты өндіреді.Өндірістегі инсулин,интеферон,т.б.заттар гендік технологиямен алынады.Кейбір зерттеушілер адам жұмыртқасана немесе ұрықтың алғашқы кезеңінде жетпей тұрған гендерді ендіру арқылы генетикалық аурулармен алдын алуға болатындығына сенімді болып отыр.Болашақ популяцияның генетикалық құрылысын клонирлеу (индивидумның бастапқы көшірмесін алу) бақылау мүмкіндігі пайда болуда.Бұл технология ауылшаруашылығындағы өнімдерді арттырады.Адамдардың ядросын трансплантациялау бағытында көптеген қиыншылықтар кездесуде.Адамдардың материалдық ой-өрістерін периодты түрде алмастыруға біздің қоғамдық мораліміз дайын ба?-деген сұрақ туындайды.Бұл тәжірибеден қандай нәтиже шығады?гендік инженерия қару-жарақ шығаруда өте қауіпті болары сөзсіз.Сондықтанда, бұл бағыттағы зерттеулерді болдырмауға іс-әрекеттер үнемі жасалуда.

 

16. Дүниенің қазіргі табиғи-ғылыми бейнесі және ғылымның болашағы.

 

Қазіргі жаратылыстанудағы жалпы заңдылықтар.Ғылымның дамуын талдап,кейбір қорытындыларды,дүниенің табиғи-ғылыми бейнесі және жаратылыстанудың болашағын қарастырайық:

1.                  Ғылым-адамзат мәдениетінің эволюциясындағы бір этапқа жатады.Ғылым ертедегі көне дәуірден қайта өркендеуге дейінгі аралықта бірнеше стадиялардан өте келе басқа мәдениеттердің оның ішінде философия мен діннің жетістіктерін талдап,өзі де жаңа құбылыс түрінде дамыды.

2.                  Ғылымда бастапқы кезден бір-біріне қарама-қайшы екі мақсат болған,және олар қайшылыққа келетін нәтижелер алды.Бір жағынан ғылым  шындықты беретін тәсіл бола тұра,екіншіден табиғатқа иелік етіп,оны түрлендіруді көздеген еді.Осы екі мақсаттарды біріктіріп,Ф.Бэкон “Ғылымның айқын және заңды мақсаты адамзат өмірін жаңа жаңалықтармен және жаңа қуаттылықпен сапаландыру”,-деп жазған болатын.Ғылым көбіне үстемдік етуге әдейілеп бағытталды,яғни “табиғаттың иесі” етуге ұмтылдырды деген болатын Декарт.Ғылым дамуы кезінде адамның өзін дүниені және қоршаған ортаны түсінуі қажет пе?Әлде табиғатты жеңуі керек пе?-деген сұрақтар өткірлене түсуде.

3.                  Тамырланған тағы да бір қарама-қайшылық туралы Д.Бернар жазған болатын:Техникалық қажеттілік жаңа ғылыми салалардың өсуін мақсат етсе,ғылыми жетістіктер тек практикалық мақсатта қолданылса ғана пайдалы деп саналды.Ғылым мен техникадағы  байланыстың зиян жағы да бар,өйткені бұл салалардың өзіндік ерекшеліктері болады.Ғылым дүниені зерттесе,техника оны түрлендіреді.

4.                  Ғылым техникамен бірігіп  ХХ ғасырда ғылым-техникалық төңкеріс жасады.Бұл адамзат дамуындағы негізгі фактор болып саналады.Бес миллионға жақын адамдар қазіргі ғылыммен айналысуда.Ғылыми информация көлемі экспоненталық заңдылықтан қарқынды түрде өсуде.Ғылымның дамуы халықаралық деңгейге жетті.Бірнеше мемлекеттердің ғалымдары бірігіп зерттеулер жүргізуі бүгінгі күн талабынан туындалып отыр; а)ғылымға өте көп мөлшерде  қаражат қажет,  б) кейбір зерттеулер мазмұны жағынан интернационалды (космос,ауа райы т.б.)

5.                  Ғылыми білімдердің дифференциалдану  дәуірінде ғылымды классификациялау өте қажет болады.Ертедегі грек философтары білімді көлеміне қарай үшке бөлген: табиғат (физика),қоғам (этика) және ойлау (логика).Ф.Бэкон адамның интеллектілік қасиетіне сәйкес білімді тағы да үш бөлікке саралады: история (ес),поэзия (елестету), философия (ақыл немесе парасат).Г.Спенсер барлық ғылымдарды абстракты (логика,математика), нақты (астрономия,биология,геология, психология, социология) және осы екеуінің аралығы абстракты-нақты (механика,физика,химия) деп ажыратқан болатын.Қазіргі кезде ғылымдарды  жаратылыстану,гуманитарлық, техникалық және математикалық деп бөлу қалыптасты.Жаратылыстану ғылымдарына: астрономия,физика,химия,геология,физикалық география,биология, адам физиологиясы,антропология жатады.Олардың ортасында аралық ғылымдарға: астрофизика,физика,химия,химиялық физика,геофизика,геохимия,биофизика,биохимия,т.б. және олардан гуманитарлық пен техникалық ғылымдар бөлінеді.Берілген классификация тосыннан-тосын пайда болмаған.Жаратылыстану ғылымдарының обьектілері табиғаттың жеке даму баспалдағын  немесе деңгейлік құрылымын құрайды.

6.                  Ғылым тұрақты түрде ертеде қабылданған принциптерге қарсы (редукционизмнің орнына холизм келді,детерменизмге-индетерменизм қолданылды.т.с.) жаңа методологиялық принциптермен ,жаңа ықпалдармен (құрылыстық,жүйелілік, функционалдық,ықтималдылық),жаңа түсініктермен (мысал,физикадағы кварк,т.б) және жалпы ғылыми түсініктермен (анықталмаушылық,қосымша,тұтас,адаптация,өздігінен ұйымдасу,информация,өріс,т.с) молая түсуде.Түсінік беру аппаратының мақсаты – жаңалықты ықшамды түрде,тұрақты дамып отыратын білімдерді баршаға жеткізе білу.Сондықтан,жазуда терминдермен қатар белгілер пайдаланылады,олар баршаға түсінікті.

7.                  Ғылым перманенттік даму процесінде тұр, оның қай бағытта және қандай жаңалықтарды ашатындығын алдын-ала білуге болмайды.Мысалы,физиктер 50 жылдары жасанды термоядролық реакцияны алып,өрістің жалпы теориясын құрастырмақ болды,ол оның орнына ашық жүйенің термодинамикасын жасады.Кибернетиктер өте күрделі аумақты ЭЕМ жасауды жоспарлаған деі,ал оның орнына жеке компьютерлер дүниеге келді.Ғылым әрдайым жаңа әрі сапалы жаңалықтар ашады,тек оны алдын-ала көріп білуге болмайды.

8.                  Ғылыми зеттеу аймағы тұрақты түрде кеңейіп бұрын көңіл бөлінбеген объектілерді ( күрделі,орнықсыз,ашық жүйелер) зерделей бастауда. Сонымен қатар,ғылыми зерттеушілерге қойылатын негізгі талаптар: тәжірибенің жалпылығы,баяндаудағы универсальдылық өз күйінде қалуы тиіс.”Тәжірибе бір ғана басшы”,-деген Н.Винер.Ғылым негізінде құрылған натурфилософиялық концепция (мысалы,ноосфера концепциясы) эмпирикалық жолмен тексерілмейтіндіктен жаратылыстанудың сыртқы шеттік аймағында орналасады.

9.                  Эволюцияның үш түрлі механизмі бар: тірі емес дүниедегі диссипативтік құрылым;тірі табиғаттағы табиғи іріктелу және адамзат қоғамындағы мәдениет.Ғылым жаңалықтың қалай қалыптасқандығын біле бермейді,өйткені ол бірден-бір сирек процесс.Бұл жағдайда ғылым өзінің мүмкіншілік шегіне жетеді,себебі ол негізінен ұдайы өндіру және қайталанатын процестерде кездеседі.Ол сирек процестерді ықтималдылық әдіспен зерделейді.Ғылым жаңалықтарын міндетті түрде осылай болады деп айта алмайды.Қазіргі ғылыми көзқарас бойынша дүниенің эволюциясы біржақты жоспарланған процеске жатпайды.

10.             Ғылым сезу және ойлау шегінде дамуда және біздердің сезім және ойлау мүмкіншілігіміздегі заңдылықпен шектеледі.Сезім мен ойлау органдарының ерекшелігі эволюция сияқты оның шекаралық жағдайын сипаттайды.Ғылым адам мүмкіншілігі  мен табиғаттың іс-әрекетімен шектелген үш бұрышта тұрған тәріздес.Ол  үнемі өзінің шекарасын кеңейте береді,де принципалды шектеулік бөлікте қала береді.

11.             Қазіргі кезеңде ғылым дағы да төртінші – экологиялық жағынан шектелген деуге болады.Оның дамуы өзін және биосфераны жойып жіберуі мүмкін.Ғылым жұмыс істей алады,ал оған пара-пар  жасанды дүниені құру мүмкін емес.Жеке адам және адамзат қауымы үшін құрудан құрту жеңіл болып отыр.Сонымен,ғылым төрт жақты шектелген екен.Эмпирикалық,теориялық және заттық шектеулерге  тағы да этикалық сипаттағы шектеу қосылды.Сондықтан, “Этика мен  ғылым” проблемасы пайда болды және ғылым жақсылық па әлде жамандық па?-деген сұрақ та туындады.

12.             Ғылым дүние туралы информация құрайды.Адамзаттың өзі өмір тізбегінде тұр, ол өмірге де, өзіне де жауапты.Барлығы өте күрделі,өте бүлінгіш бірақ өздігінен дамуға өте қабілетті.Дүниенің қазіргі табиғи-ғылыми бейнесі.

ХХ ғасырда ғылыми төңкеріске келтірген жаратылыстанудағы  ғылыми жаңалықтарды қарастырайық:

1.   Астрономия: Үлкен жарылыс моделі және Әлемнің кеңеюі.

2.   Геология:Жер қыртысының құрылымдық техтоникасы.

3.   Физика:материядан энергияға және заттан өріске қарай есептеу нүктесінің ығысуы.

4.   Салыстырмалық теория:кеңістік пен уақыттың салыстырмалылығы.

5.   Кванттық механика:Толқындық-корпускулярлық дуализм.

6.   Синергетика:Жансыз табиғаттағы жаңа құрылымның дамуы.

7.   Биология:Тіршіліктің пайда болу моделі.

8.   Генетика:Тіршіліктің пайда болу механизмі.

9.   Экология :Тіршіліктің ортамен әсері.

10.    Этология:Организмдердің реттік түрлері.

11.    Соцбиология:Табиғи мен социалдың қатынасы.

12. Кибернетика:Жанды және жансыз табиғатты басқару.

13.  Психоанализ:Адамзат психикасындағы санасыздықтың ролі.

Бұл ғылыми төңкеріс нәтижесінде дүниенің дамуындағы мынадай жалпы заңдылықтарды қорытындылауға болады:

1.      Табиғат эволюциясы (Әлемнен кваркке дейін)

2.      Өздігінен ұйымдасу (тірі емес биосфераға дейінгі)

3.      Тірі және өлі табиғатпен адамның байланыс жүйелілігі.

4.      Кеңістік пен уақытқа тиісті (имманентность) табиғи жүйе

5.      Субъект пен объекттің (кванттық механика мен синергетикадағы) салыстырмалы түрде бөлінуі.

Жалпы ғылыми жаңа концепциялар мен ықпалдар: жүйелілік ( денелерді  жүйе деп санау) ,құрылымдық (ұйымдық деңгейлерді зерттеу),ықтималдық (ықтималдылықтың әдістерін қолдану),т.с.с ХХ ғасырдағы ғылыми жетістіктер нәтижесі бойынша дүниенің қазіргі бейнесін былай сипаттауға болады:

  

Ұйымдық деңгей	Кеңістік бөлігі	Ғылым	Эволюция түрі
Әлем	Мега әлем	Космология	Космостық
Галактика		Астрономия
Жұлдыздар жүйесі
Планета		Геология	Геологиялық
Биосфера	Макро әлем	Экология	Биологиялық
Популяция		Этология
Қауымдастық
Түр
Жеке тұлға
Клетка	Микро әлем	Генетика
Молекула		Химия	Химиялық
Атом		Физика	Физикалық
Элементар бөлшектер
Кварк

 

Бұдан да ары қарай ұйымдық деңгейлерді тереңдетіп талдауға болады.Мысалы,атом ядросы, клетка ядросы, макромолекулалар, кристалл, адам және ноосфера т.с.с.

Ғылымның дамуындағы қиыншылықтар мен парадокстар.

Жаратылыс танудың дамыған салаларындағы негізгі танымдарға зертейтін объектіні анализдеу,абстракты элементтерін бөліп,одан ойша синтездеу арқылы біртұтастықты анықтап,теориялық модель құруды жатқызуға болады.Бұл модель (мүмкін болатын бір вариант деп қарастырса) арқылы нақтылықтың кейбір фрагменттерін зерделегенде идеалдылық нақтылықтан өзгеше болуы мүмкін.Теория сыртқы дүниенің кейбір фрагменттерін дұрыс түсіндіргенмен оны толық көлемде сипаттауы қиындау болуы мүмкін.Табиғи ортаға келтірілген өзгерістерді,оған оның реакциясын алдын ала айту қиын.Табиғатта объективті түрде анықталмаушылық әлі де баршылық.Ғылымның құрылымдық салаларының бір-бірінен бөлініп,зерттеулер жүргізуінің пайдалы жағы мен зиянды жақтары да бар.Әр ғылым объектілердің фрагменттерін тереңдеп зерделейтіні сөзсіз,ал байланыс болмағандықтан диалектикалық (барлығы бір-бірімен бар жағынан байланысқан” деген қағида бойынша анықталған экологиялық сапаның заңы орындалмайды.Бізді қоршаған ортаны комплекті интегративті түрде зерттеу қажет болып тұрған шақта,ғылымдардың жеке-жеке істерінен пайда болмайды.Табиғат біртұтас болуы керек.Ғылымның тағы да бір фундаментальді ерекшелігіне,оның адамнан абстрагирлеуін,яғни максималь тұлғаланбауын жатқызуға болады.Бір кезеңде пайдалы деп бағаланған ғылымдағы бұл ерекшелік қазіргі таңда нақты адекватты еместігін және оның экологиялық  қиыншылыққа жауапты екендігін көрсетеді. Адам нақтылықты өзгертуде негізгі қуатқа айналып отыр.Ғылымдағы саясат та басқа бағыттағы іс-әрекеттер сияқты онша икемді емес,ғылымдар ситуацияның өзгерісін дер кезінде сезбейді,кешігіп барып жауап іздейді.Адам дүниені ақыл-ой және парасаты арқылы меңгереді,ал бұлар абсолют емес.Дегенмен,ғылым адамға құнды және мол информация қорын береді,дүниенің объективті қырларын түсіндіруде бірден-бір қажетті әдіс болып саналады.Ешқандай мистика мен интеллектуалды пайымдау және табиғат поэзияларын ғылымдар алмастыра алмайды.Ғылым ғана дүниені түсінуге және адамның оған тигізген өзгерістерін пайымдайды.Адамның табиғатты түрлендіргіш әрекеті көлемінің өсуіне  байланысты “табиғат-қоғам” жүйесін зерттеудің теориялық деңгейіне деген талапты жоғарылата түсуі керек.Ғылымның алдын ала пайымдау деңгейі артпаса, табиғатты саналы түрде басқару қиын бола түседі. Техникалық деңгей арта түскен сайын табиғаттағы берік әрі негізгі байланыстар бұзыла түседі.Альтернативті таңдау бағытындағы ғылыми кепілділіктің  қасиеттілігі арта түседі.Ғылым техникалық жаңалыққа ортаның адаптациясын жеңілдетуге немесе түрлендіруге бағытталған іс-әрекеттерді өзгертуге не одан біртіндеп бас тартуға кеңес бере алады. Жоғарыда келтірілген жетістіктерді талдаудағы оның жеке еместігін, абстрагирлік мінезі,тым көп специализациялануы, әр бөліктердің дамуындағы дисгармониялылығы көрнекілігі кейбір объективті заңдармен шешілмей,тосындылық пен ерік жігерге бағытталғандығымен қатар кейбір кінәлі жерлерін баса айтуға болады.Ғылым мен техниканың шектен шығып дамуы социальды тұрғыдан қысымды көрсетеді.Осыған байланысты ғылымның мемлекеттен шығуын талап ететін үндеулер де белең алуда.(П.Фейербенд).Ғылымның дамуындағы парадокстар қатарына оның дүние туралы объективті мәліметтер беруімен қатар жойқыншыл (түрлі тәжірибелер арқылы) әрекеттері де болады немесе әйтеуір бір нәрсені “өмірдің сирек түрлерін,пайдаланбайтын ресурстарды,т.с.с) жойып жіберетіндігін жатқызуға болады.Негізінде ғылым азаматты бақытты етуді және оған шындықты беру ықпалын жоғалтып келеді,-деген еді Л.Н.Толстой. “Ақиқатты ғылым арқылы тану мүмкін емес,өйткені ғылыми таным белгілі бір денелерге байланысты жеке таным,ол болмысты (тұрмысты) сақтамайды”,-деп тұжырымдайды неміс философы К.Ясперс.Адамзатты түбегейлі бақытты ету ғылымның қолынан ешуақытта келмейді,ал абсолюттік шындықтан үміттенбеу оның мәдениеттегі жетекші ролін кемітеді.Ғылымдағы эволюциялық процесс.Ғылым дүниенің дамуын зерттеп қана қоймайды,өзі де процесс ,фактор және эволюция нәтижесі болады.Егер ғылымды эволюция механизмі деп есептесек,оның өздігінен ұйымдасуға онша қалыптаспаған күрделі жүйе екендігін байқауға болады.Ғылымды қайта құрудың қажеттілігі дүниенің қарқынды өзгеруіне (ғылымның әсері де бар) байланысты және ғылым бұл өзгерістерге тірі организмдер сияқты мән беруі қажет.

Жаратылыстанудың ішкі тұтастығы және оның гуманитарлық пен техникалық ғылымдармен байланысы берік,әрі үйлесімді болуы қажет.Ғылымның бағалылығы тек жеке жетістіктерімен сипатталмай,оның жүйелі үйлесімділігімен де анықталады.Биосфера тәріздес ғылым да біртұтас болуы керек.Адам эволюциясы тура сұрақты шешу барысында ғылымның бұл бағыттағы ролін де анықтау керек.Ғылым ақыл-ойды және парасатты жетілдірумен қатар гендік инженерияға,т.б өзгерістерге ауып кетпеуі керек.Ғылым жер эволюциясындағы-ұлы сәулетші және адамның эволюциясының , оның қалай және қай бағытта дамуына тәуелді болады.Ғылым адам эволюциясын тездетіп те,тежеп те отырады.Табиғи эволюциялық даму техникасымен қоғамдық прогресс әсерінен тоқтап қалуы да ықтимал,ал жаңа факторларға (мысалы,радиактивтілікке) адам эволюциясы  бейімделмеуі де мүмкін.Ғылым әрдайым Әлем эволюциясымен  гармоникалық байланыста болуы тиіс.Басқаша айтсақ,ғылым мен өмір арасында оның дамуын реттейтін кері контурлық байланыс үзілмеуі  қажет.

Әлем эволюциясы сингулярлық нүктеден бастау алып,әртүрлі дүниені көбейту жолымен дамуда.Жаңа элементар бөлшектер түзеп,олар бір-бірімен қосылып жаңа тұтастықтар-атомдар,молекулалар,клеткалар т.б. құрап,өзінің реттелген функционалдаушы заңдарымен даму жолында ғылымның өсіп,дамыған салалары интеграцияланып,реттелуі қажет.Бұл ғылымның біртұтасталып,әртүрлі интегративті гармоникал жүйеленуі деп аталады.Осы бағыттағы ғылыми эволюцияға дүниені танып білу және ол  түрленген сайын жетілуі керек,-деген диалектикалық қағидаға сенімділікті нықтай түседі.Қазіргі таңда қоршаған ортаны  өзгертіп, адам өзінің генетикалық тұрғыдан құрастыру мүмкіншілігіне ие болуда.Бұл бағытта болашақ сенім және жаңа міндеттер туындайды.Табиғат пен қоғам арасындағы функционалдық жүйенің қарқынды түрде  тығыздалуына байланысты қазіргі ғылымда маңызды процестер байқалуда.Ғылымда экологизация т.б. тенденциялар қалыптасуда,жақын аралықта ол мәдениеттің органикалық бөлігіне айналуы мүмкін.Барлық мәдениет біртұтас болып,дамып және биосфера бөлігі экологиялық мәдениетті түзеуі ықтимал.Сондықтан,ХХ ғасырда күшсіз әсерлесуді (табиғатта, адамзат қоғамында)  қашықтан әсерді, әртүрлі процесті жүйелі басқару кезеңі деп есептеу оңды болар еді.Өне бойы тұтыну цивилизациясынан орнықты өркениеттілікке өту,агрессияға бақылау жасау қажет болады.Осындай көрегенді тартысқа  тойтарыс берілмесе,қатер төну ықтимал.Жаңа тұлғалық құрылым түзеу агрессивті тұтынушылдықты шығармашыл сүйіспеншілділікке алмастыруға қадам бастырары сөзсіз.

 

Пайдаланған әдебиеттер

 

1.       Идлис Г. М. Современное естествознание. М., 1997

2.       Горелав Л.А. Концепция современного естествознания М., 1997

3.       Алматов Ж.К., Сартбаев Т.С., Рамазанова С.А. Кәзіргі жаратылыстану концепциясы. Шымкент. 1999ж.         

4.       Купер Л. Физика для всех. М. , 1972.

5.       Спасский Б.И. Физика для философов. М. , 1975

6.       Акоста В. ,  Кован К. , Грэм Б. Основы современной физики М., 1981

7.        Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М.,1987

8.   Кузнецов В.И.Общая химия.Тенденции развития.М.,1989.

9.   Кузнецов В.И,Идлис Г.М.,Гутина В.Н Естествознание. М.,1996

10.   Кузнецов В.И,Зайцева З.А. Химия и химические технологии.Эволюция взаимосвязи.М.1984.

11.   Пригожин И.Стенгерс И.Порядок из хаоса.М.1986.

12.   Пригожин И.Стенгерс И.Время,хаос,квант.М.1994.

13.   Н.Я.Дубнищева , А.ЮПигарев.Современное естествознание.Новосибирск.1998.

14.   Кеми П,Арме К.Введение в биологию.М.1988.

15.   Вилли К.Биология.М.1968.

16.   Дж.Харрисон и др.Биология человека.М.1979.

17.   А.А Горелов.Концепция современного естествознания.М.1997

18.   Т.Я.Дубнищева.А.Ю.Пигарев.Современное естествознание.Новосибирск 1998.

19.   К.Валли.Биология.М.1962.

20.   Т.Я.Дубнищева,А.Ю.Пигорев.Современное естествознание. Новосибирск.1998.

21.   З.А.Мукашев.Концепция современного естествознания. Алматы.1998.

22.        Пуанкаре А.  О  науке.М.1983.

23.        Коппер  И.Логика и рост научного знания № 1.1983