Тема 8. Парадигмы наук о Земле

Науки о Земле и их вклад в естественнонаучную картину мира. Положение Земли в Солнечной системе. Происхождение, строение и эволюция Земли. Возникновение и динамика взаимосвязанных геосфер – литосферы, гидросферы, атмосферы, магнитосферы и биосферы. Физические поля Земли. Космические циклы. Современные геофизические условия жизни. Костное вещество Земли. Становление идей. Циклы геологиче­ских наук. Краткий очерк развития геологии. Внутреннее строение Земли. Совре­менные представления о строении: ядро, мантия, земная кора. Астеносфера. Литосфера и ее характе­ристика. Магнитное поле Земли. Два источника тепла на Земле. Химический состав Земли и лито­сферы. Минеральный и петрологический состав Земли. Понятие о минералах и горных породах. Три группы горных пород: магматические, осадочные, метаморфические. Эндогенные (внутренние) про­цессы. Модели эволюции Земли. Возникновения и распады суперконтинентов. Тектонические движения. Разрывные и складчатые нарушения. Горизонтальные и вертикаль­ные тектонические движения. Тектоника литосферных плит. Роль нестационарной конвекции в мантии Земли. Причины движения плит. Землетрясения и вулканизм. Экзогенные (внешние) процессы. Выветривание. Склоновые, флювиальные, карстовые, гляциальные, флювиогляциальные, криогенные, эоловые, береговые морские, антропогенные, космогенные процессы. Процессы в пределах дна Мирового океа­на. Возникновение и геологическая история Земли. Становление представлений о возникновении Земли и современные космогонические представления. Наиболее вероятный вариант возникновения Земли. Геологическая история Земли. Геохронологическая шкала.

Природа и общество. Земля как арена развития человеческого общества. География и ее предмет. Краткий исторический очерк географии. Географическая оболочка и ее сущ­ность. Мощность этой оболочки. Специфические характеристики строения и развития. Компоненты географической оболочки и их территориальные сочетания. Ландшафтная оболочка. Социосфера. Учение о географической среде. Работы Э. Реклю и Л.И. Мечникова, К.К. Маркова. Три стадии раз­вития цивилизаций по Л.И. Мечникову. Идеи взаимосвязи окружающей среды и общества в работах В.И. Вернадского, К.Э. Циолковского, А.Л. Чижевского. Проблема возникновения, развития и исчез­новения тех или иных этносов на Земле (этногенез). Точки зрения Ю.В. Бромлея, Л.Н. Гумилева, С.А. Токарева и др. Движущей силой этногенеза по Л.Н. Гумилеву. Учения о ноосфере (сфере разу­ма) Э. Леруа, П. Тейяра де Шардена, В.И. Вернадского. Глобальные проблемы человечества. Про­блемы взаимоотношений общества и природы: а) истощение природных ресурсов и б) накопление большого количества вредных веществ. Ресурсно-энергетическая проблема. Экологическая проблема.

Тема 9. Эволюционно-синергетическая парадигма

Предварительные замечания о современных представлениях о порядке и беспорядке. Законы симметрии в живой и неживой природе. Определение симметрии и представление о ней. Симметрия и асимметрия в природе. Труды И. Гесселя, А. Шенфлиса, А.В. Гадолина и Е.С. Федоро­ва. Основные виды симметрии в окру­жающем нас мире. Их обусловленность средой. Принцип симметрии П. Кюри. Взгляды на симметрию Ф. Клейна и Э. Нетера, В.И. Вернадского, Л. Пастера. Сходства и различия в симметрии живой и неживой природы.

Глобальный эволюционизм и синергетика. Принцип эволюционизма. Определение эволюции. Представления античных филосо­фов (Гераклита, Эмпедокла, Демокрита, Лукреция и др.), трансформистов 17-19 веков (Р. Гук, Э. Дарвин, Д. Дидро, Ж.Л. Бюффон, Э.Ж. Сент-Илер, И.В. Гете и К.Ф. Рулье), Ж.Б. Ламарка и Ч. Дарвина об эволюции. Проблема исследования механизмов самоорганизации.

Основы эволюционно-синергетического концепция. Принципы синергетики. Теорема Пуанкаре о существовании аттракторов в диссипативных системах. Проблемы междисциплинарного синтеза. Универсальный эволюционизм и принципиальные изменения во взглядах на Природу. Идеи Пригожина и Моисеева. Синергетика и принципы гармонии. Восприятие звука, цвета, формы. Генезис золотых пропорций в системах с памятью. Метод ритмокаскадов: фрактальное моделирование сложных и иерархических систем (организм, государство, личность). Синергетика и информация. Принцип максимума информации. Принцип иерархизации по временным масштабам и принцип подчинения Хакена. Принципы нелинейности, незамкнутости, неустойчивости. Нарушение принципа суперпозиции, принцип целостности, непропорциональность отклика, достижимость границ. Неприменимость второго начала термодинамики, антиэнтропийные механизмы и возможность самоорганизации, образование аттракторов или режимов с обострением. Необходимое качество границы, сепаратрисы, неизбежность альтернатив, выбора, бифуркации. Динамическая иерархичность. Наблюдаемость. Рождение и гибель структурных уровней, коллективные переменные – параметры порядка, круговая причинность. Относительность категорий порядка и хаоса к масштабам наблюдения. Бытие в становлении. Организация коммуникативной связности системы, как когнитивный процесс.

Самоорганизация в физике, химии, биологии, геологии, географии, экологии. Сравнительный анализ эволюционных теорий. Проблемы прогноза и самоидентифиикации в динамическом хаосе. Антикризисные стратегии. Сценарии преодоления кризисов: силовой, вероятностный, промежуточный. Динамический хаос и обобщенная рациональность. Самоорганизованная критичность. Фликкер-шум, распределение Паретто. Коридоры прозрачности, русла и джокеры. Приложения. Клеточные автоматы. Нейрокомпьютер и перспективы искусственного интеллекта, распознавание образов. Границы дескриптивного описания о единстве культуры событийного языка. Когнитивные графы Фейнмана и грамматики Хомского. Представление о необратимости в природе. Сильно неравновесные открытые системы и большие флуктуации. Бифуркации. Иерархическая фрактальная структура стрел времени (эволюционное дерево) для основных природных объектов. Иерархия пространственных масштабов и времен жизни. Фликкер-шум как индикатор стрелы времени. Роль внешних и внутренних факторов. Роль нарушений симметрии. Эволюция Природы как целостный процесс. Универсальные модели эволюции. Медленная (адаптационная) и быстрая (катастрофическая) модели эволюции. Онтогенез и филогенез основных природных объектов. Обобщение триады "изменчивость, наследственность, отбор". Критерии устойчивости и оптимальности структур, возникающих в результате конкуренции. Представление об антиэнтропийных механизмах эволюции.