В чем суть гипотезы неокатастрофизму? Теории и гипотезы возникновения жизни на земле.

Происхождение жизни на Земле является одной из важнейших проблем естествознания. Еще в глубокой древности люди задавали себе вопросы, откуда произошла живая природа, как появилась жизнь на Земле, где грань перехода от неживого к жизни и пр. На протяжении десятков веков менялись взгляды на проблему жизни, высказывались разные идеи, гипотезы и концепции. Этот вопрос волнует человечество и по настоящее время.

Некоторые идеи и гипотезы о происхождении жизни получили широкое распространение в разные периоды истории развития естествознания. В настоящее время существует пять гипотез возникновения жизни:

Креационизм – гипотеза, утверждающая, что жизнь создана сверхъестественным существом в результате акта творения, то есть Богом.

Гипотеза стационарного состояния, согласно которой жизнь существовала всегда.

Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни, которая основывается на идее многократного возникновения жизни из неживого вещества.

Гипотеза панспермии, согласно которой жизнь была занесена на Землю из космического пространства.

Гипотеза исторического происхождения жизни путем биохимической эволюции.

Согласно креационистской гипотезе, которая имеет самую длинную историю, создание жизни есть акт божественного творения. Свидетельством этому является наличие в живых организмах особой силы, «души», управляющей всеми жизненными процессами. Гипотеза креационизма навеяна религиозными воззрениями и к науке отношения не имеет.

Согласно гипотезе стационарного состояния, жизнь никогда не возникала, а существовала вечно вместе с Землей, отличаясь большим разнообразием живого. С изменением условий жизни на Земле происходило и изменение видов: одни исчезали, другие появлялись. Эта гипотеза основывается в основном на исследованиях палеонтологии. По своей сущности эта гипотеза не относится к концепциям возникновения жизни, поскольку вопрос о происхождении жизни она принципиально не затрагивает.

Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни была выдвинута в древнем Китае и Индии как альтернатива креационизму. Представления этой гипотезы поддерживали мыслители Древней Греции (Платон, Аристотель), а также ученые периода Нового времени (Галилей, Декарт, Ламарк). Согласно этой гипотезе, живые организмы (низшие) могут появиться путем саморождения из неживого вещества, содержащего некое «активное начало». Так, например, по Аристотелю, насекомые и лягушки при определенных условиях могут заводиться в иле, сырой почве; черви и водоросли в стоячей воде, а вот личинки мух – в протухшем мясе при его гниении.

Однако уже с начала XVII в. такое понимание происхождения жизни стало подвергаться сомнению. Ощутимый удар по этой гипотезе нанес итальянский естествоиспытатель и врач Ф. Реди (1626–1698), который в 1688 г. раскрыл сущность появления жизни в гниющем мясе. Ф. Реди сформулировал свой принцип: «Все живое – от живого» и стал основоположником концепции биогенеза, утверждавшей, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни.

Французский микробиолог Л. Пастер (1822–1895) своими опытами с вирусами окончательно доказал несостоятельность идеи спонтанного самозарождения жизни. Однако, опровергнув эту гипотезу, он не предложил свою, не пролил свет на вопрос о возникновении жизни.

Тем не менее опыты Л. Пастера имели большое значение в получении богатого эмпирического материала в области микробиологии его времени.

Гипотеза панспермии – о неземном происхождении жизни путем занесения «зародышей жизни» из космоса на Землю – впервые была высказана немецким биологом и врачом Г. Рихтером в конце XIX в. Концепция панспермии (от греч. pan – весь, sperma – семя) допускает возможность происхождения жизни в разное время в разных частях Вселенной и переноса ее различными путями на Землю (метеориты, астероиды, космическая пыль).

Действительно, в настоящее время получены некоторые данные, указывающие на возможность образования органических веществ химическим путем в условиях космоса. Так, в 1975 г. предшественники аминокислот были найдены в лунном грунте. В межзвездных облаках обнаружены простейшие соединения углерода, в том числе и близкие к аминокислотам. В составе метеоритов найдены альдегиды, вода, спирты, синильная кислота и т. д.

Концепцию панспермии разделяли крупнейшие ученые конца XIX – начала XX в.: немецкий химик и агроном Ю. Либих, английский физик У. Томсон, немецкий естествоиспытатель Г. Гельмгольц, шведский физико-химик С. Аррениус. С. Аррениус в 1907 г. в своих трудах даже описывал, как с других планет в космическое пространство уходят с пылинками и живые споры организмов. Носясь в бескрайних просторах космоса под действием давления звездного света, они попадали на планеты и там, где были благоприятные условия (в том числе на Земле) начинали новую жизнь. Идеи панспермии поддерживали и некоторые русские ученые: геофизик П. Лазарев, биолог Л. Берг, биолог-почвовед С. Костычев.

Существует идея о возникновении жизни на Земле почти с момента ее образования. Как известно, Земля образовалась около 5 млрд лет назад. Значит, жизнь могла зародиться во время образования Солнечной системы, то есть в космосе. Поскольку длительность эволюции Земли и жизни на ней разнится незначительно, то существует версия, что жизнь на Земле – это продолжение вечного ее существования. Эта позиция близка к теории вечного существования жизни во Вселенной. В масштабе глобального эволюционного процесса можно полагать, что возникновение жизни на Земле может, по-видимому, совпадать с образованием и существованием материи. Академик В. Вернадский разделял идею вечности жизни не в контексте ее перераспределения в космосе, а в смысле неразрывности и взаимосвязанности материи и жизни. Он писал, что «жизнь и материя неразрывны, взаимосвязаны и между ними нет временной последовательности». На эту же мысль указывает и русский биолог и генетик Тимофеев-Ресовский (19001982). В своем кратком очерке теории эволюции (1977 г.) он остроумно заметил: «Мы все такие материалисты, что нас всех безумно волнует, как возникла жизнь. При этом нас почти не волнует, как возникла материя. Тут все просто. Материя вечна, она ведь всегда была, и ненужно никаких вопросов. Всегда была. А вот жизнь, видите ли, обязательно должна возникнуть. А может быть, она тоже была всегда. И не надо вопросов, просто всегда была, и все».

Для обоснования панспермии в научно-популярной литературе приводятся «факты» о неопознанных летающих объектах, прилете инопланетян на Землю, наскальные топологические рисунки.

Однако серьезных доказательств эта концепция не имеет, а многие доводы выступают против нее. Известно, что диапазон жизненных условий для существования живого довольно узок. Поэтому вряд ли живые организмы выжили бы в космосе под действием ультрафиолетовых лучей, рентгеновского и космического излучения. Но и не исключается возможность занесения отдельных предпосылочных факторов жизни на нашу планету из космоса. Следует отметить, что это принципиального значения не имеет, поскольку концепция панспермии в корне не решает проблемы происхождения жизни, а лишь переносит ее за пределы Земли, не раскрывая самого механизма ее образования.

Таким образом, ни одна из перечисленных четырех гипотез до настоящего времени не подтверждена надежными экспериментальными исследованиями.

Наиболее доказательно с точки зрения современной науки выглядит пятая гипотеза – гипотеза происхождения жизни в историческом прошлом в результате биохимической эволюции. Ее авторами являются отечественный биохимик академик А. Опарин (1923 г.) и английский физиолог С. Холдейн (1929 г.). Об этой гипотезе мы подробно будем говорить в следующем разделе.

Гипотеза происхождения жизни в историческом прошлом в результате биохимической эволюции А. И. Опарина

С точки зрения гипотезы А. Опарина, а также с позиций современной науки возникновение жизни из неживого вещества произошло в результате естественных процессов во Вселенной при длительной эволюции материи. Жизнь есть свойство материи, которое появилось на Земле в определенный момент ее истории. Это результат процессов, протекающих сначала многие миллиарды лет в масштабе Вселенной, а потом сотни миллионов лет на Земле.

А. Опарин выделил несколько этапов биохимической эволюции, конечной целью которых явилась примитивная живая клетка. Эволюция шла по схеме:

Геохимическая эволюция планеты Земля, синтез простейших соединений, таких как СО 2 ,1 ч[Н 3 ,Н 2 0 и т. д., переход воды из парообразного состояния в жидкое в результате постепенного охлаждения Земли. Эволюция атмосферы и гидросферы.

Образование из неорганических соединений органических веществ – аминокислот – и их накопление в первичном океане в результате электромагнитного воздействия Солнца, космического излучения и электрических разрядов.

Постепенное усложнение органических соединений и образование белковых структур.

Выделение белковых структур из среды, образование водных комплексов и создание вокруг белков водной оболочки.

Слияние таких комплексов и образование коацерватов (от лат. coacervus – сгусток, куча, накопление), способных обмениваться веществом и энергией с окружающей средой.

Поглощение коацерватами металлов, что привело к образованию ферментов, ускоряющих биохимические процессы.

Образование гидрофобных липидных границ между коацерватами и внешней средой, что привело к образованию полупроницаемых мембран, что обеспечивало стабильность функционирования коацервата.

Выработка в ходе эволюции у этих образований процессов саморегуляции и самовоспроизведения.

Так, по гипотезе А. Опарина, появилась примитивная форма живого вещества. Такова, по его мнению, предбиологическая эволюция вещества.

Академик В. Вернадский возникновение жизни связывал с мощным скачком, прервавшим безжизненную эволюцию земной коры. Этот скачок (бифуркация) внес в эволюцию столько противоречий, что они создали условия для зарождения жизни.

Cтраница 1

Суть буферной гипотезы состоит в том, что социальная поддержка вклинивается между стресс-фактором и реакцией на стресс и ослабляет, таким образом, его последствия. Такого рода буфер может изменить восприятие стресса индивидуумом и тем самым ослабить потенциал первого или, по крайней мере, лучше подготовить к кризисной ситуации последнего. Социальная поддержка извне может обеспечить содействие в период кризиса или привести к выводам, способным облегчить адаптацию и ответную реакцию. Наконец, социальная поддержка может оказать нивелирующее влияние на стресс, успокоить нейроэндокринную систему и сделать человека менее восприимчивым к воздействию стресс-факторов.  

Суть гипотезы жизненного цикла заключается в том, что планы потребления составляются таким образом, чтобы обеспечить одинаковый уровень потребления в течение всей жизни. Это достигается путем сбережений в периоды высокого дохода и расходования сбережений в периоды низкого дохода. В годы работы индивиды делают сбережения, чтобы финансировать потребление в пенсионный период. Сбережения создают активы, богатство индивидов. Активы индивидов возрастают в период их трудовой деятельности и становятся максимальными при достижении пенсионного возраста. Начиная с этого времени активы убывают, так как индивид продает их для оплаты текущего потребления.  

В чем суть гипотезы единой кривой и как она используется при решении задач ОМД.  

Тесная взаимосвязь конформационных переходов с лоре-ориентапиями октаэдрических комплексов, составляющая суть гипотезы конформационно-реориентационного движения, имо-от еще один аспект, находящий отражение во взаимодействиях комплексных анионов с молекулярными катионами. Это взаимодействие приводит к корреляции подвижности комплексов с подвижностью метильных групп, входящих в состав молекулярных катионов.  

Столь простой эмпирический закон требовал простого теоретического толкования, и в 1811 г. профессор физики Туринского университета Амедео Авогадро (1776 - 1856) выдвинул гипотезу для объяснения этого закона. Суть гипотезы заключалась в том, что в равных объемах всех разреженных газов, находящихся в одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул.  

Итак, в газовой фазе, казалось бы, могут возникнуть условия, когда рекомбинация ионов энергетически невыгодна, подобно тому как это случается в растворах электролитов. Однако суть гипотезы, которую мы сейчас обсуждаем состоит не в этом.  

Феноменологически описать влияния флуктуации удалось с помощью гипотезы подобия Вайдома-Кадзнова - Покровского - Паташинского. Предположения о характере зависимости свободной энергии и корреляционных функций от некоторой комбинации термодинамических переменных, составляющие суть гипотезы подобия, оказались весьма полезны при интерпретации экспериментальных данных.  

Эта гипотеза состоит в том, что всякое компактное трехмерное многообразие можно разрезать достаточно каноническим образом на геометрические куски. Такое каноническое разложение и в самом деле существует. Суть гипотезы в том, что все куски должны быть геометрическими.  

Вывоты гипотезы Планка тля излучения черного тела состоят в следующем. Степки черного тела обладают количеством тепловой энергии, зависящей от их температуры. Эта энергия возбуж - jai T электромагнитное, поле внутри полости, которое забирает часть энергии стенок. В клас-сической теории электромагнитные осцилляторы всех частог находятся в движении под влиянием возбуждения, называемого материалом, составляющим полость, так что генерируются колебания даже очсиъ больших частот. Суть гипотезы Планка состоит в том, что она исключила ек. Детальные расчеты показывают, что плотность энергии в диапазоне от Я.  

Например, часто применялась гипотеза адаптивных ожиданий, согласно которой ожидания постепенно изменяются, реагируя на ранее сделанные ошибки прогноза. Маловероятно, например, что домашние хозяйства долгое время могут недооценивать уровень цен в условиях длительной инфляции. Маса 1961 г., где для одной микромодели впервые формулировалась гипотеза рациональных ожиданий. Суть гипотезы рациональных ожиданий в том, что ожидания являются статистически наилучшим прогнозом, который может быть сделан при имеющейся информации. Иначе говоря, люди не делают систематических ошибок при формировании ожиданий.  

Страницы:      1

Профессор Оксфордского, Кембриджского и Эдинбургского университетов, а также лауреат почти десятка престижных премий в области математики Майкл Фрэнсис Атья представил доказательство гипотезы Римана , одной из семи «проблем тысячелетия», которая описывает, как расположены на числовой прямой простые числа.

Доказательство Атьи небольшое, вместе с введением и списком литературы оно занимает пять страниц. Ученый утверждает, что нашел решение гипотезы, анализируя проблемы, связанные с постоянной тонкой структуры, а в качестве инструмента использовал функцию Тодда. Если научное сообщество сочтет доказательство корректным, то за него британец получит $1 млн от Института математики Клея (Clay Mathematics Institute, Кембридж, Массачусетс).

На приз претендуют также другие ученые. В 2015 году о решении гипотезы Римана заявлял профессор математики Опиеми Энох (Opeyemi Enoch) из Нигерии, а в 2016 году свое доказательство гипотезы представил российский математик Игорь Турканов . По словам представителей Института математики, для того чтобы достижение было зафиксировано, его необходимо опубликовать в авторитетном международном журнале с последующим подтверждением доказательства научным сообществом.

В чем суть гипотезы?

Гипотезу еще в 1859 году сформулировал немецкий математик Бернхард Риман . Он определил формулу, так называемую дзета-функцию, для количества простых чисел до заданного предела. Ученый выяснил, что нет никакой закономерности, которая бы описывала, как часто в числовом ряду появляются простые числа, при этом он обнаружил, что количество простых чисел, не превосходящих x , выражается через распределение так называемых «нетривиальных нулей» дзета-функции.

Риман был уверен в правильности выведенной формулы, однако он не мог установить, от какого простого утверждения полностью зависит это распределение. В результате он выдвинул гипотезу, которая заключается в том, что все нетривиальные нули дзета-функции имеют действительную часть, равную ½, и лежат на вертикальной линии Re=0,5 комплексной плоскости.

Доказательство или опровержение гипотезы Римана очень важно для теории распределения простых чисел, говорит аспирант факультета математики Высшей школы экономики Александр Калмынин . «Гипотеза Римана — это утверждение, которое эквивалентно некоторой формуле для количества простых чисел, не превосходящих данное число x . Гипотеза, например, позволяет достаточно быстро и с большой точностью посчитать количество простых чисел, не превосходящих, к примеру, 10 млрд. Это не единственная ценность гипотезы, потому что у нее есть еще целый ряд довольно далеко идущих обобщений, которые известны как обобщенная гипотеза Римана, расширенная гипотеза Римана и большая гипотеза Римана. Они имеют еще большее значение для разных разделов математики, но в первую очередь важность гипотезы определяется теорией простых чисел», — говорит Калмынин.

По словам эксперта, при помощи гипотезы можно решать ряд классических задач теории чисел: задачи Гаусса о квадратичных полях (проблема десятого дискриминанта), задачи Эйлера об удобных числах, гипотезу Виноградова о квадратичных невычетах и т. д. В современной математике данной гипотезой пользуются для доказательства утверждений о простых числах. «Мы сразу предполагаем, что верна какая-то сильная гипотеза типа гипотезы Римана, и смотрим, что получается. Когда у нас это получается, то мы задаемся вопросом: можем ли мы это доказать без предположения гипотезы? И, хотя такое утверждение пока за пределами того, чего мы можем достигнуть, оно работает как маяк. За счет того, что есть такая гипотеза, мы можем смотреть, куда нам двигаться», — говорит Калмынин.

Доказательство гипотезы также может повлиять на совершенствование информационных технологий, поскольку процессы шифрования и кодирования сегодня зависят от эффективности разных алгоритмов. «Если мы возьмем два простых больших числа по сорок знаков и перемножим, то у нас получится большое восьмидесятизначное число. Если поставить задачу разложить это число на множители, то это будет очень сложная вычислительная задача, на основе которой как раз построены многие вопросы информационной безопасности. Все они заключаются в создании разных алгоритмов, которые завязаны на сложностях подобного рода», — говорит Калмынин.

Проблема жизни и живого является объектом исследования многих естественных дисциплин, начиная с биологии и завершая философией, математикой, рассматривающих абстрактные модели феномена живого, а также физикой, определяющей жизнь с позиций физических закономерностей.

Вокруг этой главной проблемы концентрируются все другие более частные проблемы и вопросы, а также строятся философские обобщения и выводы.

В соответствии с двумя мировоззренческими позициями — материалистической и идеалистической — еще в древней философии сложились противоположные концепции происхождения жизни: креационизм и материалистическая теория происхождения органической природы из неорганической.

Сторонники креационизма утверждают, что жизнь возникла в результате акта божественного творения, свидетельством чего является наличие в живых организмах особой силы, управляющей всеми биологическими процессами.

Сторонники происхождения жизни из неживой природы утверждают, что органическая природа возникла благодаря действию естественных законов. Позднее эта концепция была конкретизирована в идее самозарождения жизни.

Концепция самозарождения , несмотря на ошибочность, сыграла позитивную роль; опыты, призванные ее подтвердить, представили богатый эмпирический материал для развивающейся биологической науки. Окончательный отказ от идеи самозарождения произошел только в XIX в.

В XIX в. также была выдвинута гипотеза вечного существования жизни и ее космического происхождения на Земле. Было высказано предположение, что жизнь существует в космосе и переносится с одной планеты на другую.

В начале XX в. идею космического происхождения биологических систем на Земле и вечности существования жизни в космосе развивал русский ученый академик В.И. Вернадский.

Гипотеза академика А.И. Опарина

Принципиально новая гипотеза происхождения жизни была изложена академиком А.И. Опариным в книге «Происхождение жизни », опубликованной в 1924 г. Он выступил с утверждением, что принцип Реди , вводящий монополию биотического синтеза органических веществ, справедлив лишь для современной эпохи существования нашей планеты. В начале же своего существования, когда Земля была безжизненной, на ней происходили абиотические синтезы углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция.

Суть гипотезы Опарина заключается в следующем: зарождение жизни на Земле — длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. Произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических процессов.

Появление жизни он рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень — биохимическую эволюцию.

Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохимической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой.

Первый этап — химическая эволюция. Когда Земля была еще безжизненной (около 4 млрд лет назад), на ней происходили абиотический синтез углеродистых соединений и их последующая предбиоло- гическая эволюция.

Для этого периода эволюции Земли были характерны многочисленные вулканические извержения с выбросом огромного количества раскаленной лавы. По мере остывания планеты водяные пары, находившиеся в атмосфере, конденсировались и обрушивались на Землю ливнями, образуя огромные водные пространства (первичный океан). Эти процессы продолжались многие миллионы лет. В водах первичного океана были растворены различные неорганические соли. Кроме того, в океан попадали и различные органические соединения, непрерывно образующиеся в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения, высокой температуры и активной вулканической деятельности.

Концентрация органических соединений постоянно увеличивалась, и, в конце концов, воды океана стали «бульоном » из белковопо- добных веществ — пептидов.

Второй этап — появление белковых веществ. По мере смягчения условий на Земле, под воздействием на химические смеси первичного океана электрических разрядов, тепловой энергии и ультрафиолетовых лучей стало возможным образование сложных органических соединений — биополимеров и нуклеотидов, которые, постепенно объединяясь и усложняясь, превращались в протобионтов (доклеточных предков живых организмов). Итогом эволюции сложных органических веществ стало появление коацерватов , или ко- ацерватных капель.

Коацерваты — комплексы коллоидных частиц, раствор которых разделяется на два слоя: слой, богатый коллоидными частицами, и жидкость, почти свободную от них. Коацерваты обладали способностью поглощать различные вещества, растворенные в водах первичного океана. В результате внутреннее строение коацерватов менялось в сторону повышения их устойчивости в постоянно меняющихся условиях.

Теория биохимической эволюции рассматривает коацерваты как предбиологические системы, представляющие собой группы молекул, окруженные водной оболочкой.

Так, например, коацерваты способны поглощать вещества из окружающей среды, вступать во взаимодействие друг с другом, увеличиваться в размерах и т.д. Однако в отличие от живых существ ко- ацерватные капли не способны к самовоспроизводству и саморегулированию, поэтому их нельзя отнести к биологическим системам.

Третий этап — формирование способности к самовоспроизводству, появление живой клетки. В этот период начал действовать естественный отбор, т.е. в массе коацерватных капель происходил отбор ко- ацсрватов, наиболее устойчивых к данным условиям среды. Процесс отбора шел в течение многих миллионов лет. Сохранившиеся ко- ацерватные капли уже обладали способностью к первичному метаболизму — главному свойству жизни.

Вместе с тем, достигнув определенных размеров, материнская капля распадалась на дочерние, сохраняющие особенности материнской структуры.

Таким образом, можно говорить о приобретении коацерватами свойства сам о вое производства — одного из важнейших признаков жизни. По сути дела, на этой стадии коацерваты превратились в простейшие живые организмы.

Дальнейшая эволюция этих предбиологических структур была возможна только при усложнении обменных процессов внутри ко- ацервата.

Внутренняя среда коацервата нуждалась в защите от воздействий окружающей среды. Поэтому вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделившие ко- ацерват от окружающей его водной среды. В процессе эволюции липиды трансформировались в наружную мембрану, что значительно повысило жизнеспособность и устойчивость организмов.

Появление мембраны предопределило направление дальнейшей биологической эволюции по пути все более совершенной авторегуляции, завершившейся образованием первичной клетки — археклет- ки. Клетка — элементарная биологическая единица, структурно-фун- кциональная основа всего живого. Клетки осуществляют самостоятельный обмен веществ, способны к делению и саморегулированию, т.е. обладают всеми свойствами живого. Образование новых клеток из неклеточного материала невозможно, размножение клеток происходит только благодаря делению. Органическое развитие рассматривается как универсальный процесс клеткообразования.

В структуре клетки выделяют: мембрану, отграничивающую содержимое клетки от внешней среды; цитоплазму, представляющую собой соляной раствор с растворимыми и взвешенными ферментами и молекулами РНК; ядро, содержащее хромосомы, состоящие из молекул ДНК и присоединенных к ним белков.

Следовательно, началом жизни следует считать возникновение стабильной самовоспроизводящейся органической системы (клетки) с постоянной последовательностью нуклеотидов. Только после возникновения таких систем можно говорить о начале биологической эволюции.

Возможность абиогенного синтеза биополимеров была экспериментально доказана в середине XX в. В 1953 г. американский ученый С. Миллер смоделировал первичную атмосферу Земли и синтезировал уксусную и муравьиную кислоты, мочевину и аминокислоты путем пропускания электрических зарядов через смесь инертных газов. Таким образом было продемонстрировано, как под действием абиогенных факторов возможен синтез сложных органических соединений.

Несмотря на теоретическую и экспериментальную обоснованность, концепция Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны.

Сильной стороной концепции является достаточно точное эспериментальное обоснование химической эволюции, согласно которой зарождение жизни является закономерным результатом предбиологической эволюции материи.

Убедительным аргументом в пользу этой концепции является также возможность экспериментальной проверки ее основных положений.

Слабой стороной концепции является невозможность объяснения самого момента скачка от сложных органических соединений к живым организмам.

Одну из версий перехода от предбиологической к биологической эволюции предлагает немецкий ученый М. Эйген. Согласно его гипотезе возникновение жизни объясняется взаимодействием нуклеиновых кислот и протеинов. Нуклеиновые кислоты являются носителями генетической информации, а протеины служат катализаторами химических реакций. Нуклеиновые кислоты воспроизводят себя и передают информацию протеинам. Возникает замкнутая цепь — гиперцикл, в котором процессы химических реакций самоускоряются за счет присутствия катал и заторов.

В гиперциклах продукт реакции одновременно выступает и катализатором, и исходным реагентом. Подобные реакции называются автокаталитическими.

Другой теорией, в рамках которой можно объяснить переход от предбиологической эволюции к биологической, является синергетика. Закономерности, открытые синергетикой, позволяют прояснить механизм возникновения органической материи из неорганической в терминах самоорганизации через спонтанное возникновение новых структур в ходе взаимодействия открытой системы с окружающей средой.

Замечания к теории происхождения жизни и возникновении биосферы

В современной науке принята гипотеза абиогенного (небиологического) происхождения жизни под действием естественных причин в результате длительного процесса космической, геологической и химической эволюции — абиогенеза, основой которой явилась гипотеза академика А. И. Опарина. Абиогенезная концепция не исключает возможности существования жизни в космосе и ее космического про- исхожления на Земле.

Однако, исходя из современных достижений науки, к гипотезе А.И. Опарина напрашиваются следующие уточнения.

Жизнь не могла возникнуть на поверхности (или около нее) воды Океана, поскольку в те далекие времена Луна находилась много ближе к Земле, чем в настоящее время. Приливные волны должны были быть огромной высоты, большой разрушительной силы. Про- тобионты в этих условиях просто не могли образоваться.

Из-за отсутствия озонового слоя под воздействие жесткого ультрафиолетового излучения протобионты так же не могли существовать. Это говорит о том, что жизнь могла появиться только в толще воды.

Из-за особых условий жизнь могла появиться только в воде первичного Океана, но не на поверхности, а на дне в тонких пленках органического вещества, адсорбированного поверхностями кристаллов пирита и апатитов, видимо, около геотермальных источников. Поскольку, установлено, что органические соединения образуются в продуктах извержения вулканов, а вулканическая деятельность под Океаном в древности была весьма активной. Растворенного кислорода в древнем Океане, способного окислить органические соединения, не было.

Сегодня считается, что протобионты представляли собой молекулы РНК, но не ДНК, так как доказано, что процесс эволюции шел от РНК к белку, а затем к образованию молекулы ДНК, у которой С-Н связи были более прочными, чем С-ОН связи у РНК. Однако понятно, что молекулы РНК не могли возникнуть в результате плавного эволюционного развития. Вероятно, имел место скачек со всеми чертами самоорганизации вещества, механизм которого к настоящему времени не ясен.

Первичная биосфера в толще воды, вероятно, была представлена богатым функциональным разнообразием. И первое появление жизни должно было произойти не в виде какого-то одного вида организма, а в совокупности организмов. Сразу должны были появиться многие первичные биоценозы. Они состояли из простейших одноклеточных организмов, способных выполнять все без исключения функции живого вещества в биосфере.

Эти простейшие организмы были гетеротрофами (питались готовыми органическими соединениями), были прокариотами (организмами без ядра), были анаэробами (использовали дрожжевое брожение как источник энергии).

Из-за особых свойств углерода жизнь появилась именно на этой основе. Однако никакие современные данные не противоречат вероятности появления жизни не только на углеродной основе.

Некоторые будущие направления изучения происхождения жизни

В XXI в. с целью прояснения проблемы возникновения жизни, исследователи проявляют повышенный интерес к двум объектам - к спутнику Юпитера, открытому еще в 1610 г. Г. Галилеем. Он находится на расстоянии от Земли, равном 671 000 км. Его диаметр составляет 3100 км. Он покрыт многокилометровым слоем льда. Однако под покровом льда находится океан, и в нем, возможно, сохранились простейшие формы древней жизни.

Другой объект - Восточное озеро , которое называют реликтовым водоемом. Находится оно в Антарктиде под четырехкилометровым слоем льда. Наши исследователи обнаружили его в результате глубоководного бурения. В настоящее время разрабатывается международная программа, ставящая своей целью проникнуть в воды этого озера, не нарушая его реликтовую чистоту. Возможно, что там существуют реликтовые организмы возрастом несколько миллионов лет.

Проявляется также большой интерес к обнаруженной на территории Румынии пещере, не имеющей доступа света. Когда же пробурили вход в эту пещеру, то обнаружили существование слепых живых организмов типа жучков, которые питаются микроорганизмами. Эти микроорганизмы используют для своего существования неорганические соединения, содержащие сероводород, поступающие изнутри дна этой пещеры. В эту пещеру не проникает свет, но там есть вода.

Особый интерес вызывают микроорганизмы, открытые в последнее время американскими учеными при исследовании одного из соленых озер. Эти микроорганизмы п роя an я ют исключительную устойчивость к среде обитания. Они могут жить даже на чисто мышьяковистой среде.

Привлекают также большое внимание организмы, живущие в так называемых «черных курильщиках» (рис. 2.1).

Рис. 2.1. «Черные курильщики» дна океана (струи горячей воды показаны стрелками)

«Черные курильщики» — действующие на дне океанов многочисленные гидротермальные источники, приуроченные к осевым частям срединно-океанических хребтов. Из них в океаны под высоким давлением в 250 атм. поступает высокоминерализованная горячая вода (350 °С). Их вклад в тепловой поток Земли составляет порядка 20%.

Гидротермальные океанические источники выносят растворенные элементы из океанической коры в океаны, изменяя кору и внося весьма значительный вклад в химический состав океанов. Совместно с циклом генерации океанической коры в океанических хребтах и ее рециклирования в мантию, гидротермальное изменение представляет двухэтапную систему переноса элементов между мантией и океанами. Рециклированная в мантию океаническая кора, видимо, ответственна за часть мантийных неоднородностей.

Гидротермальные источники в срединно-океанических хребтах — среда обитания необычных биологических сообществ, получающих энергию из разложения соединений гидротермальных флюидов (черный цвет струи).

В океанической коре, видимо, находятся самые глубинные части биосферы, достигающие глубины 2500 м.

Гидротермачьные источники вносят значительный вклад в тепловой баланс Земли. Под срединными хребтами мантия подходит наиболее близко к поверхности. Морская вода по трещинам проникает в океаническую кору на значительную глубину, вследствие теплопроводности нагревается мантийным теплом и концентрируется в магматических камерах.

Глубокое изучение перечисленных выше «особых» объектов, несомненно, приведет ученых к более объективному пониманию проблемы происхождения жизни на нашей планете и образованию ее биосферы.

Однако следует указать, что к настоящему времени экспериментально получить жизнь не удается.

ГИПОТЕЗА

ГИПОТЕЗА

Философия: Энциклопедический словарь. - М.: Гардарики . Под редакцией А.А. Ивина . 2004 .

ГИПОТЕЗА

(от греч. hypothesis – основание, основа)

хорошо продуманное предположение, выраженное в форме научных понятий, которое должно в определенном месте восполнить пробелы эмпирического познания или связать различные эмпирические знания в целое либо дать предварительное объяснение факту или группе фактов. Гипотеза является научной лишь в том случае, если она подтверждается фактами: «Hypotheses поп fingo» (лат.) – «Гипотез я не измышляю» (Ньютон). Гипотеза может существовать лишь до тех пор, пока не противоречит достоверным фактам опыта, в противном случае она становится просто фикцией; она верифицируется (проверяется) соответствующими фактами опыта, в особенности экспериментом, получая истины; она является плодотворной как эвристическая или , если может привести к новым знаниям и новым путям познания. «Существенная гипотезы состоит в том, что она ведет к новым наблюдениям и исследованиям, благодаря чему наша догадка подтверждается, опровергается или модифицируется, – короче, расширяется» (Мах). Факты опыта какой-либо ограниченной научной области вместе с осуществленными, строго доказанными гипотезами или связывающими, единственно возможными гипотезами образуют теорию (Пуанкаре , Наука и гипотеза , 1906).

Философский энциклопедический словарь . 2010 .

ГИПО́ТЕЗА

(от греч. ὑπόϑεσις – основа, предположение)

1) Особого рода предпо- ложение о непосредственно ненаблюдаемых формах связи явлений или причинах, производящих эти явления.

3) Сложный прием, включающий в себя как выдвижение предположения, так и его последующее доказательство.

Гипотеза как предположение. Г. выступает в двоякой роли: либо как предположение о той или иной форме связи между наблюдаемыми явлениями, либо как предположение о связи между наблюдаемыми явлениями и внутр. производящей их основой. Г. первого рода называются о п и с а т е л ь н ы м и, а второго – о б ъ я с н и т е л ь н ы м и. В качестве научного предположения Г. отличается от произвольной догадки тем, что удовлетворяет ряду требований. Выполнение этих требований образует состоятельности Г. Первое условие: Г. должна объяснять весь круг явлений, для анализа к-рого она выдвигается, по возможности не противореча ранее установл. фактам и науч. положениям. Однако, если объяснение данных явлений на основе непротиворечия известным фактам не удается, выдвигаются Г., вступающие в с ранее доказанными положениями. Так возникли многие фундамент. Г. науки.

Второе условие: принципиальная проверяемость Г. Гипотеза есть предположение о нек-рой непосредственно ненаблюдаемой основе явлений и может быть проверена лишь путем сопоставления с опытом выведенных из нее следствий. Недоступность следствий опытной проверке и означает непроверяемость Г. Надо различать двоякого рода непроверяемость: практич. и принципиальную. Первая состоит в том, что следствия не могут быть проверены на данном уровне развития науки и техники, но в принципе их проверка возможна. Практически непроверяемые в данный момент Г. не могут отбрасываться, но они должны выдвигаться с известной осторожностью; не может сосредоточивать свои осн. усилия на разработке таких Г. Принципиальная непроверяемость Г. состоит в том, что она не может дать следствий, допускающих сопоставление с опытом. Яркий образчик принципиально непроверяемой Г. дает предложенное Лоренцем и Фицджеральдом объяснение отсутствия интерференционной картины в опыте Майкельсона. Предположенное ими сокращение длины любого тела в направлении его движения принципиально не может быть обнаружено никаким измерением, т.к. вместе с движущимся телом такое же сокращение испытывает и масштабная линейка, при помощи к-рой будет производиться . Г., к-рые не ведут ни к каким наблюдаемым следствиям, кроме тех, для объяснения к-рых они специально выдвигаются, и будут принципиально непроверяемыми. Требование принципиальной проверяемости Г. есть, по самой сути дела, требование глубоко материалистическое, хотя его и пытается использовать в своих интересах , особенно , к-рый выхолащивает из требования проверяемости содержание, сводя его к пресловутому началу принципиальной наблюдаемости (см. Верифицируемости принцип) или к требованию операционалистского определения понятий (см. Операционализм). Позитивистские спекуляции на требовании принципиальной проверяемости не должны приводить к объявлению самого этого требования позитивистским. Принципиальная проверяемость Г. – чрезвычайно важное условие ее состоятельности, направленное против произвольных конструкций, не допускающих никаких внешних обнаружений, никак не проявляющих себя вовне.

Третье условие: приложимость Г. к возможно более широкому кругу явлений. Из Г. должны выводиться не только те явления, для объяснения к-рых она специально выдвигается, но и возможно более широкий явлений, непосредственно, казалось бы, не связанных с первоначальными. Т. к. представляет собой единое связное целое и отдельное существует лишь в той связи, к-рая ведет к общему, Г., предложенная для объяснения к.-л. сравнительно узкой группы явлений (если она верно охватывает их ), непременно окажется имеющей силу и для объяснения каких-то др. явлений. Напротив, если Г. ничего не объясняет, кроме той специфич. группы явлений, для понимания к-рой она и была специально предложена, то это значит, что она не схватывает общей основы этих явлений, что она в значит. своей части произвольна. Такие Г. носят гипотез , т.е. Г., выдвигаемых исключительно и только для объяснения данной, немногочисл. группы фактов. Напр., Г. квантов была первоначально предложена Планком в 1900 для объяснения одной сравнительно узкой группы фактов – излучения абсолютно черного тела. Осн. допущение этой Г. о существовании дискретных порций энергии – квантов – было необычно и резко противоречило классич. представлениям. Однако Г. квантов, при всей своей необычности и кажущемся характере Г. ad hoc, оказалась способной в дальнейшем объяснить исключительно широкий круг фактов. В частной области излучения абсолютно черного тела она нащупала общую основу, обнаруживающую себя во многих др. явлениях. Именно такой характер носят науч. Г. вообще.

Четвертое условие: наивозможная принципиальная простота Г. Это не должно пониматься как требование легкости, доступности или простоты математич. формы Г. Действит. простота Г. заключается в ее , исходя из единого основания, объяснить по возможности более широкий круг различных явлений, не прибегая при этом к искусств. построениям и произвольным допущениям, не выдвигая в каждом новом случае все новых и новых Г. ad hoc. Простота науч. Г. и теорий имеет источник и не должна смешиваться с субъективистской трактовкой простоты в духе, напр., принципа экономии мышления. В понимании объективного источника простоты науч. теорий существует коренное различие между метафизич. и диалектич. материализмом, к-рый исходит из признания неисчерпаемости материального мира и отбрасывает метафизич. веру в некую абс. простоту природы. Простота Г. относительна, поскольку относительна "простота" самих объясняемых явлений. За кажущейся простотой наблюдаемых явлений раскрывает их внутр. сложность. Науке постоянно приходится отказываться от старых простых концепций и создавать новые, могущие на первый взгляд казаться значительно более сложными. Задача состоит в том, чтобы не останавливаться на констатации этой сложности, а идти дальше, к раскрытию того внутр. единства и диалектич. противоречия, той общей связи, к-рая лежит в основе этой сложности. Поэтому с дальнейшим прогрессом знаний новые теоретич. построения необходимо приобретают принципиальную простоту, хотя и не совпадающую с простотой прежней теории. Соблюдение осн. условий состоятельности Г. еще не превращает ее в теорию, но при их отсутствии предположение вообще не может притязать на роль науч. Г.

Гипотеза как умозаключение. Умозаключение Г. состоит в перенесении субъекта из одного суждения, обладающего данным предикатом, в др. , имеющее сходный и нек-рый неизвестный пока . На Г. как особое умозаключение впервые обратил М. Каринский, переоценивший, однако, свое открытие и включивший в умозаключение Г. не только выдвижение нек-рого предположения, но и процесс его последующего доказательства. Выдвижение любой Г. начинается всегда с изучения того круга явлений, для объяснения к-рого эта Г. создается. С логич. точки зрения это означает, что происходит формулировка установочного суждения для построения Г.: X есть Р1 и Р2 и Р3 и т.д., где Р1, Р2 – открытые исследованием признаки изучаемой группы явлений, а X – неизвестный пока носитель этих признаков (их ). Среди имеющихся суждений ищется такое, к-рое по возможности содержало бы в себе те же частные предикаты Р1, Р2 и т.д., но при уже известном субъекте (): S есть Р1 и Р2 и Р3 и т.д. Из двух имеющихся суждений и делается вывод: X есть Р1 и Р2 и Р3; S есть P1 и Р2 и Р3, следовательно, X = S.

Приведенное умозаключение и есть умозаключение Г. (в этом смысле – гипотетич. умозаключение), а полученное в выводе суждение и есть Г. По внешнему виду гипотетич. умозаключение напоминает вторую фигуру категорич. силлогизма, но с двумя утвердит, посылками, что, как известно, представляет логически неправомерную форму вывода. Но это оказывается внешним. Предикат установочного суждения, в отличие от предиката в посылках второй фигуры, имеет сложное строение и в большей или меньшей степени оказывается специфичным, что дает возможность качеств. оценки вероятности того, что при совпадении предикатов есть сходство и в субъектах. Известно, что при наличии общевыделяющей вторая фигура дает достоверный и при двух утвердит. суждениях. В этом случае совпадение предикатов делает вероятность совпадения субъектов равной 1. В случае невыделяющих суждений эта вероятность колеблется от 0 до 1. Обычные утвердит. посылки во второй фигуре не дают оснований для оценки этой вероятности, и поэтому здесь логически неправомерен. В гипотетич. умозаключении такая производится на основе сложного характера предиката, в большей или меньшей степени приближающего его к специфич. предикату выделяющего суждения.