БИОФИЗИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ БИОНООСФЕРЫ
Источник:
Биофизику следует рассматривать как физику явлений жизни, изучаемых на микро, макро и мегауровнях: от молекул (в частности ДНК), человека и бионоосферы в целом. Термин «бионоосфера» был введен нами в работе [1]. Под ним подразумевается существование биосферно-ноосферного комплекса. Применим к изучению этой сложной метасистемы теорию, описывающую диссипативные системы. В этих открытых, неравновесных системах возникают процессы самоорганизации.
Как мы знаем, современное научное мировоззрение формируется на основе процесса интеграции знаний [2]. Большую роль здесь сыграло математическое моделирование процессов с использованием нелинейных систем, позволяющих одинаково хорошо описывать явления самоорганизации и хаоса в любых природных и социальных системах. Согласно сказанному, будем считать информационную реальность, связанную с мыслительным и вычислительным экспериментами, одной из составляющих ноосферы.
В системе «бионоосфера» идет процесс непрерывного развития. Общим языком, описывающим процесс развития материи как единого целого, на наш взгляд, является синергетика, тесно связанная с информацией, мышлением. Сфера Разума - ноосфера является естественным этапом развития жизни на Земле
[3-6]. Мышление, особенно математическая манера мышления, дает возможность связать в единое целое результаты отдельных исследований, реализовать принцип системности, утвердить в междисциплинарных исследованиях единый язык, используемый, например, в информационно-синергетических моделях.
Подобная модель имеет вид [7]:
(1)
где Ni - число носителей информации i-того типа, например, зайцев в модели Лотки-Вольтерра «хищник-жертва».
Модель описывает численность носителей Ni за счет источника (зайцы поедают траву и размножаются); внутривидовые взаимодействия αNi2 (заяц-зайчиха); межвидовые взаимодействия - (заяц-рысь) и ΔNi - дивергенция (расхождение), где Δ - оператор Лапласа, например побег одного из носителей информации (зайца) в другой лес по x, y или z координатам. Анализ показывает, что система (1) эволюционирует, и в процессе эволюции самопроизвольно повышается ценность информации. Данная модель является примером продуктивности синтеза термодинамического (синергетического) и информационного подходов, поскольку динамическая теория информации является одной из ветвей термодинамики неравновесных открытых систем, а член уравнения (1) описывает поведение синергетической системы.
Модель (1) представляет собой поризм [8]. Она применяется для решения самых разных задач, таких как возникновение ценной биологической информации, формировании языка, эволюции Вселенной и т.д.
Модели типа (1) решались нами намного раньше [9].
Вычислительный эксперимент при этом играет особую роль, т.к. помогает решить многокомпонентные, многовариантные задачи. Для описания среды обитания, в частности, атмосферы, озонового слоя, ионосферы и т.д., нами используются нелинейные дифференциальные уравнения вида:
где q - скорость ионообразования, Ni, Nj - концентрации частиц, div(Njv) - диффузионный член, v - скорость вертикального дрейфа частиц.
Для построения информационно-синергетической модели среды, например, ионосферы, мы выбрали следующие выражения, основанные на уравнениях Навье-Стокса.
(2)
(3)
(4)
(5)
где u - меридиональная скорость нейтрального ветра, х - зональная скорость нейтрального ветра, направленная на восток.
Коэффициенты ионно-молекулярных реакций g (см3сек-1) и диссоциативной реакции a (см3сек-4) представлены в наших работах [10-11].
Дополним эти уравнения выражениями для температуры ионов
(6)
(7)
где Tn - температура нейтральных частиц, и для ионов магния.
(8)
где VD1 - соответствует теории сдвига.
Для определения концентрации озона использовались два варианта. Один из них:
, (9)
где - шкала высот нейтральной атмосферы.
Несмотря на то, что озон (трехатомный газообразный кислород) составляет 4·10-7 от общего объема атмосферы, его называют щитом, предохраняющим все живое - растения, животных, человека от ультрафиолетовой радиации Солнца с длиной волны 308 нм, которая разрушает ДНК живых клеток. В атмосфере Земли находится ~ 3,27∙109 т озона. Толщина слоя в среднем составляет 0,279 см.
Модели, предлагаемые нами, носят характер информационно-синергетических, так как, во-первых, они человекомерны; мы выбираем параметры модели, благодаря которым результат становится более приближенным к эксперименту; придаем семантический смысл символам, употребляемым в ней и создаем определенный порядок, при этом решение само устанавливается до периодичности, т.е. происходит самоорганизация. Система делает выбор, она проходит точку бифуркации и информационно может давать результат, описывающий новое состояние системы.
В работе [1] мы рассматривали степенные функции Б. Мандельброта, необходимые для пошагового выращивания фракталов и автоволновые модели типа «хищник-жертва», показывающее становление численности популяций в заданном регионе, а также методику построения моделей с использованием системы уравнений типа (2 - 9), с учетом нашей модели магнитного поля Земли [12-14]. В этом случае представится возможность учитывать процессы влияния озонового слоя на живое, влияние геомагнитного поля на биосферу в целом и на круговорот веществ в ней, включая вещество биогенного происхождения.
Из сказанного следует, что информационно-синергетические модели описывают разные формы самодвижения материи - физическую и информационную, принадлежащие Единой реальности всей Вселенной и биосферно-ноосферному комплексу в частности.
В настоящее время, в связи с антропогенными нагрузками на биосферу, становится очевидной необходимость планируемого развития, опирающегося на глубокие знания взаимодействия человеческой деятельности и изменения природных факторов. Возникновение жизни, возникновение разума, познающего себя, возникновение ноосферы, когда настоящее и дальнейшее развитие планеты определяется действием разума - звенья единого эволюционного процесса. На данном этапе сферы Разума, человек берет на себя ответственность за последующий ход эволюции Земли и человечества. Этот процесс управляем, целенаправлен, представляет собой коэволюцию биосферы и человека, как естественный процесс совместного развития.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Кутимская М.А., Волянюк Е.Н. Бионоосфера: учеб. пособие. - Иркутск: Иркут. ун-т., 2005. - 212 с.
- Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика как новое мировидение: диалог с И. Пригожиным. // Вопр. философии, 1992. - №12. - 4 с.
- Моисеев Н.Н. Человек, среда, общество. - М.: Наука, 1980.
- Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. - М., 1989.
- Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. - М.: Наука, 1991.
- Волянюк Е.Н., Кутимская М.А. Социальная экология и учение Вернадского о биосфере и ноосфере // Человек и биосфера на рубеже веков: пути развития цивилизации. - Иркутск: ИрГСХА, 1988. - С. 25-28.
- Chernavskay N.V., Chernavski D.S. Some Theoretical Aspects of the Problem of Life Origin. Theor. Biol., 1975. - T. 8. - N 53. - P. 13-20.
- Мелик-Гайказян И.В., Мелик-Гайказян М.В., Тарасенко В.Ф. Методология моделирования нелинейной динамики сложных систем. - М.: Физмалит, 2001. - 272 с.
- Кутимская М.А., Поляков В.М., Климов Н.Н., Кузнецова Г.М. Динамическая модель ионосферно-протоносферных взаимодействий с учетом температурных изменений. - Иркутск: ИГУ, 1969. - 15 с.
- Кутимская М.А., Поляков В.М., Климов Н.Н. и др. Динамическая модель взаимодействия области F ионосферы и плазмосферы. // Геомагнетизм и аэрономия. - М., 1973. - Т. 13. - № 1. - С. 41-47.
- Кутимская М.А., Волянюк Е.Н., Убрятова Л.В. Информационно-синергетическое моделирование объектов биосферно-ноосферного комплекса. / 8-я международная НПК (Сибресурс - 8 - 2002). - Томск: Томск. ун-т, 2002. - С. 137-140.
- Кутимская М.А., Кузьмин В.Н. Расчет силовых линий магнитного поля Земли. / Геомагнетизм и аэрономия. - М.: Наука, 1969. - Т. 9. - № 3. - С. 575.
- Кутимская М.А., Кузьмин В.Н. Модель замкнутой магнитосферы. / Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - М.: Наука, 1971. - № 13. - 300 с.
- Кутимская М.А., Кузнецова П.М. Моделирование магнитного поля Земли. / Актуальные вопросы экологии и рационального природопользования. - Иркутск: ИГСХА, 1996. - С. 6.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Статья в формате PDF 127 KB...
01 12 2020 4:48:32
Статья в формате PDF 98 KB...
29 11 2020 13:27:24
Статья в формате PDF 114 KB...
28 11 2020 19:59:19
Статья в формате PDF 101 KB...
27 11 2020 5:48:46
Статья в формате PDF 120 KB...
26 11 2020 14:31:31
Статья в формате PDF 245 KB...
25 11 2020 19:39:24
Статья в формате PDF 113 KB...
24 11 2020 7:30:29
Статья в формате PDF 172 KB...
23 11 2020 14:11:42
Статья в формате PDF 114 KB...
22 11 2020 10:41:12
Статья в формате PDF 104 KB...
21 11 2020 20:33:41
Статья в формате PDF 106 KB...
20 11 2020 22:25:41
Статья в формате PDF 94 KB...
19 11 2020 18:43:34
Статья в формате PDF 157 KB...
18 11 2020 12:50:51
Статья в формате PDF 121 KB...
17 11 2020 21:33:35
Статья в формате PDF 113 KB...
16 11 2020 15:11:17
Статья в формате PDF 117 KB...
13 11 2020 1:40:36
Статья в формате PDF 104 KB...
12 11 2020 19:41:54
Статья в формате PDF 129 KB...
11 11 2020 7:10:10
Статья в формате PDF 263 KB...
09 11 2020 23:27:47
Статья в формате PDF 196 KB...
08 11 2020 9:35:30
Статья в формате PDF 249 KB...
07 11 2020 20:13:45
Статья посвящена решению проблемы сварки металлов, имеющих на поверхности тугоплавкие окисные пленки. Были проведены исследования дугового разряда обратной полярности, горящий между соплом плазменной горелки и изделием, возбуждаемый и стабилизируемый с помощью факела плазмы, в ходе экспериментов были получены сваренные образцы из цветных металлов и алюминия. ...
06 11 2020 9:23:25
Статья в формате PDF 110 KB...
05 11 2020 12:41:16
Статья в формате PDF 121 KB...
03 11 2020 4:47:57
В сообщении представлены сведения о трансформации населения охотничье-промысловых млекопитающих при освоении Чаяндинского лицензионного участка ( Западная Якутия). Материалы собраны в 2009–2011 гг. В результате проведенных учетных работ и опросных сведений на территории лицензионного участка выявлено обитание 10 видов охотничье-промысловых млекопитающих из 20 видов, обитающих на территории Западной Якутии. На настоящий момент существенных изменений численности охотничье-промысловых животных на лицензионном участке не происходит. В целом воздействие геологоразведочных работ на нефть и газ носят локальный характер. ...
02 11 2020 14:59:52
Статья в формате PDF 118 KB...
01 11 2020 12:57:24
Статья в формате PDF 130 KB...
31 10 2020 11:18:22
Статья в формате PDF 114 KB...
30 10 2020 22:49:48
Статья в формате PDF 92 KB...
29 10 2020 11:14:14
Статья в формате PDF 136 KB...
28 10 2020 22:16:34
Статья в формате PDF 116 KB...
27 10 2020 3:49:28
Статья в формате PDF 80 KB...
26 10 2020 5:58:17
Статья в формате PDF 110 KB...
25 10 2020 4:14:55
Статья в формате PDF 119 KB...
24 10 2020 6:47:27
Статья в формате PDF 162 KB...
23 10 2020 11:15:33
Статья в формате PDF 130 KB...
22 10 2020 20:27:43
Статья в формате PDF 129 KB...
21 10 2020 13:59:58
Статья в формате PDF 84 KB...
20 10 2020 7:35:57
Статья в формате PDF 104 KB...
19 10 2020 1:18:43
Статья в формате PDF 98 KB...
18 10 2020 22:41:52
Статья в формате PDF 100 KB...
17 10 2020 2:43:11
Предложен новый подход к построению педагогической системы учителя. Выделена ее основная цель: формирование навыка понимания. Предложен путь ее реализации, включающий согласование целей обучения, разработку новой программы и новых форм и методов обучения. Выявлены некоторые трудности обучения, затрудняющие формирование навыка понимания. ...
16 10 2020 19:47:48
В статье рассмотрены реакции 1,3-дегидроадамантана, относящегося к напряженным мостиковым [3.3.1]пропелланам, с диметилтрисульфидом. Установлено, что при взаимодействии образуются 1,3-бис(метилтио)адамантан, 1-(метилдитио)-3-(метилтио)адамантан и 1,3-бис(метилдитио)адамантан в соотношении 1:4,5:1. Структуры полученных соединений подтверждены методами хромато-масс-спектометрии и Я М Р1 Н-спектроскопии. Выход целевого 1-(метилдитио)-3-(метилтио)адамантана составляет 50 %. Было предположено, что реакция протекает по радикальному механизму. Приведено описание эксперимента. ...
15 10 2020 8:59:36
Статья в формате PDF 139 KB...
14 10 2020 20:47:29
Статья в формате PDF 253 KB...
13 10 2020 14:39:12
Статья в формате PDF 121 KB...
12 10 2020 18:54:40
Статья в формате PDF 128 KB...
11 10 2020 20:21:45
Статья в формате PDF 306 KB...
09 10 2020 22:14:51
Статья в формате PDF 106 KB...
08 10 2020 10:16:20
Статья в формате PDF 108 KB...
07 10 2020 17:44:32
Статья в формате PDF 262 KB...
06 10 2020 10:56:22
Статья в формате PDF 230 KB...
04 10 2020 22:46:52
Статья в формате PDF 98 KB...
03 10 2020 14:50:24
Статья в формате PDF 99 KB...
02 10 2020 19:29:57
Статья в формате PDF 138 KB...
29 09 2020 9:10:35
Статья в формате PDF 420 KB...
28 09 2020 16:41:55
Статья в формате PDF 314 KB...
27 09 2020 17:51:57
Статья в формате PDF 275 KB...
26 09 2020 10:10:37
Статья в формате PDF 133 KB...
25 09 2020 15:14:35
Статья в формате PDF 112 KB...
24 09 2020 10:16:46
Обучение взрослых дипломированных специалистов существенно отличается от обучения студентов. Если на додипломном уровне приемлема педагогическая модель обучения с доминантой обучающего, то на этапе же последипломного образования необходимо руководствоваться продуктивной андрагогической моделью обучения. Её главный постулат: обучающийся – ведущее звено в процессе образования. Исходя из этого, в течение ряд лет мы используем методику психологического типирования личности американского исследователя Д. Кейрси. И на основании выявления уровней подготовки, психофизиологических и личностных особенностей обучающихся практикуем деловые игры, мастер-классы, создание взрослыми обучающимися порт-фолио непосредственно на рабочем месте. Результаты положительные. ...
22 09 2020 11:58:36
Статья в формате PDF 112 KB...
21 09 2020 15:55:11
Статья в формате PDF 293 KB...
20 09 2020 8:13:51
Статья в формате PDF 126 KB...
19 09 2020 0:37:31
Статья в формате PDF 109 KB...
18 09 2020 4:56:58
Статья в формате PDF 162 KB...
17 09 2020 18:12:27
Статья в формате PDF 134 KB...
16 09 2020 21:46:32
Статья в формате PDF 107 KB...
15 09 2020 2:56:15
Статья в формате PDF 227 KB...
14 09 2020 7:31:58
Статья в формате PDF 111 KB...
12 09 2020 5:56:11
Статья в формате PDF 139 KB...
11 09 2020 15:14:33
Статья в формате PDF 433 KB...
10 09 2020 3:30:17
Статья в формате PDF 307 KB...
07 09 2020 21:59:49
Статья в формате PDF 269 KB...
06 09 2020 23:14:35
Среди населения Ширванской зоны Азербайджана проведены медико-генетические исследования по выявлению нарушений Ц Н С и органов чувств, установлены типы наследования патологий. Среди 119 больных с 14 наследственными и врожденными заболеваниями 71,43 % приходится на моногенные патологии с аутосомно-рецессивным типом наследования, что объясняется кровнородственными браками среди родителей пробандов. ...
05 09 2020 12:21:41
Статья в формате PDF 138 KB...
04 09 2020 21:11:34
Статья в формате PDF 119 KB...
03 09 2020 14:52:36
Статья в формате PDF 307 KB...
02 09 2020 21:22:14
Статья в формате PDF 98 KB...
01 09 2020 17:12:26
Статья в формате PDF 109 KB...
31 08 2020 16:36:14
Статья в формате PDF 245 KB...
30 08 2020 0:25:17
Статья в формате PDF 127 KB...
28 08 2020 20:11:21
Статья в формате PDF 116 KB...
27 08 2020 16:24:42
Статья в формате PDF 314 KB...
26 08 2020 17:51:26
Статья в формате PDF 100 KB...
25 08 2020 13:27:18
Статья в формате PDF 112 KB...
23 08 2020 20:15:42
Статья в формате PDF 110 KB...
22 08 2020 18:30:21
Статья в формате PDF 124 KB...
20 08 2020 0:22:43
Организация полноценного процесса познания предполагает реализацию развивающего образования и самообразования, непрерывность данного процесса на всех его ступенях. Понятие интегрирует в себе процесс и итог познания сущности предметов, явлений, включает рефлексивные процессы мышления, обеспечивая их необратимость, свернутость, системность. Эмоциональное отношение ребенка к изучаемому материалу создает в мышлении своеобразную доминанту, поддерживающую любознательность и интерес. Основная особенность опытно-экспериментальной деятельности состоит в наличии возможности управлять ходом изучения явления, здесь ребенок проявляет собственную активность и творчество в процессе получения новых знаний. Опытно-экспериментальную деятельность по развитию естественнонаучных понятий необходимо строить в соответствии с четырьмя этапами диалектического познания: основание - ядро - следствие – общие критические истолкования, а также с учетом обобщенного плана проведения опыта: цель - схема - ход - результат. Методика организации опытно-экспериментальной деятельности по развитию естественнонаучных понятий дошкольников и младших школьников раскрыта нами на примере понятия «свет». Развитие естественнонаучных понятий дошкольников и младших школьников эффективно в условиях личностно-ориентированного образования, обращенного к чувствам, индивидуально неповторимому миру человека. ...
19 08 2020 0:37:56
Статья в формате PDF 254 KB...
18 08 2020 20:48:20
Статья в формате PDF 114 KB...
17 08 2020 22:15:58
Статья в формате PDF 262 KB...
16 08 2020 23:16:21
Статья в формате PDF 105 KB...
15 08 2020 10:49:49
Статья в формате PDF 123 KB...
14 08 2020 14:36:20
Статья в формате PDF 104 KB...
13 08 2020 0:49:18
В статье рассмотрен кластерный подход к структурированию экономики и обоснованию стратегий региональной экономической политики повышения качества кластера процессов жизнеобеспечения. ...
12 08 2020 19:19:29
Статья в формате PDF 364 KB...
11 08 2020 22:57:36
Статья в формате PDF 123 KB...
10 08 2020 2:30:28
Статья в формате PDF 147 KB...
09 08 2020 3:14:35
Статья в формате PDF 134 KB...
08 08 2020 9:50:19
Статья в формате PDF 113 KB...
07 08 2020 15:58:39
Статья в формате PDF 316 KB...
05 08 2020 15:40:49
Статья в формате PDF 113 KB...
04 08 2020 6:48:32
Статья в формате PDF 296 KB...
03 08 2020 14:20:29
Статья в формате PDF 133 KB...
02 08 2020 15:42:39
Статья в формате PDF 113 KB...
01 08 2020 3:49:47
Статья в формате PDF 253 KB...
31 07 2020 20:15:42
Статья в формате PDF 304 KB...
30 07 2020 6:30:48
Статья в формате PDF 109 KB...
29 07 2020 21:24:22
Статья в формате PDF 283 KB...
26 07 2020 10:17:51
Статья в формате PDF 117 KB...
25 07 2020 18:44:43
Статья в формате PDF 100 KB...
24 07 2020 14:48:23
Статья в формате PDF 108 KB...
23 07 2020 23:14:31
Статья в формате PDF 91 KB...
22 07 2020 20:48:37
Статья в формате PDF 139 KB...
20 07 2020 6:59:25
Статья в формате PDF 114 KB...
19 07 2020 22:54:11
Статья в формате PDF 127 KB...
18 07 2020 3:18:23
В работе исследовали влияние этацизина и димефосфона на смертность белых мышей и динамику поведенческих реакций в условиях хронического гиподинамического стресса. Показано токсическое влияние этацизина: увеличение смертности животных и негативное влияние на поведенческие реакции. Димефосфон не оказывал влияния на летальность и проявлял стресспротекторное ...
16 07 2020 6:40:56
Статья в формате PDF 104 KB...
13 07 2020 3:42:29
Статья в формате PDF 85 KB...
12 07 2020 0:21:58
Статья в формате PDF 132 KB...
11 07 2020 19:15:16
Статья в формате PDF 111 KB...
10 07 2020 9:46:42
Статья в формате PDF 334 KB...
09 07 2020 13:40:30
Статья в формате PDF 256 KB...
08 07 2020 4:12:54
В работе показано, что фундаментальные принципы классической механики и теории поля - принцип наименьшего действия и калибровочная инвариантность полей и электромагнитного поля - есть прямое следствие существования уже в рамках классической физики функции состояния. ...
06 07 2020 17:13:26
Статья в формате PDF 119 KB...
05 07 2020 23:53:29
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::
Последовательность подготовки научной работы может быть такой: