2. Какое значение для развития науки имели открытия к.А.Тимирязева?

Выдающийся русский ученый конца ХIХ – начала ХХ в. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) роль зеленых растений на Земле назвал космической. Он писал: "Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического".

Современная наука подтвердила правильность взглядов К. А. Тимирязева относительно исключительной важности для фотосинтеза именно красных лучей солнечного спектра. Оказалось, что коэффициент использования красного света в ходе фотосинтеза выше, чем синих лучей, которые также поглощаются хлорофиллом.

Красные лучи, по представлениям К. А. Тимирязева, играют основополагающую роль в процессе мироздания и созидания жизни. В статье-притче «Красное знамя», написанной им в июне 1917 года, читаем: «Если красный цвет является фактическим признаком, выражением работоспособности света в творческом процессе созидания жизни, то не следует ли признать его самой подходящей эмблемой, выражением работоспособности света знания, света науки?». Интересно в связи с этим отметить, что в государстве древних инков Тауантинсуйю красный цвет почитался священным⁴.

«Почему кровь красная, а трава зеленая... Это тайны, в которые никто не может проникнуть»

Уолтер Релей

Удивительно, что структуры зеленого хлорофилла, «переносящего» солнечный свет, и гемоглобина – красного пигмента крови животных и человека, переносящего кислород, очень похожи. В их основе лежат пятичленные, так называемые порфириновые циклы, содержащие азот. Четырьмя такими циклами «зажат» ион металла: ион магния в хлорофилле и железа в гемоглобине. Они-то и обусловливают цвет пигмента – зеленого в первом случае и красного во втором. Как известно, цвет, который воспринимает глаз человека, есть отраженный свет. Зеленым мы видим хлорофилл потому, что он отражает зеленые лучи, а поглощает главным образом красные и синие⁵.

Фотосинтез — уникальный процесс создания органических веществ из неорганических. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключенную в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасенная зелеными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира – от бактерий до человека⁶.

3. Крайние позиции по вопросу о соотношении законов природы для физико-химических явлений, с одной стороны, и биологических явлений, с другой стороны, существовавшие в истории науки (краткая характеристика):

«Природа производит все из основ, незначительных по величине, но мощных по своему качеству.

Как верно то, что мир состоит из четырех элементов (видоизменяющихся только по своим формам), так, несомненно, и научное образование состоит из немногих начал, из которых, если только знать способы их различия, возникает бесконечное множество положений, подобно тому, как на дереве из основательно укрепившегося корня могут вырасти сотни ветвей, тысячи листьев, цветов и плодов»

Я.А. Каменский

"Физика - наука о наиболее общих формах бытия и типах закономерных связей в природе, о наиболее простых и элементарных видах материи и формах движения. Биология - о наиболее сложных и дифференцированных объектах природы, достигающих в своем поступательном движении той высшей границы, где процесс развития выходит за рамки собственно природы и вступает в более высокую, качественно отличную от природы, хотя и тесно связанную с ней, область человеческой истории”. Физика и биология занимают как бы крайние места в цепи наук о природе. Более обще, можно определить физику как совокупность научных дисциплин, изучающих явления неживой природы и элементарные акты этих явлений. Соответственно биология охватывает всю совокупность современных научных дисциплин, изучающих живую природу на всех уровнях ее организации: от молекулярного и клеточного до биосферы в целом.

Параллели в развитии биологии и физики, вопрос о соотношении этих наук стали предметом обсуждения во время научных революций XIX и XX веков. Революция в естествознании XIX века была вызвана открытиями закона сохранения и превращения энергии в физике и клеточной теории и эволюционного учения в биологии, которые разрушили старые представления о неизменных "силах" в неживой природе и о неизменных видах в живой природе. Методологическая основа этих открытий была общей. Общность распространялась еще дальше: и в физике, и в биологии были найдены те дискретные микрообразования, из которых, как из соответствующих единиц, строились структурно более сложные (неживые и живые) тела природы. В физике была открыта молекула как мельчайшая частица вещества, состоящая из атомов, а в биологии - клеточная теория показала, как построены живые организмы из клеток и как они возникают из клетки в своем онтогенетическом развитии

Новейшая революция в естествознании произошла на рубеже XIX и XX веков. Решающим открытием в физике было обнаружение дискретных микрообъектов, более мелких, чем атомы: электрон, квант света, ядро, протон. В сочетании идей дискретности и непрерывности возникла в начале XX века квантовая механика, воплотившая в себе новый этап новейшей революции в физике и во всем естествознании. Аналогично этому, в те самые годы развертывалась новейшая революция и в биологии. Выдвигается идея особого наследственного вещества как материального субстрата свойства наследственности: де Фриз создает теорию мутаций; рождается понятие гена как дискретного носителя наследственности; наконец, Морган создает хромосомную теорию наследственности. Проникновение идеи дискретности в области генетики вызвало революцию в биологии. Ее глубокое сходство в методологическом отношении с одновременно протекавшей революцией в физике свидетельствует не о простом случайном совпадении двух независимо совершавшихся событий, а о едином процессе революционного преобразования всего естествознания, захватившем обе основные его отрасли, изучающие неживую и живую природу и внутренне органически связанные между собой. Таким образом, сравнительный анализ научных революций XIX и XX веков показывает глубокий параллелизм развития физики и биологии, обусловленный их внутренним единством и глубокой взаимосвязью⁷.