Бионика , её основные проблемы и задачи

130. Бионика , её основные проблемы и задачи.

(от греч. biōn - элемент жизни, буквально - живущий), наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятельности организмов. Б. тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками - электроникой, навигацией, связью, В 1960 в Дайтоне (США) состоялся первый симпозиум по Б., который официально закрепил рождение новой науки. Основные направления работ по Б. охватывают следующие проблемы: изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток - нейронов - и нейронных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика); исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения; изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике; исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей. Исследования нервной системы показали, что она обладает рядом важных и ценных особенностей и преимуществ перед всеми самыми современными вычислительными устройствами. Эти особенности, изучение которых очень важно для дальнейшего совершенствования электронно-вычислительных систем, следующие: 1) Весьма совершенное и гибкое восприятие внешней информации вне зависимости от формы, в которой она поступает (например, от почерка, шрифта, цвета текста, чертежей, тембра и других особенностей голоса и т.п.). 2) Высокая надёжность, значительно превышающая надёжность технических систем (последние выходят из строя при обрыве в цепи одной или нескольких деталей; при гибели же миллионов нервных клеток из миллиардов, составляющих головной мозг, работоспособность системы сохраняется). 3) Миниатюрность элементов нервной системы: при количестве элементов 1010-1011 объём мозга человека 1,5 дм3. Транзисторное устройство с таким же числом элементов заняло бы объём в несколько сот, а то и тысяч м3. 4) Экономичность работы: потребление энергии мозгом человека не превышает нескольких десятков вт. 5) Высокая степень самоорганизации нервной системы, быстрое приспособление к новым ситуациям, к изменению программ деятельности. Попытки моделирования нервной системы человека и животных были начаты с построения аналогов нейронов и их сетей. Разработаны разл типы искусственных нейронов. Созданы искуств "нервные сети", способные к самоорганизации, т. е. возвращающиеся в устойчивые состояния при выводе их из равновесия.

131. Принцип целесообразности в живой природе.

Одной из наиболее важных и сложных философских проблем современного естествознании является проблема взаимосвязи биологии и физики, физических и биологических идей и методов в познании сущности жизни, то есть физического и биологического уровней познания живой природы.

Уровней познания суть, очевидно, отражения структурных уровней материи, диалектика физико-химического и биологического в познании есть объективной диалектики неживой и живой природы. Поэтому методологической основой решения проблемы является диалектико-материалестическая концепция соотношения ступеней развития материй, созданная Энгельсом и развитая естествоиспытателями.

Анализ проблемы целесообразно начать с рассмотрения элементарного уровня - субклеточного, который непосредственно граничат с химическим макромолекулярным уровнем. Можно показать что ген, хромосома, все другие органоиды клетки суть целостные физико-химические системы. Так, ген – это комплекс пар нуклеотидов, хромосома система макромолекул ДНК и белка. Поскольку органеллы (комплексы макромолекул) взаимодействуют посредством физических электромагнитных и обменных сил, постольку и клетка сказывается целостной физико-химической системой, может быть как целое описана физикой и химией. о возможности такого описания свидетельствует и основная тенденция развития биофизики и биохимии, переходящих от описания элементов и процессов живого к описанию систем таких элементов и процессов , к объяснению биологических объектов как целого.

Вместе с тем ген хромосомы клетка выполняет биологические функции, обладают биологическими свойствами, которые суть выражения внутренней биологической определённости этих уровней живой материи, их биологического качества.

Таким образом, мы подходим к парадоксальному выводу; ген, хромосома, клетка, и последующие уровни живого это физико-химические целостности, которые могут быть описаны физикой и химией. С сзикой и химией.вни живого это физико-химические целостности которые могут быть описанны ами , которые суть выражения внутренне другой стороны, это биологические целостности, обладающие биологическим качеством, адекватно выразимо лишь в понятии биологии.

Одна из попыток решения этого парадокса состоит в признании того, чтофизическое, химическое и биологическое это лишь различные подходы к единому самому по себе объекту, это различие подходов, уровней познания дополняющих друг друга .