Egész környezetünk, életünk számos rendszerből tevődik össze. Minden rendszer elemekből épül fel, ezek hatással vannak egymásra. A különböző mélységű, irányú kapcsolatok, hatásmechanizmusok, struktúrát alkotnak.
Rendszerben éljük mindennapjainkat, egy rendszer a családunk, a munkahelyünk, a város vagy falu ahol élünk, az ország, kontinens és a Földünk mint bolygó szintén egy rendszer, amely része egy nagyobb rendszernek, a Naprendszernek, az Univerzumnak és a Világegyetemnek.
Tetszik vagy nem, része vagyunk a rendszernek, vagy beleillünk abba, vagy nem, ettől függetlenül meg kell tanulnunk rendszerben gondolkodni, mert annak szabályai vannak, amelyeket nap mint nap össze kell hangolnunk saját szabályainkkal, és meg kell találnunk a legjobb utat önmagunk és saját kis rendszerünk számára, amennyiben élni, tehát létezni akarunk
A rendszer tagolásának feltétele a rendszer egészként való ismerete. Az egész minden esetben tehát elemekből, részekből épül fel. Az imént mondottakból egyértelműen kiderül, hogy léteznek rész és alrendszerek :
Részrendszer: a részrendszer olyan – egymással kapcsolatban álló elemek egyértelműen elhatárolható halmazát – részét értjük, amely a konkrét vizsgálati cél szempontjábóll relatíve önálló egészet képez. Önálló, sajátos funkció ellátására képesek, de ugyanakkor egyetlen ilyen nélkül sem képes az egész működni. A részrendszek szoros hierarchikus kapcsolatban állanak egymással.
Az emberi test egy összetett rendszer, amely több részrendszerből tevődik össze. Ezeket a részrendszereket, mint amilyen a vérrendszerünk, légzési rendszerünk, anyagcsere rendszerünk stb. az idegrendszeren keresztül az emberi agy irányítása alatt állnak, amely azonban ha nem kap a vérrendszeren keresztül elegendő oxigént és a működéséhez szükséges más anyagokat, akkor képtelen továbbműködni.És ez a számunkra összetett rendszer és annak működése a DNS génekben részletesen,mint egy térkép, le van írva. Minden bonyolultnak tűnő rendszer, amennyiben megismerjük működési törvényeit , egyszerűvé és irányíthatóvá válik számunkra. Mennyire is vagyunk előre definiálva, mint rendszer, génjeinken keresztül ?
Általánosan elfogadott, tudományosan alátámasztott nézet szerint az ember testi felépítése, de még az evolúció során robbanásszerű gyorsasággal fejlődő agya, idegrendszere is visszavezethető - mutatis mutandis - az állati ősökre. Nyilvánvaló, hogy az állatokhoz hasonlóan az ember kifejlődését, az egyed formálódását, testi megjelenését, milyenségét is az örökítő anyag szabályozza, s ez a DNS (dezoxiribonukleinsav) az, ami a sejtmagba zárva őrzi a sokszor 3 milliárd éve rögzített információtömeget. A genetikai állomány a géneken keresztül a sejtmag kromoszómáiban lokalizálódik. Az embernek a legújabb megállapítások szerint megközelítően 30 ezer génje van, melyeknek jelentős hányada azonos vagy hasonló a baktériumokban, mikróbákban is megtalálható DNS génekkel! A többit az ember a törzsfejlődés során gyűjtötte össze, és - egyes vélemények szerint - csupán kb. 500 gén tekinthető kizárólagosan emberinek.
Mindenesetre eléggé nyilvánvaló, hogy a gének pontosan meghatározhatják bizonyos szomatikus jellegzetességeinket: a Mendel-féle törvények nemcsak a borsó öröklődésére vonatkoznak, hanem az ember testi kifejlődésére is. Szőke és kék szemű apa és anya gyermekei általában ugyancsak szőkék és kék szeműek lesznek. Hajszínünk, testmagasságunk, a bőr, a szem színe, ujjlenyomatunk valójában mind-mind jól megszabott genetikai szabályok szerint alakulnak ki. Vajon hogyan érvényes ez a legfontosabb emberi hordozóanyagra, az agy hihetetlen bonyolultságú szerkezetére, s az abból levezethető szellemi és intellektuális teljesítményekre, képességekre?
E területen még ma sem teljesen egységesek az álláspontok, hiszen akár a történeti, akár a mai ember mentális, agybeli képességeit vizsgáljuk, nehéz különválasztani azt, amit a környezettől, a társadalomtól (a nurture - azaz a nevelés által) s amit a génektől (a nature - azaz a természet révén) kaptunk.
Ráadásul ma már nyilvánvaló, hogy az agy kialakulásában résztvevő genetikus anyag, a "genom" nagyságrendekkel kevesebb információt tartalmazhat, mint ami szükséges lenne a bonyolult hálózat billiónyi egységének akár megközelítően pontos kialakításához és közvetlen működtetéséhez.
Az ember mentális képességeinek kialakulása - mondhatnánk úgy is, hogy a természet ezzel kapcsolatos biológiai mérnöki munkája - a törzsfejlődés és az egyedfejlődés során egyaránt merőben különbözik az emberi mérnöki szokásoktól: a kialakítandó szerkezet nincs eldöntve, mielőtt az agy végleges kifejlődése megindulna. A mérnöki, genetikai döntések az építkezés folyamata alatt születnek - lehetőséget adva újabb és újabb adaptív változások beépítésére a fejlődő, differenciálódó emberi agyba. Ez ismét csak a nyitott genetikai program szép megfogalmazása, s egyben válasz arra, hogy mért nem lehet az állatnemesítésben sikeres módszereket az "okosabb" emberfaj, illetve az agyi kapacitások genetikai javítására hasznosítani. Bár bizonyos természetes szelekcióból, génkeveredésből, génfelfrissítésből adódó folyamatok így is lehetségesek az egyes területeken élő csoportoknál, rétegeknél (muzikalitás, ritmusérzék, mozgás, kézügyesség), ezek Dobzhansky megállapításának érvényességét nem cáfolják: számára a fantasztikum éppen az emberi agy genetikai nyitottságú programjában s az ezzel kapcsolatos nagymértékű plaszticitásban, a részletek előre ki nem dolgozottságában, az állandó, egy életre szóló adaptivitásában van.
Alrendszer: az egész rendszer egy vagy több meghatározott, de működéshez nem feltétlenül szükséges funkciók ellátására szolgáló, jól lehatárolható elemek halmaza.
Az egész rendszer zavartalan működéséhez szükéges, de károsodásuk, vagy hiányuk esetében az egész tud (ha nem is teljesértékűen) működni.
Ilyen alrendszer része a mi Naprendszerünk az Univerzumban, de maga a Naprendszer mint rendszer is ilyen alrendszerekből, a bolygók világából tevődik össze . Vizsgáljuk meg ezt a csodálatos rendszert, amelyben élünk, egy kicsit közelebbről.
A Naprendszerben számos bolygónak van égi kísérője, holdja. Így tehát semmi különös sincs abban, hogy a Föld sem kivétel. Van azonban valami, ami a mi Holdunkat a Naprendszerben egyedülállóvá teszi: a bolygójához viszonyított nagysága, illetve tömege. Gondoljuk csak el, a kis Föld kísérője körülbelül akkora, mint a Naprendszer óriásának, a Jupiternek a legnagyobb holdjai. Ebből következik, hogy a Föld és a Hold között igen jelentős a dinamikai kölcsönhatás, ami a Föld egész fejlődését lényegesen meghatározta, és ami a földi élet, pontosabban az éghajlat szabályozásában ma is alapvető.
Közismert tény, hogy a Föld forgástengelyének a keringési pálya síkjára merőleges irányhoz viszonyított dőlése okozza az általunk megszokott évszakok szabályos váltakozásait. A dőlési szög jelenleg 23,5o. Ez a dőlés az elmúlt kétmillió év alatt némileg módosult (+- 1,3o), befolyásolva a jégkorszakok és meleg időszakok változását. Lényegében azonban a Föld története során állandó maradt, mint ezt az éghajlatra vonatkozó geológiai leletek bizonyítják. A modellszámítások eredményei ugyanakkor azt mutatják, hogy a többi Föld-típusú belső bolygó (Merkúr, Vénusz, Mars) tengelydőlése a múltban kaotikusan változott, míg a külső óriásbolygók (Jupiter, Szaturnusz, Neptunusz és Uránusz) tengelyferdesége sokkal állandóbb volt. A numerikus vizsgálatokból az is következik, hogy a Hold nélkül a Föld tengelyének dőlése 0 és 85o között kaotikusan változna. A jelenlegi dőlésszög a bioszféra szempontjából optimálisnak mondható.
A kérdést azt teszi még érdekesebbé, hogy a szakemberek között egyre inkább elfogadott az a nézet, hogy a Hold a Föld és egy közel Mars-nagyságú égitest összeütközése útján jött létre valamikor a Naprendszer születésének hajnalán. Az összeütközés miatt az éppen megszületett Földből hatalmas tömeg szakadt le, amelyből a Hold keletkezett. Az ilyen összeütközések "véletlenszerű" eseményeknek tekinthetők. Vajon egy véletlen égi katasztrófa segítette elő, hogy a Föld az élet számára alkalmassá váljék?
Ha valami különleges bolygónkon, akkor az a légkör. Ez a levegőnek nevezett gázkeverék ugyanis messze van a fizikai-kémiai egyensúlyi feltételektől. Az erősen oxidáló közegben redukált állapotú gázok (pl. metán) is előfordulnak. A redukált állapotban lévő gázok relatív koncentrációja ugyan kicsi (ún. nyomgázok), ennek ellenére számos légköri folyamat szabályozásában aktívan részt vesznek. Ha a fő légköri összetevőket, azaz nitrogént és oxigént tartalmazó gázkeveréket vízfelszínnel hoznánk érintkezésbe egy laboratóriumban, és a rendszert megvilágítanánk a napsugaraknak megfelelő sugárzással, akkor az oxigén lassan oxidálná a nitrogént, és a két elem egyensúly esetén a vízbe kerülne nitrát formájában. Ezzel szemben jelenleg a két elem a légkörben fordul elő egymás mellett. Az egyensúlytól való eltérés, más szavakkal a rendezettség fenntartása tipikusan az élő szervezetek tulajdonsága. Ilyen alapon jutott el Lovelock angol kutató ahhoz a filozófiai mélységű gondolathoz, hogy légkörünk tulajdonképpen a bioszféra része.
A Föld légkörének speciális összetétele akkor is szembeötlő, ha a szomszéd bolygók légkörével vetjük össze. Mind a nagy, mind a kis légköri nyomással rendelkező Vénusz, illetve Mars légkörét elsősorban szén-dioxid építi föl. A Vénusz a Naphoz kb. 28 %-kal közelebb van, mint a Föld. Ráadásul a nagy mennyiségű szén-dioxid jelentős üvegházhatást okoz, ami a hőmérséklet emelkedéséhez vezet. Becslések szerint ha a Föld a Naphoz csupán 6 %-al közelebb lenne, akkor bolygónkon is olyan pokoli hőmérséklet és nyomás lenne, mint amilyet az élet nélküli Földre vonatkozó adatok mutatnak. Ha a Vénuszon és a Földön a szénmolekulákat összeszámolnánk, akkor meglepően hasonló értéket kapnánk. A Vénuszon azonban a szén a légkörben, mint szén-dioxid van jelen, míg a Földön elsősorban az üledékes kőzetekben található karbonátok formájában. Az eltérést a hőmérséklet különbsége (és a bioszféra) okozza. 300 oC-nál magasabb hőmérsékleten ugyanis a szén-dioxid, alacsonyabban a karbonát a szén egyensúlyi formája.
A földi légkörben lévő molekuláris oxigén a bioszféra terméke. A növények, mint ismeretes, a Nap energiáját felhasználva vízből és szén-dioxidból fotoszintézissel szénhidrátokat állítanak elő. Az oxigén jelenléte alapvető jelentőségű: oxidációval (égéssel) lehetővé teszi az energiatermelést. Így az állatok és az ember légzéssel és szénhidrátok felvételével visszanyerik azt az energiát, amelyet a növények a napenergiából felhasználtak. Másrészt az oxigén részt vesz az elhalt élő anyag elbontásában - arról már nem is beszélve, hogy az ember az energiát a fa, illetve fosszilis tüzelőanyagok elégetésével termeli.
Elem: a rendszernek azt a legkisebb, önálló- műveletet végző és/vagy funkcióval rendelkező egységét értjük, amely az egész rendszernek, vagy a rész és alrendszernek egységeként jelenik meg.
A rendszer, a világegyetem, amelyben élünk atomokból épül fel.A kémiai elemek periódusos rendszere a kémiai elemek egy táblázatos megjelenítése, melyet elsőként 1869-ben az orosz kémikus Dmitrij Mengyelejev alkalmazott. Olyan táblázatot szándékozott készíteni, amely jól mutatja az elemek tulajdonságai között fellelhető visszatérő jellegzetességeket („periódusokat”). Az idők folyamán a periódusos rendszert többször módosították és bővítették, ezen kívül Mengyelejev ideje óta számos új elemet fedeztek fel, új elméleti modelleket dolgoztak ki, melyek magyarázattal szolgálnak a kémiai sajátosságok hátterét illetően. A táblázatnak létezik az elemek viselkedésének különböző szempontjait hangsúlyozó más elrendezése is de a leggyakrabban használt forma még ma is nagyon hasonlít Mengyelejev eredeti ábrájára.
Az atom átmérője 100 pm (10−10 m) nagyságrendű; térfogatának nagy része üres. A középpontjában található egy nagyon kis méretű atommag: tipikus átmérője 10 fm (10−14 m). A nagyságrendi különbség annyit jelent, hogy ha egy atomot
Ez a parányi atommag hordozza az atom tömegének szinte teljes egészét. Mivel csak protonokból és neutronokból (közös nevükön: nukleonokból) áll, az atommag töltése pozitív. A teljes atom azonban semleges, mivel a protonok töltését alapesetben azonos számú elektron egyensúlyozza ki. Az atom üresen maradó térfogatának nagy részét elektronok töltik ki, amelyek bizonyos gömbfelületek, ún. héjak mentén haladnak, és együttesen alkotják az elektronfelhőt.
Az atomokat általában rendszámuk – ami a magban levő protonok száma – alapján osztályozzuk. Az azonos rendszámú atomok kémiai tulajdonságai, valamint fizikai tulajdonságainak nagy része ugyanaz. A már felfedezett atomokat a periódusos rendszer sorolja fel. A legegyszerűbb atom a hidrogénatom, amelynek rendszáma 1, és amit 1 proton alkot 1 elektronnal. A tudományban nagy érdeklődésnek örvendett, különösen a kvantumelmélet fejlődésének korai szakaszában.
Tehát anyagi világunk ugyanazon összetevőkből tevődik össze : proton, neutron és elektron.
Attól függően, hogy hány proton és neuton képezi az atom magot, attól függően több elektron kering az körül és egy újabb tulajdonsággal rendelkező atomról beszélhetünk, mint amilyenek a hidrogén, oxigén, vas, réz, szén, arany stb.
Az atomok más atomokkal kötődve molekulákat képeznek, például két hidrogén atom egy oxigén atommal kötődve a vizet adja, ugyanez a hidrogén atom amennyiben egy klór atomhoz kötődik, akkor sósav keletkezik, ha a klór atom nátruim atomhoz kapcsolódik, akkor konyhasót kapunk és így tovább…milyen érdekes…ugyanazon összetevőkből ennyire különböző tulajdonságú anyagokat kapunk, az elemek tehát összetett rendszereket képeznek a molekulák létrejöttével, amelyek még magasabb rendű rendszereket alkotnak egész bolygónkon és azon túl is.
A konyhasó - NaCl modellje
Struktúra: egy adott rendszer, adott pillanatbeli szerkezeti állapota. A képességek elsődleges hordozója. Két jellegzetes alapstruktúra típus létezik:
1.osztályozási vagy taxonomiai struktúra, amely a mellé illetve alá és fölérendeltség alapját képezi,
2. viszony vagy sorrendi struktúra, amely lehet statikus vagy dinamikus.
Környezet: azon elemek összessége, amelyek nem tartoznak a rendszerbe, de a rendszer működését befolyásolják. Megkülönböztetünk közvetlen és tágabb környezetet, de lássuk, a mindennapi valós világunkban hogyan is működik mindez bolygónkon.
A környezet az élő szervezeteket körülvevő élő (bioszféra) és élettelen (légkör, talaj, hidroszféra) földi tartományok együttes rendszere. Az élővilág és környezete állandó kölcsönhatásban van, folytonos energia- és anyagcsere zajlik köztük. Az élőlények közül különösen fontos számunkra az emberi faj, amely tevékenységével a környezet alakítójává vált. Ebben fontos szerepet játszott mintegy tízezer éve a letelepedéssel együtt járó mezőgazdasági forradalom, amely a felszín átalakításával, a talajok energia- és anyaggazdálkodásának megváltozásával, a növény- és állatvilág sokféleségének csökkenésével járt. Az ember különösen az 18. századtól induló ipari forradalom után lett a környezet alakítója, amikor az energiatermelés, és ennek köszönhetően az ipari produkció alapvető tevékenységgé vált.
Korunkban az ember hatalmas földi anyagmennyiséget mozgat meg, alakít át, és a fölösleges termékeket a levegőbe, a talajba, a felszíni vizekbe és az óceánokba bocsátja. A mezőgazdasági és élelmiszertermelés érdekében befolyásolja a természetes szárazföldi bioszférát (pl. erdőirtások), a talajok anyag- és hőforgalmát, valamint halászattal a folyók, a tavak és az óceánok élővilágát. Mindez a nagyvárosokban élő emberek egészségének romlásához, a talaj és a természetes vizek sav- és nitráttartalmának növekedéséhez, az ivóvíz minőségének csökkenéséhez, végső soron nem kívánt éghajlatváltozásokhoz és az élővilág elszegényedéséhez vezet.
Az emberi hatások közül különösen fontosak a globális változások, amelyek az egész bolygót érintik. Így a légkörben földi léptékben növekszik az üvegházhatású gázok koncentrációja, amit elsősorban az energiatermelés okoz. A szén-dioxid mennyiségének növekedésével páthuzamosan valamelyest csökken az oxigén légköri szintje, ami azonban elhanyagolható mértékű. Ezzel szemben az üvegházhatású gázok, így a szén-dioxid koncentrációjának növekedése az éghajlat melegedését eredményezi.
Különleges bolygón élünk. Története során a Föld különleges arculatát számos kozmikus esemény és földi folyamat befolyásolta. A kozmikus hatások hatalmas meteorit-becsapódások formájában jelentkeztek. Ilyen becsapódásnak köszönhetjük égi társunkat, a Holdat, de a dinoszauruszok kihalását is minden bizonnyal ilyen katasztrófa okozta. A földi folyamatokat hatalmas geológiai mozgások hozták létre, míg ezzel párhuzamosan a bioszféra egyre bonyolultabbá vált és elfoglalt minden rendelkezésre álló teret.
A biológiai evolúció végén megjelent az értelemmel rendelkező ember, aki képes a földi folyamatokat megérteni és szolgálatába állítani. Így rájöttünk arra, hogy bolygónk egységes egész, élő és élettelen részének működése szoros egységet alkot. A tudománynak további feladata, hogy ezt a bonyolult rendszert megismerje és jövőnk megtervezése céljából lakható bolygónk sajátosságait a tudomány eszközeivel feltárja. A tudománynak meg kell alapoznia azokat az ismereteket, amelyek lehetővé teszik, hogy tevékenységünket bolygónk törvényeivel összhangban alakítsuk.
Zavarójel: minden rendszert működése során érik olyan hatások, amelyekre nincs felkészülve, működését akadályozzák vagy korlátozzák. Ezeket konfliktus tényezőknek nevezzük.
Az emberiség történelme során megszokta, hogy minden fejébe vett szándékát előbb-utóbb - értelmével, erőszakkal vagy fondorlattal - meg tudja valósítani, hatalmát mindenre ki tudja terjeszteni. Az ember azonban csak része, nem pedig ura a természetnek, és a rész tartósan nem uralkodhat az egész felett. A földi életet csak kozmikus erő semmisítheti meg, de az ember képes lehet természeti környezetének oly mértékű tönkretételére, amely saját pusztulásához vezethet. Ezen az úton eddig már jelentős haladást tettünk.
Az emberiség túlélésének egyetlen esélye van: ha megismeri a környező természetet és tiszteletben tartja a felismert törvényszerűségeket. A természet nem parlament, ahol négyévenként újra lehet alkotni, félévenként pedig módosítani a törvényeket. Kellő ismeret és józan mérséklet birtokában azonban az emberiség - ha uralkodni nem is fog rajta, de - részt vehet a természet kormányzásában. Ehhez azonban az embernek előbb egy másik természetet kell legyőznie: a saját természetét. Voltak már, akiknek sikerült. Rendkívül időszerű, hogy ez társadalmi - ha úgy tetszik, össznépi - lecke, vagyis az egész emberiség feladata legyen.
Az ember és természet azonos lényegűek, a természet törvényei tartósak, megváltoztathatatlanok. Túlélése érdekében az emberiségnek együtt kell működnie a természettel. Abba kell hagyni a Föld erőforrásainak pazarlását, gyors felélését és el kell kezdeni egy ésszerű, önmagát megújító működést. Ezeket az elveket követve az emberi élet még hosszú ideig fennmaradhat.
A civilizáció fejlődése során az emberiség egyre fokozódó mértékben hasznosította a Föld erőforrásait. A 18. század óta a fosszilis energiahordozók bőséges energiát biztosítottak. Lényegében ez tette lehetővé az ipari forradalom kibontakozását. Az emberi társadalom azonban a hamis látszat ellenére nem egyre kevésbé, hanem egyre jobban függ a véges méretű Föld törékeny ökológiai rendszerének számunkra kedvező működésétől. Az erőforrások végesek, a cselekvés tere korlátozott. A károkozás lehetősége igen nagy, a kár elhárítása rendkívül költséges, sokszor lehetetlen. Az emberi életkörülményeket döntően fogja befolyásolni az, hogy mennyit tudunk és ismereteinket hogyan tudjuk hasznosítani. Pontosabban kell ismerni a folyamatokat, a beavatkozás következményeit, előre fel kell mérni, ki kell számítani a lehetséges hatásokat.
A környezet védelme nem csupán a természet szépsége és értékei miatt lényeges mindannyiunk számára. Ez életünk feltétele, az emberiség megmaradásának eszköze.
Minden rendszer elsődleges kritériuma, hogy térben hol jön létre, hol működik és hol szűnik meg. A térbeliség hordozza, s így elsődlegesen meghatározza a környezetet, amely az adott rendszer létrehozását, működését és megszűnését valószinűsíti.
1.minden rendszer adott pontban, területen, vagyis térben létezik, működik. Ezért elengedhetetlen, hogy a rendszer működését befolyásoló - a térbeliséghez kötődő - adottságokat figyelmen kívül hagyjuk. Pl. egy épület tervezése, megvalósítása kapcsán: a talajmechanikai, domborzati, közmű ellátottsági, stb. adottságokat is figyelembe kell venni.
2.minden rendszer környezetében létezik, működik, vagyis minden rendszernek van egy szükséges, fizikálisan is meghatározható élettere, amely a rendszer működését feltételezi, segíti vagy korlátozza
3.minden rendszer a közvetlen és a tágabb környezetében működik, amely a működés fizikai és gazdasági feltételeit befolyásolja.
Folytatás a következő részben.
Szép napot kívánok !
Vastag László
Magyarkanizsáról
Források:
tanulokozosseg.mindentudo.hu
www.mindentudas.hu
www.sulinet.hu
hu.wikipedia.org
