Концепции современного естествознания

тельно заряженной земной поверхностью и положительно заряженной верхней атмосферой, могло бы разрядиться примерно менее чем за 5 мин благодаря непрерывной ионизации молекул воздуха под действием космического излучения и естественной радиоактивности Земли. Часть электронов, возникающих в результате ионизации, проходит в верхний слой атмосферы, где (на высоте примерно 50 км) проводимость настолько высока, что этот слой можно считать сферическим проводником. Приходящие сюда электроны нейтрализуют положительный заряд. Соответственно положительные ионы, опускаясь вниз, нейтрализуют отрицательный заряд земной поверхности. Общий ток ионизации составляет примерно 1800 А, поэтому для разряда Земли и верхней атмосферы понадобилось бы лишь несколько минут. Однако этого не происходит, поскольку в результате грозовой активности существует постоянный приток электронов к Земле. Разность потенциалов между поверхностью Земли и вашим носом действительно могла бы достигать 200 В, но человеческое тело достаточно хорошо проводит электрический ток, поэтому оно имеет примерно одинаковый потенциал.

78.Высокочастотный ток молнии не проникает в глубь металлического корпуса автомобиля, самолета и т.д., а течет по поверхности. Поэтому, если только молния не попадет в бак с горючим и не вызовет его взрыва, пассажиры вообще могут не заметить разряда.

79.Первоначальные (и едва ли серьезные) вычисления Д. Стоуна показали, что такой прыжок может привести к землетрясению мощностью 4,5 балла по шкале Рихтера. Часть Китая при этом неминуемо будет разрушена. Но если эту сейсмическую волну периодически «подкачивать», то она может произвести разрушения и в других местах. Для того чтобы попасть в резонанс, прыгать придется каждые 53–54 мин – именно за такое время сейсмическая волна огибает Землю. «Обороняющейся» стране придется организовать свои прыжки, волны от которых гасили бы волны, создаваемые прыжками китайцев. Но, поскольку жителей в этой стране меньше, им придется прыгать с соответственно большей высоты, нужно прыгать, не сгибая ног в коленях.

80.Побеление песка на пляже впервые объяснил Рейнольдс в 1885 г. Он показал, что объем песка увеличивается, когда на него наступают. До этого песчинки были «упакованы» самым плотным образом. Под действием деформации сдвига, которая возникает под подошвой ботинка, объем, занимаемый песчинками, может лишь увеличиться. В то время как

731

уровень песка поднимается резко, уровень воды может подняться лишь в результате капиллярных явлений, а на это требуется время. Поэтому на дне следа ноги песок некоторое время оказывается выше уровня воды – он сухой и белый.

81.Согласно последним публикациям, уровень радиации в высоко летящих самолетах не представляет опасности. Повышенная солнечная радиация возникает главным образом в период сильных вспышек, за которыми ведется наблюдение. Более серьезная опасность, как считалось, обусловлена тяжелыми ядрами в космическом излучении. В конце пробега они, попав в тело человека, могут создать дозу облучения до 1000 рад. Для сравнения следует указать, что допустимый уровень облучения для людей, работающих с радиоактивными веществами, составляет 100 рад в неделю. Однако на той высоте, где летают самолеты, поток тяжелых частиц составляет всего несколько процентов от потока в открытом космосе, поэтому особого беспокойства он не вызывает. (Гораздо более серьезной опасности могут подвергаться астронавты, если их биологическая защита окажется недостаточной.) Хотя первичное космическое излучение, повидимому, не должно волновать пассажиров самолетов, биологическое действие образующихся в атмосфере под его воздействием вторичных нейтронов, протонов низких энергий и альфа частиц пока еще не выяснено.

82.Часть энергии частиц и электромагнитного излучения, которые возникают при ядерном взрыве, поглощается воздухом в непосредственной близости от взрыва; молекулы воздуха возбуждаются или ионизируются и начинают излучать видимый свет. Примерно половина энергии взрыва представляет собой механическую энергию, которая распространяется в виде ударной волны, треть – это энергия электромагнитного излучения (ИК, видимого, УФ, рентгеновского и гамма-излучения), а оставшаяся часть приходится на частицы. Ударная волна сжимает воздух до

такой степени, что вследствие нагрева он начинает светиться. Примерно через 10–4 с после взрыва температура на поверхности светящегося шара

достигает 3 105К и выше. Расширяясь, светящийся шар охлаждается, ударная волна отделяется от него и уже не вызывает свечения воздуха.

83. Трещины начинаются с микроскопических, порой незаметных дефектов, которые образуются в материале либо при изготовлении предмета, либо в процессе пользования им. Эти трещины сильно ослабляют структуру материала, так как концентрируют напряжение в вершине тре-

732

щины. В этом случае напряжения, которые сами по себе недостаточны для того, чтобы нарушить целостность материала, могут способствовать продвижению трещины в глубь (или вдоль) поверхности материала. Иногда трещины увеличиваются в результате коррозии. В трещину могут проникать инородные молекулы, нарушающие связи между молекулами вещества в вершине трещины и образующие соединения с этими молекулами. Если новое соединение занимает больший объем, чем первоначальное, то оно «раздвигает» трещину.

733

Словарь терминов

Абсолютное – безусловное по своей сущности и безотносительное к чему-либо внешнему (например, абсолютное пространство и время в классической динамике И. Ньютона).

Автотрофы – организмы, синтезирующие за счет энергии фотосинтеза или хемосинтеза из неорганических веществ все необходимые для жизни органические вещества.

Агрономия – комплекс наук о законах сельскохозяйственного производства (земледелия и животноводства).

Адаптация – процесс приспособления организма (или любой другой системы) к изменяющимся условиям существования.

Адроны (от древнегреческого «адрос» – большой, сильный) – класс элементарных частиц, участвующих в сильном ядерном взаимодействии. Сильное взаимодействие обуславливает сильное сцепление, например, протонов и нейтронов в атомных ядрах, а порождаемые ими процессы протекают с большой интенсивностью, то есть сильно. К адронам относятся все барионы (образованные тремя кварками) и мезоны (образованные кварком и антикварком).

Акклиматизация – приспособление живых организмов к новым условиям существования, к новым биоценозам.

Акселерация – ускорение роста и полового созревания детей и подростков по сравнению с предшествующими поколениями.

Альтернатива – 1) необходимость выбора между взаимоисключающими возможностями; 2) каждая из исключающих друг друга возможностей.

Аминокислоты – класс органических соединений, служащих основным элементом построения растительных и животных белков и поэтому играющих важную роль в жизни организмов.

Аморфный – 1) бесформенный; 2) аморфное состояние – конденсированное твердое состояние вещества, в котором его свойства (механические, электрические и др.) в естественных условиях одинаковы по всем направлениям, что обусловлено неупорядоченным расположением его молекул.

Амплитуда – наибольшее отклонение периодически изменяющейся величины от нулевого значения (например, отклонение колеблющегося маятника от положения равновесия).

Амфибии (земноводные) – класс позвоночных животных (саламандры, тритоны, жабы, лягушки и т. п.).

Анализ – метод научного исследования, состоящий в мысленном или фактическом разложении целого на составные части.

734

Аналогия – 1) сходство в каком-либо отношении между предметами, понятиями, явлениями или процессами; 2) форма умозаключения, когда на основании сходства двух предметов, явлений в каком-либо отношении делается вывод об их сходстве в других отношениях.

Анафаза – третья стадия клеточного деления, следующая за метафазой; характеризуется расхождением хромосом к полюсам клетки.

Анаэробы – организмы, живущие в отсутствии свободного кислорода (многие бактерии, некоторые черви, моллюски).

Анод – 1) положительный полюс источника постоянного электрического тока (аккумулятора и т. п.); 2) положительный электрод.

Аннигиляция пары «частица-античастица» – один из видов взаимодействия элементарных частиц. Слово «аннигиляция» в переводе с латинского означает буквально «исчезновение, превращение в ничто». Первоначально под этим термином понимался электромагнитный процесс превращения электрона и его античастицы – позитрона в электромагнитное излучение (в фотоны). Однако этот термин неудачен, так как в процессе аннигиляции соблюдаются все законы сохранения. Материя в этом процессе не уничтожается, а лишь переходит из вещества в форму электромагнитного поля, ибо взаимодействие фотонов снова ведет к образованию пары «электрон-позитрон».

Антибиотики – вещества биологического происхождения, подавляющие рост бактерий и других микроорганизмов, а также вирусов и клеток; применяются в медицине.

Аномалия – отклонения от нормы, от общей закономерности, неправильность, например, аномалия развития.

Антропогенез (от гр. Anthropos – человек и гр. Genesis – происхождение) – учение о происхождении человека.

Антропогенетика – генетика человека.

Антропология (от гр.anthropos – человек и гр. Logos – понятие, мысль, разум, учение) – наука о происхождении и эволюции человека и его рас.

Антропоиды (от гр. Anthropoeides - человекообразный) – человекообразные обезьяны.

Антисептики – химические вещества, вызывающие гибель микробов; применяются в хирургии для лечения ран, для дезинфекции.

Антициклон – область высокого атмосферного давления, которая характеризуется устойчивой погодой (летом — жаркой, зимой — холодной) со слабыми ветрами и малой облачностью.

Античастицы – совокупность элементарных частиц, имеющих те же значения массы и других физических характеристик, что и их двойники,

735

но отличающиеся от них противоположным знаком некоторых характеристик взаимодействия. Античастицы имеют противоположный знак электрического заряда, магнитного момента, барионного заряда, странности и др. Античастицей электрона является позитрон, античастицей протона – антипротон.

Апогей – точка лунной орбиты или орбиты космического летательного аппарата, наиболее удаленная от центра Земли (противоположное –

перигей).

Ареал – область распространения на земной поверхности какого-либо явления, видов животных, растений, полезных ископаемых и т.п.

Артезианский – буровой трубчатый колодец, использующий подземные воды, находящиеся под давлением и иногда бьющие из колодца фонтаном.

Артерия – кровеносный сосуд, несущий кровь от сердца к органам и тканям.

Архипелаг – группа островов, расположенных близко друг от друга и рассматриваемых как одно целое; обычно они имеют общее происхождение.

Ассоциация – связь между отдельными ощущениями, представлениями, когда одно из них вызывает другое.

Астероиды – малые планеты, обращающиеся вокруг Солнца, в основном между орбитами Марса и Юпитера.

Астрономия – наука о строении и развитии космических тел и всей Вселенной.

Атмосфера – газообразная оболочка Земли или других небесных тел. Атом – мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства; в центре атома находится положительно заряженное ядро, во-

круг которого движутся электроны.

Атрофия – уменьшение размеров органа или ткани организма животных и человека, сопровождающееся нарушением или прекращением их функции.

Аттрактор (в переводе с латинского – «притягиваю») – термин синергетики, обозначающий отрезок эволюционного пути нелинейной системы от точки бифуркации до необходимого финала.

Аутогенный – возникающий в самом организме; например, аутогенная тренировка – воздействие на свое физическое и психическое состояние при помощи самовнушения.

Аутотренинг – то же, что аутогенная тренировка.

Афелий – точка орбиты планеты, кометы или космического летательного аппарата, обращающегося вокруг Солнца, наиболее удаленная от не-

736

го (противоположное — перигелий).

Аэробы – организмы, которые могут существовать только при наличии свободного молекулярного кислорода (почти все животные, растения и многие микроорганизмы).

Аэрозоль – 1) вещество, состоящее из твердых или жидких частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газообразной среде; например, дымы и туманы; 2) препарат (лекарственный или химический), содержащийся под давлением в специальном баллоне с распылителем.

Бактерии – группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов, обладающих клеточной стенкой, но не имеющих оформленного ядра.

Белки – высокомолекулярные органические вещества, построенные из остатков аминокислот; составляют основу процессов жизнедеятельности всех организмов.

Белые карлики – компактные звезды с массами порядка массы Солнца и радиусами приблизительно 1% от радиуса Солнца. Белые карлики составляют 3-10% от общего числа звезд Галактики.

Бентос – совокупность организмов, обитающих на грунте или в грунте дна водоемов.

Био... – первая составная часть сложных слов, обозначающая «жизнь», «связанный с жизнью», например биохимия.

Биогенез – концепция, утверждающая, что между живой и неживой материей лежит непреодолимая преграда, и, следовательно, все живое может происходить только от живого.

Биология – совокупность наук о живой природе, изучающих сущность, происхождение, развитие и многообразие жизни и занимающихся поиском рациональных методов охраны и преобразования живой природы в соответствии с потребностями человека.

Бионика – направление кибернетики, изучающее структуру и жизнедеятельность организмов с целью использования открытых закономерностей и обнаруженных свойств для решения инженерных задач и построения технических систем, приближающихся по своим характеристикам к живым организмам.

Биополимеры – высокомолекулярные соединения – белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные.

Биоритмы – биологические ритмы – циклические (суточные, сезонные и др.) колебания интенсивности и характера тех или иных биологических процессов и явлений, дающие организмам возможность приспосабливаться к циклическим изменениям окружающей среды.

Биосфера – область распространения жизни на Земле, состав, струк-

737

тура и энергетика которой определяется деятельностью живых организмов. Включает в себя населенную живыми организмами верхнюю часть литосферы, воды рек, озер

Биота – исторически сложившаяся совокупность растений и животных, объединенных общей областью распространения.

Биотехнология – совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы для производства ценных продуктов.

Биофизика – наука, изучающая физические и физико-химические процессы в живых организмах, а также структуру биологических систем на всех уровнях их организации.

Биохимия – наука, изучающая химический состав организмов, их структуру, свойства, локализацию, а также присущие живой материи химические процессы.

Биогеоценоз – однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземной слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обменом веществ и энергии).

Биоценоз – совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих некоторый участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой и приспособленностью к условиям окружающей среды.

Бифуркация (в переводе с латинского – «раздвоенный») – термин синергетики, означающий состояние максимальной хаотичности неравновесного процесса, откуда дальнейшая эволюция нелинейного процесса может развертываться по ряду направлений. Поэтому бифуркацию называют еще точкой ветвления нелинейного процесса.

Ботаника – наука о растениях, изучающая закономерности их внешнего и внутреннего строения, систематику, особенности распространения, взаимоотношения со средой, структуру растительного покрова.

Бриз – слабый береговой ветер, который днем дует с моря на сушу (морской бриз), а ночью – с суши на море (береговой бриз).

Близкодействие – передача взаимодействия от тела к телу, от точки к точке с конечной скоростью.

Вакуум физический – в квантовой теории поля означает низшее энергетическое состояние квантовых полей, характеризующееся отсутствием стационарных (реальных) частиц. Все квантовые числа физического вакуума (импульс, электрический заряд и др.) равны нулю, но это не безжизненная пустота. В нем находятся виртуальные частицы, которые рождаются, имеют мимолетное бытие и тут же исчезают. То есть вакуум ки-

738

шит виртуальными частицами и насыщен сложными взаимодействиями между ними.

Валентность – способность атома химического элемента к образованию определенного числа химических связей с другими атомами.

Вещество живое – совокупность живых организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии.

Вещество косное – материя, образующая биосферу и не входящая в состав живого вещества.

Верификация (от лат. Verus – истинный, facio – делаю) – проверка, эмпирическое подтверждение теоретических положений науки путем сопоставления их с наблюдаемыми объектами, чувственными данными, экспериментом.

Вибрация – механические колебания, создаваемые или испытываемые каким либо механизмом или телом.

Вирус – возбудитель инфекционных заболеваний растений, животных и человека, размножающийся только внутри живых клеток.

Виртуальные частицы – теоретически вычисленные элементарные частицы, непрерывно возникающие и исчезающие в очень короткие промежутки времени.

Волны – возмущения, распространяющиеся с конечной скоростью в пространстве и несущие с собой энергию без переноса вещества.

Галактика, или Млечный путь, представляет собой спиралеобразную уплощенную звездную систему, содержащую по разным оценкам от 100 до 150 млрд. звезд и, быть может, до 300 млрд. звезд (в среднем принято считать около 200 млрд. звезд).

Гальванический элемент – источник электрического тока, в котором электрическая энергия выделяется в результате окислительновосстановительных реакций.

Гармония – согласованность, стройность в сочетании чего-либо. Гелио... – первая составная часть сложных слов, обозначающая «отно-

сящийся к Солнцу или к солнечной радиации», например: гелиотерапия. Ген – материальный носитель наследственности, единица наследственной (генетической) информации, способная к воспроизведению и расположенная в определенном участке хромосомы; обеспечивает преемственность в поколениях: того или иного признака или свойства организма. Генезис (от гр. Genesis – происхождение, возникновение) – процесс образования и становления какого-либо природного или социального яв-

ления.

Генерация – 1) поколение; 2) рождение, воспроизведение.

Генетика – наука о законах наследственности и изменчивости орга-

739

низмов Генобиоз – методологический подход в вопросе происхождения жиз-

ни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода.

Генотип – наследственная основа организма, совокупность генов, локализованная в его хромосомах.

Генный – прил. от с. ген, генная инженерия – создание с помощью генетических и биохимических методов новых, не существующих в природе сочетаний генов.

Геном – совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом данной животной или растительной клетки.

Гео – первая составная часть сложных слов, обозначающая «относящийся к Земле и ее изучению»; например, геология, география.

Голобиоз – методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделенных способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма.

Геоид – фигура Земли, ограниченная поверхностью Мирового океана и ее продолжением под континентами.

Гомеостаз – (термин вошел в широкое употребление в кибернетической интерпретации в разработке У. Р. Эшби) – процесс саморегуляции систем любой природы относительно заданного состояния на основе обратных связей, обеспечивающей динамическое равновесие системы, называемой гомеостатом.

Геология – наука о составе, строении, истории развития земной коры и более глубоких недр Земли, а также о размещении в земной коре полезных ископаемых.

Геосферы – концентрические оболочки, из которых состоит Земля и ее ближайшее окружение.

Геронтология – наука, изучающая старение живых организмов, в том числе и человека.

Гетеротрофы – организмы, которые используют для своего питания готовые органические вещества «к ним относятся человек, все животные, некоторые растения, большинство бактерий, грибы и др.

Гиалоплазма – часть цитоплазмы животных и растительных клеток, в которой расположены внутриклеточные структуры – ядро и все органои-

ды.

Гидро...– первая составная часть сложных слов, обозначающая «относящийся к воде, водным пространствам»; например, гидробиология.

Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли, расположенная между атмосферой и земной корой; совокупность океанов, морей, озер,

740