- •Вопрос 1. Наука: определение и отличие от других сфер культуры.
- •Вопрос 2. Основные черты и функции науки.
- •Вопрос 3. Естествознание как область науки. Его отличие от других научных областей.
- •Отличие естествознания от других научных областей
- •Вопрос 4. Специфика и взаимосвязь естественнонаучного и гуманитарного типа культур.
- •Вопрос 5. Классификация естественных наук.
- •Вопрос 6. Позитивистские концепции развития науки.
- •Вопрос 7. Концепция парадигм Куна.
- •Вопрос 8. Концепция роста научного знания Поппера.
- •Вопрос 9. Методология научно-исследовательских программ Лакатоса.
- •Вопрос 10. Концепция неявного знания Полани.
- •Вопрос 11. Методологический анархизм Фейерабенда.
- •Вопрос 12. Концепция «case studies».
- •Вопрос 13. Диалектическая концепция развития науки.
- •Вопрос 14. Научные революции. Глобальные научные революции в истории науки.
- •Вопрос 15. Понятие картины мира. Естественнонаучная картина мира.
- •Вопрос 16. Картины мира в истории науки. Современная научная картина мира.
- •Вопрос 17. Структурность и системность как атрибуты материи. Основные виды материи.
- •Вопрос 18. Живая и неживая природа. Мега- , макро- и микромир. Единство мира.
- •Вопрос 19. Принцип детерминизма. Понятие индетерминизма. Соотношение динамических и статических законов.
- •Вопрос 20. Фундаментальные типы физических взаимодействий. Принцип симметрии и законы сохранения.
- •Вопрос 21. Корпускулярно-волновой дуализм и принцип дополнительности.
- •Вопрос 22. Состояние физической системы и принцип неопределенности.
- •Вопрос 23. Основные положения и выводы сто и ото.
- •Вопрос 24. Понятие закрытой и открытой системы. Переход от равновесной термодинамики классической науки к неравновесной термодинамики неклассической науки.
- •Вопрос 25. Основные типы космологических объектов.
- •Вопрос 26. Современные научные представления о крупномасштабной структуре мегагалактики.
- •Вопрос 27. Космологические модели эволюции вселенной.
- •Вопрос 28. Проблема происхождения солнечной системы.
- •Вопрос 29. «Антропный пинцип» и его мировоззренческое и методологическое значение.
- •Вопрос 30. Проблема происхождения жизни.
- •Вопрос 31. Проблема сущности живого и его отличие от неживой материи.
- •Вопрос 32. Структурные уровни организации живого.
- •Вопрос 33. Теория происхождения видов ч.Дарвина. Антидарвинизм.
- •Вопрос 34. Основные положения генетики.
- •Вопрос 35. Структура и принципы синтетической теории эволюции.
- •Вопрос 36. Синергетика.
- •Вопрос 37. Понятие системы. Системный метод исследования.
- •Вопрос 38. Понятие информации и информационный подход в современном научном познании.
- •Информационный подход в методологии познания
- •Вопрос 39. Концепция «универсального эволюционизма».
- •Вопрос 40. Биосфера, ноосфера и техносфера. Коллизии взаимодействия.
- •Вопрос 41. Современные концепции экологии.
- •Вопрос 42. Идея коэволюции природы и общества. Модель устойчивого развития.
Вопрос 26. Современные научные представления о крупномасштабной структуре мегагалактики.
Во Вселенной медленно происходят изменения, носящие необратимый характер, например ее расширение. Наблюдаемую часть Вселенной обычно называют Метагалактикой. Метагалактику составляют различные наблюдаемые структурные элементы: галактики, звезды, сверхновые, квазары и т.д.
Размер наблюдаемой Вселенной из-за нестационарности её пространства-времени —расширения Вселенной — зависит от того, какое определение расстояния принять. Сопутствующее расстояние до самого удалённого наблюдаемого объекта —поверхности последнего рассеяния реликтового излучения — составляет около 14 миллиардов парсек (46 миллиардов или 4,6 × 1010световых лет) во всех направлениях. Таким образом, Метагалактика представляет собой шар диаметром около 93 миллиардов световых лет. Так как сопутствующее пространство Метагалактики почти евклидово, сопутствующий объём Метагалактики составляет примерно 3,5 × 1080 кубических метров или 4,1 × 1032 кубических световых лет.
Многолетние исследования Метагалактики выявили два основных свойства, два космологических постулата: - Метагалактика однородна в больших объемах, - Метагалактика изотропна в больших объемах. О размерах, форме и строении М. в целом пока ничего не известно. Распределение галактик в масштабе всей известной части М. не обнаруживает систематического падения плотности в каком-либо направлении, что могло бы указывать на приближение к границам Метагалактики. Отсутствие такого падения плотности может свидетельствовать об относительно малых размерах известной нам области по сравнению с размерами М. Каковы бы ни были эти размеры, М. нужно рассматривать как огромную, но конечную совокупность галактик, обладающую в течение длительного времени определёнными особенностями строения и движения. К таким особенностям может относиться и взаимное удаление галактик, охватывающее всю М. или её часть. Т. о., М. представляет собой конечное и преходящее структурное образование в вечной и бесконечной Вселенной, содержащей, в частности, бесчисленное множество галактик
Вопрос 27. Космологические модели эволюции вселенной.
Космология - раздел современной астрономии, изучающий происхождение, свойства и эволюцию Вселенной как единого целого. Физическая космология занимается наблюдениями, которые дают информацию о Вселенной в целом, а теоретическая космология - разработкой моделей, которые должны описывать наблюдаемые свойства Вселенной в математических терминах. Космология в самом широком смысле охватывает физику, астрономию, философию и теологию. Действительно, она стремится представить картину мира, объясняющую, почему Вселенная имеет именно те свойства, которые она имеет. Уже греческая космология стремилась построить математическую модель движения планет. Современная космология целиком базируется на законах физики и математических конструкциях.
Только в XX веке было выработано понимание Вселенной как единого целого. Первый важный шаг был сделан в 1920-х годах, когда ученые пришли к выводу, что наша Галактика - одна из многих галактик, а Солнце - одна из миллионов звезд Млечного Пути. Последующее изучение галактик показало, что они удаляются от Млечного Пути, причем чем дальше они находятся, тем больше скорость их удаления. Ученые осознали, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Разбегание галактик происходит в соответствии с законом Хаббла, согласно которому красное смещение галактики пропорционально расстоянию до нее. Постоянная пропорциональности, называемая постоянной Хаббла, имеет значение в пределах 60-80 км/с на один Мегапар-сек (1 пк - 3,26 световых года) с погрешностью 20%. Согласно закону Хаббла, скорости разбегания удаленных галактик прямо пропорциональны их расстояниям от нас - наблюдателей. Темнота ночного неба обусловлена расширением Вселенной. Объяснение этого факта является очень важным космологическим наблюдением. Появление в 1950-х годах радиоастрономии позволило установить, что большинство радиоисточников (например, квазары и радиогалактики) являются удаленными объектами. Поскольку вычисленные по красному смещению расстояния составляют значительную долю размеров Вселенной, радиоволнам и свету требуется сравнимый с возрастом Вселенной промежуток времени, чтобы достичь Земли. В силу этого, наблюдая слабые радиоисточники, исследователь видит ранние стадии эволюции Вселенной.
Все космологические теории (модели) включают постулат, согласно которому во Вселенной нет выделенных точек и направлений, т. е. все точки и направления равноправны для любого наблюдателя. Обычно, также предполагается, что законы физики и фундаментальные постоянные, в частности постоянная гравитации G, не меняются со временем. Пока нет фактов, указывающих на обратное. Общая теория относительности Эйнштейна - отправная точка для большинства космологических моделей. Космологические модели отличаются выбором двух значений - космологической постоянной Эйштейна и плотности, зависящей от количества вещества во Вселенной и от постоянной Хаббла.
В модели стационарной Вселенной, созданной английскими астрономами Ф. Хойлом и Г. Бонди и американским астрономом Т. Голдом, утверждается, что Вселенная одинакова повсюду и в любое время для всех наблюдателей. Для того чтобы привести эту модель в соответствие с наблюдаемым расширением Вселенной, Ф. Хойл постулировал непрерывное порождение нового вещества С-полем («творящим полем»), которое заполняет пустоты, остающиеся после разбегания уже существующих галактик. Однако модель Хойла-Бонди-Голда не согласовывалась с другими эмпирическими данными, например с реликтовым излучением. Тем не менее эта модель дала существенный толчок развитию теории ядерного синтеза в звездах, поскольку, если бы не было Большого Взрыва, тяжелые элементы могли образовываться только во взрывающихся звездах. Это положение теории, не связанное с выбором космологической модели, полностью осталось в силе.
Вселенная Фридмана - модель, в которой плотность и радиус Вселенной могут изменяться со временем, т. е. Вселенная находится в состоянии непрерывного расширения или сжатия. Вселенная Фридмана может быть замкнутой, если плотность вещества в ней достаточно велика, чтобы остановить расширение. Этот факт привел к поиску так называемой недостающей массы, т. е. «темной» материи, заполняющей неизлучающие области Метагалактики. Еще в 1922-1924 годах российский математик А. А. Фридман на основе теории относительности Эйнштейна доказал, что из-за действия сил тяготения материя во Вселенной не может находиться в покое - она нестационарна. Наиболее важным аргументом в пользу этой теории является открытие в 1965 году американскими физиками А. Пензиасом и Р. Уилсоном микроволнового фонового излучения, эквивалентного излучению абсолютно черного тела с температурой 2,7 К (по Кельвину).
Пульсирующая Вселенная ~ модель Вселенной, в которой она периодически проходит циклы расширения и сжатия до так называемого Большого Хлопка (сдавливания). Каждый цикл сжатия сменяется следующим за ним очередным Большим Взрывом, открывающим новой цикл расширения, и так далее до бесконечности. Если такое происходит, то Вселенная является замкнутой.
Перемешивающаяся Вселенная — хаотическая модель ранней Вселенной, в которой в результате гигантских конвульсий и колебаний свет «плавает» вокруг нее и способствует превращению неоднородной Вселенной в однородную. Установлено, что эта модель нежизнеспособна.
Открытая Вселенная - космологическая модель, в которой Вселенная представляется бесконечной в пространстве. Чтобы эта модель была справедлива, расширение Вселенной должно продолжаться или замедляться, но не сменяться сжатием, как в моделях пульсирующей Вселенной. Для этого она должна содержать меньше вещества, чем необходимо для создания дос-42
таточно сильного гравитационного поля, способного прекратить ее расширение. В настоящее время средняя плотность материи во Вселенной точно не определена, поэтому делать вывод в пользу той или иной модели рано.
Модель расширяющейся Вселенной - модель эволюции Вселенной, согласно которой она возникла в бесконечно плотном горячем состоянии и с тех пор расширяется. Это событие произошло от 13 до 20 млрд. лет назад и известно как Большой Взрыв. Теория Большого Взрыва теперь общепринята, так как она объясняет оба наиболее значительных факта космологии: расширяющуюся Вселенную и существование космического фонового излучения. Это реликтовое излучение первичного расширяющегося раскаленного шара было предсказано американским физиком русского происхождения Дж. Гамовым в 1948 году. Фоновое излучение было изучено на всех длинах волн от радио- до гамма-диапазона. В последние десятилетия большое внимание уделялось изотропии реликтового излучения, дающей информацию о самых ранних стадиях эволюции.
Особый класс моделей Большого Взрыва составляют инфляционные модели, или модели раздувающейся Вселенной. В этих моделях на ранней стадии эволюции Вселенной присутствует конечный период ускоренного расширения. При таких условиях высвободилось бы огромное количество энергии, содержащейся до этого в исходном физическом вакууме пространства-времени. В течение некоторого времени горизонт Вселенной расширялся бы со скоростью, намного превышающей скорость света. Эта теория способна удовлетворительно объяснить существующее расширение Вселенной и ее однородность, однако большинство физиков и космологов высказывают сомнения в возможности осуществления движения со скоростью, превышающей скорость света.
Исходя из представлений о единой природе четырех фундаментальных физических взаимодействий (гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого ядерных), определяющей их взаимоотношения на всех стадиях эволюции Вселенной, начиная с ! 970-х годов космологи и физики пытаются построить теорию великого объединения. Создание «Теории Всего», как иначе называет этот грандиозный проект современной науки С. Хокинг1, в значительной степени расширило бы наше понимание Вселенной и ее эволюции.
В настоящее время космология бурно развивается благодаря открытиям физики элементарных частиц и астрономическим наблюдениям различных объектов во Вселенной.