• 24. Строение звезд

• Звезда - раскалённый газовый шар, а основным свойством газа является стремление расшириться и занять любой предоставленный ему объём. Это стремление вызвано давлением газа и определяется его температурой и плотностью. В каждой точке внутри звезды действует сила давления газа, которая старается расширить звезду. Но в каждой же точке ей противодействует сила тяжести, пытающаяся сжать звезду. Обе силы уравновешивают друг друга и температура возрастают к центру звезды. Звезда излучает энергию, сколько энергии образуется в центре звезды, столько же должно излучаться её поверхностью. К давлению газа добавляется ещё и давление излучения. По мере движения наружу длина волны света увеличивается. Температура внутри звезды тем ниже, чем больше концентрация частиц в газе. Звезда может состоять из атомов водорода, из атомов гелия, натрия , железа. Чем больше водорода и гелия, тем ниже температура в центре звезды. При температуре 10-30 млн градусов и наличии большого числа ядер водорода протекают термоядерные реакции, в результате образуются ядра различных химических элементов. Звёзды большую часть своей жизни светят за счёт преобразований четырёх ядер водорода (протонов) в одно ядро гелия. Звёзды образуются из космических газопылевых облаков. Строение звёзд зависит от массы. Чем больше звезда, тем большую её часть составляет ядро. Источник энергии находится в ядре. По мере превращения водорода в гелий молекулярная масса вещества ядра возрастает, а его объём уменьшается. В дальнейшем ядерные реакции создают в центре массивной звезды всё более тяжёлые элементы, вплоть до железа. Синтез элементов тяжелее железа уже не приводит к выделению энергии. Лишённое источников энергии, ядро звезды быстро сжимается. Это может повлечь за собой взрыв - вспышку сверхновой. Срок жизни звезды напрямую зависит от её массы.

• 25. Основные этапы развития естествознания

• Период "доклассического" естествознания (до XVII). Объект науки- мегамир, включающий вселенную в её многообразию. Идеал науки- принцип знания ради знания. Наблюдения- основной метод научной деятельности. Познавательный процесс не имеет выраженной практической направленности. Научная картина мира носит интегративный характер, основанный на взаимосвязи природы и человека. Доминирует геоцентризм. Философию трактуют как царицу всех наук. Стиль мышления- интуитивно- диалектический. Преобладание тенденции к единстве знания о природе и человеке.

• Классический период. Признан многими исследователями в качестве первой исторической формы строгой науки. Объект науки- макромир, включающий преимущественно планету Земля и ближний Космос. Идеал науки- знание- сила. Противопоставление познающего субъекта и познаваемого объекта. Познавательный процесс не исключает практическую направленность. Научная картина мира приобретает выраженный механический характер. Доминирует гелиоцентризм. Представление о мире как о слаженно действующем механизме. Отрицание внутреннего противоречия как источника развития, усиление дифференциальных тенденций в системе научного знания. Материя- опорное понятие для любой формы знания, понималась как вещество, совокупность вещественных объектов, состоящих из неделимых атомов и представленных в трёх агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Введение системы координат и разработка математики переменных величин вооружили ученых средством теоретического изображения механического движения с высокой степенью наглядности. Классическая наука представляла собой первую историческую форму научного знания.

• Неклассический период. Постепенно в первой половине XX века новая модель превратилась в целостную систему знаний, утверждалось новое мировоззрение с доминированием непредсказуемости, неопределенности, особенно при изучении сложных динамических систем. Оформилась новая дисциплина- синергетика- наука, исследующая развитие сложных открытых саморазвивающихся систем. Объект науки - микромир, совокупность элементарных частиц. По-новому стало пониматься и общее взаимодействие субъекта и объекта в науке. Субъект рассматривается внутри изучаемого мира, взаимодействующий с ним. Сочетание теоретической и прикладной направленности развития науки. Научная картина мира утрачивает сугубо механическую интерпретацию. Формируется новое понимание категории истины, реальности, факта, соотношения теории и практики, форм научного объяснения. Разные физическая реальность (предрасположенность) и объективная реальность. Сочетание дифференциальных и интегральных тенденций в развитии науки. Учет человеческого фактора в процессах естественнонаучного знания. Под наглядностью понимают не наблюдаемое, а соответствующее концептуально- теоретическим позициям. Стало доминировать не абсолютное, а вероятностное знание. Классическая наука и неклассическая стали существовать по принципу дополнительности.

• Период современного естествознания. Объект науки - мега-, макро- и микро- миры. Идеал науки- принцип включенности ценностных элементов в познавательный процесс. Формирование общенаучной картины мира, преобладание представление глобального эволюционизма. Рассмотрение элементов отношений человек- биосфера- космос в их взаимосвязи в единстве. Выход на уровень синергетического стиля естественнонаучного мышления, для которого характерны интегративность, нелинейность. Преодоление различий между научным и гуманитарным знанием.

• 26.Понятие живого

• Интуитивно мы все понимаем, что есть живое, и что мертвое. Однако при попытке определить сущность живого возникают трудности. Например, один из авторов предложил следующее определение: живой организм – это тело, слагаемое из живых объектов; неживое тело – слагаемое из неживых объектов.

• Широко известно определение, данное Ф. Энгельсом, что жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой¹.

• Современное определение живого выглядит следующим образом: «живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизвоизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».

• Т.о. сущность живого есть форма существования сложных открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению. Функционально важнейшими веществами этих систем являются белки (высокомолекулярные органические вещества, состоящие из аминокислот) и нуклеиновые кислоты, обеспечивающие биосинтез белка (основу жизнедеятельности) и передачу наследственных признаков.

• Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого, можно отметить, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются.

• 27.Принцип относительности галилея

• Принцип инерции Галилея выделяет определенный класс систем отсчета, которые называют инерциальными. Инерциальными являются системы отсчета, в которых выполняется принцип инерции (первый закон Ньютона). Если мы имеем хотя бы одну такую инерциальную систему отсчета, то всякая другая система отсчета, которая движется относительно первой равномерно и прямолинейно, также является инерциальной. Все другие системы отсчета называются неинерциальными. Оговоримся прежде всего, что под системой отсчета понимается тело отсчета, относительно которого рассматривается движение, связанная с телом отсчета система координат (например, декартова система координат, состоящая из трех взаимоперпендикулярных пространственных координатных осей), и заданный способ определения времени.

• Тот факт, что ускорения тел относительно обеих инерциальных систем отсчета одинаковы, позволяет сделать вывод о том, что законы механики, определяющие причинно-следственные связи движения тел, одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. И это составляет суть принципа относительности Галилея: "Во всех инерциальных системах отсчета все физические явления происходят одинаково".

• 28. Эволюция звезд

• Эволюция звезд - изменение физ. характеристик, внутр. строения и хим. состава звезд со временем. Звезды находятся в плазменном состоянии. Они разогреты до миллионов градусов.Внутри звезд происходит термоядерная реакция. Звезды образуются из космического вещества в ре­зультате его конденсации под действием гравитационных, магнитных и других сил. Под влиянием сил всемирного тяготения из газового облака образуется плотный шар —протозвезда. Преобразование протозвезды в звезду растягивается на миллионы лет, что сравнительно немного по космическим меркам. Молодые звезды (около 100 тыс. лет) существуют за счет энергии гравитационного сжатия, которая разогревает центральную область звезды до температуры порядка 10-15 млн С и

• «запускает» термоядерную реакцию преобразования водорода в гелий. В результате преобразования водорода в гелий в центральной зоне образуется гелиевое ядро. На той стадии, когда ядерные реакции уже не могут

• поддерживать устойчивость звезды, ее гелиевое ядро начинает сжиматься. При этом внутренняя температура звезды увеличивается, а внешняя оболочка, сначала расширяется, а затем выбрасывается в космическое

• пространство. Звезда превращается в красный гигант. В процессе дальнейшего охлаждения, если звезда имела небольшую массу, она превращается в белого карлика — стационарный космический объект с очень высокой плотностью. Белые карлики представляют собой заключительный этап эволюции большинства звезд, в

• которых весь водород «выгорает», а ядерные реакции прекращаются. Тепловая энергия белого

• карлика продолжает иссякать, вследствие чего звезда меняет свой цвет сначала на желтый, а затем на красный.

• Если какие-то причины останавливают гравитационное сжатие, то происходит взрыв старой звезды,

• который сопровождается выбросом огромного количества вещества и энергии. Такой взрыв называют вспышкой сверхновой. Часть массы взорвавшейся сверхновой может продолжить существование в виде черной дыры.

• 29. Движение и его основные характеристики.

• Диалектическая концепция развития является наиболее известной и популярной, в основном из-за того, что в её разработке активное участие принимали Гегель и Маркс. Основу диалектики образуют:

• * Идея всеобщей связи и зависимости в мире. Не существует ни одного элемента, который не был бы прямо или косвенно связан со всеми остальными элементами действительности. Мир есть взаимосвязанное единство, целостность.

• * Идея саморазвития. Мир развивается не потому, что его кто-то или что-то извне к этому побуждает, толкает, а потому, что он сам порождает источник своего развития. Этим источником является внутреннее противоречие.

• * Принцип противоречия как универсальной движущей силы саморазвития бытия.

• Диалектичность характеризует не только систему в целом, но и подсистемы. Между подсистемами и элементами систем возникают отношения противоречия, которые и вынуждают системы и подсистемы изменяться. Разрешение противоречия означает завершение цикла развития. Развитие как процесс объясняется и описывается через действие законов диалектики: единства и борьбы противоположностей; взаимного перехода количественных и качественных изменений; отрицания отрицания. Диалектическое развитие строго подчиняется законам, но не подчиняется воле человека.

• Понимание мира как диалектически развивающегося целого имело свои достоинства. Однако развитие наших представлений о мире, появление новых данных из области естествознания, а также новые опыты из общественной жизни, из сферы развития научного знания, дали основания утверждать, что диалектика - это не универсальная концепция. Она годится для объяснения многих процессов развития, но есть феномены развития, которые нельзя ни объяснить, ни понять с помощью диалектики. Например, в развитии живой природы принято считать межвидовую борьбу частным проявлением общего закона противоречивости жизни. Но биологи доказали, что не всегда переход от одного качественного состояния к другому происходит таким путем. Иногда имеют место мутации и флуктуации.

• Как показывает социальная практика, диалектическая концепция развития уже исчерпала себя как универсальный инструмент объяснения общества. Социальные трансформации сейчас настолько тонки и разнообразны, что схемы диалектики далеко не всегда в состоянии объяснить источники, причины, механизмы социальных изменений. Тем более, что диалектика полностью игнорирует сознательно-волевой фактор и пасует перед субъективной реальностью бытия в мире.

• Поэтому, высоко оценивая диалектическую концепцию развития, приходится делать вывод, что она не является универсальной, а лишь частично и в определенных случаях объясняет механизмы и особенности развития природы и общества.

• Метафизическая рассматривает развитие как только уменьшение или увеличение (т.е. как только количественные изменения) или как только качественные изменения без каких-либо количественных изменений, т.е. отрывает противоположности друг от друга. Далее, метафизическая концепция видит источник развития только во внешнем воздействии на вещь. Наконец, она рассматривает развитие или как движение по кругу, или только как движение по восходящей или нисходящей прямой и т.п.

• 30. Биосфера

• Биосфе́ра— оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности.

• Биосфера сформировалась 500 млн лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3.000.000 видов растений, животных, грибов, бактерий и насекомых. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский-«человек становится могучей геологической силой».

• Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году[1].

• Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

• Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

• 31.Четырёхмерное пространство- время.

• Ньютонова классическая механика ошибочна. Представления об абсолютном пространстве и времени ложны по существу. Пространство и время являются геометрическим, или точнее - физическим единым целым. Их нельзя рассматривать изолированно одно от другого, а надо объединять в “четырёхмерный мир”, или “пространство-время”, в рамках которого только и возможно дать правильное физическое описание явлений природы. Инерциальные системы отсчёта - отражение свойств симметрии четырёхмерного мира, и ничего более. Другими словами, в вопросе об инерциальных системах отсчёта речь идёт о чисто геометрических свойствах симметрии четырёхмерного пространства-времени.

• Существуют преобразования - преобразования симметрии четырёхмерного пространства-времени, при которых оно переходит само в себя подобно тому, как наше трёхмерное пространство переходит само в себя при произвольных параллельных переносах и произвольных поворотах вокруг любой оси на любой угол. Все декартовы системы координат в трёхмерном пространстве, полученные параллельным переносом и (или) произвольным поворотом относительно произвольно направленной оси одна из другой, - равноправны.

• Обсуждаемую скорее геометрическую, чем физическую гипотезу наиболее наглядно сформулировал Минковский в работе 1909 г. Но ранее него её совершенно чётко сформулировал Пуанкаре, хотя в математическом и намного более строгом, но не столь наглядном виде, как у Минковского. Этой гипотезы по существу придерживался и Эйнштейн в работе 1905 г.

• 32. Вероятностный характер законов биологии

• Биология все более становится точной наукой, хотя выявляемые в ней закономерности носят обычно вероятностный характер и описываются методами вариационной статистики. Это означает, что то или иное событие не строго детерминировано (предопределено), а ожидается с той или иной степенью вероятности. На основе выявляемых статистических закономерностей можно осуществлять математическое моделирование биологических процессов и прогноз их развития. Например, можно построить модель состояния жизни в водоеме через энное время при изменении одного, двух или более параметров (температуры, концентрации солей, наличия хищников и др.). Такие приемы стали возможны благодаря проникновению в биологию идей и принципов кибернетики - науки об управлении.

• 33.Численное решение уравнений.Детерминизм.

• Численное решение уравнений, нахождение приближённых решений алгебраических и трансцендентных уравнений. Ч. р. у. сводится к выполнению арифметических операций над коэффициентами уравнений и значениями входящих в него функций и позволяет найти решения уравнений с любой наперёд заданной точностью. К Ч. р. у. сводятся многие задачи математики и её приложений.

• Численное решение алгебраических уравнений разбивается на следующие этапы: 1) выделение кратных корней, сводящее задачу к решению уравнения с простыми корнями; 2) определение границ, между которыми могут лежать корни уравнения; 3) разделение корней, т. е. указание промежутков, каждый из которых содержит не более одного простого корня; 4) грубое определение приближённого значения корня, выполняемое графически или каким-либо иным способом (например, при помощи изучения перемен знака левой части уравнения); 5) вычисление корня с заданной точностью. Наиболее распространёнными методами для этого являются методы ложного положения, метод Ньютона, Лобачевского метод, последовательных приближений метод, разложение в ряды и т.д.

• Детермини́зм (лат. determinare — определять, ограничивать) — философское учение об объективной закономерной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений материального и духовного мира.

• Детерминизм в науке

• 1) Всё определено в этом мире, и ничто не в состоянии этого изменить.

• 2) Всякое действие вызывает следствие подобно всему тому, что происходит в этой жизни.

• На принципе детерминизма построена вся классическая физика, за исключением термодинамики и молекулярной физики. Детерминизм подразумевает выполнение обратимости времени, то есть частица придёт в исходное состояние, если обратить время. Каждая траектория единственным образом определяется начальными условиями. Всё это находится в замечательном согласии с экспериментальными данными макромира.

• 34. Основные принципы эволюционной теории Ч. Дарвина. Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:

• 1.В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.

• 2.Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.

• 3.Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.

• 4.В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.

• 5.Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.

• 6.Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

• На этих постулатах была создана современная теория эволюции.

• Главная заслуга Дарвина в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность к условиям существования. Этот механизм — постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений.

35.О́бщая тео́рия относи́тельности  и Принцип эквивалентности

О́бщая тео́рия относи́тельности — геометрическая теориятяготения, развивающая специальную теорию относительности (СТО), опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915—1916 годах^[1][2]. В рамках общей теории относительности, как и в другихметрических теориях, постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии. Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нём материей.

Несмотря на ошеломляющий успех общей теории относительности, в научном сообществе существует дискомфорт, связанный, во-первых, с тем, что её не удаётся переформулировать как классический предел квантовой теории, а во-вторых, с тем, что сама теория указывает границы своей применимости, так как предсказывает появление неустранимых физических расходимостей при рассмотрении чёрных дыр и вообще сингулярностей пространства-времени.

Принцип эквивалентности,утверждение, согласно которому поле тяготения в небольшой области пространства и времени по своему проявлению тождественно ускоренной системе отсчёта. Суть Э. п. состоит в следующем. В поле тяготения все тела движутся с одинаковым ускорением, независимо от их массы и других свойств (закон Галилея). Однако в отсутствие поля тяготения, при наблюдении из ускоренной системы отсчёта (например, из ракеты, летящей с ускорением под действием двигателя) все тела, движущиеся по инерции, также имеют одинаковое ускорение по отношению к этой системе отсчёта. В этом смысле ускоренная система отсчёта эквивалентна полю тяготения. Э. п. в применении только к законам движения тел в пространстве называется "слабым принципом эквивалентности". Альберт Эйнштейн при создании общей теории относительности (теории тяготения) предположил, что не только механическое движение, но и любые физические процессы при одинаковых начальных условиях протекают совершенно одинаково в поле тяготения и вне его, но в ускоренной системе отсчёта. Это утверждение называется "сильным принципом эквивалентности". Э. п. является локальным, т. е. тождественность поля тяготения ускоренной системе отсчёта справедлива лишь в небольшой области пространства и времени, в которой поле тяготения можно считать однородным и постоянным во времени. Э. п. доказан экспериментально с большой точностью.

• 36 вопрос проблема поиска внеземной цивилизации

• Формул Дрейка — ф-ла, с помощью которой можно опредлить число цивилизаций в галактике, с которыми у нас есть шанс вступить в контакт. Она является оценкой по поводу их возможной распространенности.

• N = R f n k d q L,

• где N – число внеземных цивилизаций в Галактике; R – скорость образования звезд в Галактике, усредненная по всему времени ее существования (число звезд в год); f— доля звезд, обладающих планетными системами; n – среднее число планет, входящих в планетные системы и экологически пригодных для жизни; к – доля планет, на которых действительно возникла жизнь; d — доля планет, на которых после возникновения жизни развились ее разумные формы; q — доля планет, на которых разумная жизнь достигала фазы, обеспечивающей возможность связи с другими мирами, цивилизациями; L — средняя продолжительность существования таких внеземных (космических, технических) цивилизаций.

• Формула была разработана Дрейком в 1960 г.

• Она послужила основанием для выделения миллионов долларов на прогрумму поиска внеземных цивилизаций, несмотря на то, что при современном уровне развития науки формула Дрейка — формула с помощью которой можно определить число цивилизаций в галактике, с которыми у нас есть возможность вступить в контакт, а так же не смотря на то что при современном уровне развития науки можно более менее точно определить только 2 коэффицента:

• R – скорость образования звезд в галактике(число звезд в год(около 10)), и доли звезд, обладающих планетарными системами.. Все остальные величины являются весьма неопределенными, т.к. у нас нет сведений о других цивилизациях.

• В настоящее время наметилось несколько направлений поиска следов активности внеземных цивилизаций.

• Во-первых, поиск следов астроинженерной деятельности внеземных цивилизаций. Это направление базируется на предположении, что технически развитые цивилизации рано или поздно должны перейти к преобразованию окружающего космического пространства (создание искусственных спутников, искусственной биосферы и др.), в частности для перехвата значительной части энергии звезды.

• Во-вторых, поиск следов посещения Земли внеземными цивилизациями. В основе этого направления лежит допущение о том, что активность внеземных цивилизаций могла проявляться в историческом прошлом в виде посещения Земли, и такое посещение не могло не оставить следов в памятниках материальной или духовной культуры различных народов. Так проблема внеземных цивилизаций сближается с историей культуры, археологией, где также имеется много «белых пятен», загадок, тайн и проблем.

• В-третьих, поиск сигналов от внеземных цивилизаций. Данная проблема в настоящее время формулируется прежде всего как проблема поиска искусственных сигналов в радио- и оптическом (например, остронаправленным лучом лазера) диапазонах. Наиболее вероятной является радиосвязь.

• 37. Динамические законы Ньютона.

• Динамика изучает движение реальных тел под действием приложенных к ним сил. Установленные Ньютоном три закона механики лежат в основе динамики и составляют основной раздел классической механики.

• Первый закон Ньютона.

• Ньютон дал общую формулировку закону инерции как первому закону движения: всякое тело пребывает в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действующие на него силы не изменят это состояние.

• Второй закон Ньютона.

• Второй закон механики гласит: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение.

• Этот закон также справедлив только в инерциальных системах отсчета. Первый закон с математической точки зрения представляет собой частный случай второго закона, потому что, если равнодействующие силы равны нулю, то и ускорение также равно нулю. Однако первый закон Ньютона рассматривается как самостоятельный закон, т.к. именно он утверждает о существовании инерциальных систем.Третий закон Ньютона.

• Третий закон Ньютона гласит: действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по модулю и противоположными по направлению..

• Первый и второй законы механики относятся соответственно к движению материальной точки или одного тела. При этом учитывается лишь действие других тел на данное тело. Однако всякое действие есть взаимодействие. Поскольку в механике действие характеризуется силой, то если одно тело действует на другое с определенной силой, то второе действует на первое с той же силой, что и фиксирует третий закон механики. В формулировке Ньютона третий закон механики справедлив лишь для случая непосредственного взаимодействия сил или при мгновенной передаче действия одного тела на другое. В случае передачи действия за конечный промежуток времени данный закон применяется тогда, когда временем передачи действия можно пренебречь.

• 38. генная теория

• Уже больше ста лет назад было известно, что каждый новый организм возникает в результате соединения яйца и сперматозоида; но каким образом эти крошечные комочки протоплазмы передают потомству признаки родителей, оставалось для ученых загадкой в течение еще нескольких десятков лет. Чарлз Дарвин предполагал, что каждая ткань или орган родителя выделяет своего рода модели, которые он назвал пангенами; эти пангены включаются в яйцо или сперматозоид и таким образом передаются потомкам, обеспечивая развитие у них копий того органа, из которого они сами произошли.

• В 1887 году Август Вейсман сформулировал теорию непрерывности зародышевой плазмы. Он считал, что половые (зародышевые) клетки происходят из родительских половых клеток, а не из клеток тела (соматических клеток) данного индивидуума. По предположению Вейсмана, при первом же дроблении оплодотворенного яйца одна линия клеток - зародышевая плазма - дифференцируется от клеток будущего тела, или соматоплазмы; на зародышевую плазму не оказывают влияния ни соматоплазма, ни внешние воздействия. Еще в то время, когда не были известны ни хромосомы, ни гены. Вейсман понял, что наследственность связана с передачей от одного поколения к другому специфических молекулярных комплексов. Достаточно немного поразмыслить, чтобы усмотреть очевидное следствие этой теории: приобретенные признаки не наследуются. Потомству могут быть переданы только те изменения, которые возникли в зародышевой плазме, но не в соматических клетках.

• Обобщения, касающиеся механизма наследственности, принадлежат к наиболее точным и наиболее «количественным» биологическим теориям. Они позволяют предсказывать, какова вероятность того, что потомство двух данных родителей будет обладать тем или иным признаком. Эти обобщения носят название законов Менделя - по имени сформулировавшего их в 1865 году Грегора Менделя. Мендель вывел эти законы на основании своих тщательных опытов по скрещиванию разных сортов гороха.

• Первый закон Менделя — закон расщепления - гласит, что единицы наследственности (т. е. гены) представлены у каждой особи парами; при образовании гамет (половых клеток) две единицы каждой пары расходятся, или расщепляются, и переходят в разные гаметы, так что каждая половая клетка содержит одну и только одну единицу каждого типа. Второй закон Менделя — закон независимого распределения - гласит, что расщепление каждой пары единиц при образовании гамет происходит независимо от расщепления других пар единиц, так что в половой клетке члены различных пар сочетаются случайным образом. Проницательность Менделя была поистине удивительной, так как он сделал эти обобщения в то время, когда детали строения хромосом, мейоза и оплодотворения еще не были известны. Позже, когда были открыты хромосомы и накопились генетические и цитологические данные, Сэттон (1902) и Морган (1911) сформулировали современную концепцию о линейном расположении единиц наследственности - генов - в хромосомах.

39. Атомная гипотеза (молекулярно-кинетическая теория)

Фундаментом молекулярно-кинетической теории (МКТ) является гипотеза, что все тела в природе состоят из мельчайших структурных единиц - атомов и молекул (комбинаций атомов). Атомистическая гипотеза зародилась 2500 лет назад в Древней Греции (Левкипп и Демокрит из Абдеры) и была окончательно сформулирована в трудах европейских ученых XIX в. За сто лет до этого выдающийся русский ученый-энциклопедист М. В. Ломоносов рассматривал тепловые явления как результат движения частиц, образующих тела. Теория была окончательно сформулирована в19 в. в трудах Европейских ученых.

Основные положения МКТ

• Вещество состоит из атомов (молекул).

• Атомы (молекулы) вещества находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении. Наиболее яркое доказательство - броуновское движение (Р. Броун, 1827 г.) мелких частиц, взвешенных в жидкости, происходящее из-за непрерывных беспорядочных соударений этих частиц с молекулами жидкости. Другой простой экспериментальный факт, доказывающий тепловое движение атомов вещества, - диффузия.

• Между атомами (молекулами) вещества действуют силы притяжения и отталкивания, зависящие от расстояния между частицами. На далеких расстояниях (превышающих несколько радиусов молекулы) взаимодействие слабо и носит характер притяжения, быстро убывающего с ростом расстояния. Физически это слабое притяжение обусловлено наличием электрического дипольного момента у электронейтральной в целом молекулы. С уменьшением расстояния это притяжение сначала несколько возрастает, а затем стремится к нулю. В момент соприкосновения электронных оболочек молекул возникают быстро растущие с уменьшением расстояния силы электростатического отталкивания.

Характер теплового движения молекул зависит от того, в каком агрегатном состоянии (твердом, жидком или газообразном) находится вещество. Расстояние между отдельными молекулами (атомами) в газах очень велико по сравнению с размерами самих молекул. Поэтому силы притяжения между молекулами в газе пренебрежимо малы. Следовательно, газы могут неограниченно расширяться, занимая любой предоставленный им объем. Молекулы в жидкости расположены достаточно близко друг к другу, так что при попытке сжатия жидкости возникают большие силы отталкивания. Отсюда малая сжимаемость жидкостей. С другой стороны, всякая внешняя сила заставляет молекулы жидкости перемещаться, что объясняет текучесть жидкости. В твердом теле атомы или молекулы могут лишь колебаться вокруг определенных положений равновесия. Поэтому твердые тела сохраняют и форму, и объем. У кристаллических твердых тел центры атомов (молекул) образуют пространственную решетку, в узлах которой находятся атомы вещества. Аморфные твердые тела не обладают жесткой структурой и скорее напоминают застывшие жидкости (в частности, под действием определенной силы аморфное тело может течь как жидкость).

• 40.большой взрыв

• Большо́й взрыв (англ. Big Bang) — космологическая теория начала расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.

• По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,7 ± 0,13 млрд лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Согласно известным ограничениям по применимости современных физических теорий, наиболее ранним моментом, допускающим описание, считается момент Планковской эпохи с температурой примерно 1032 К (Планковская температура) и плотностью около 1093 г/см³ (Планковская плотность). Ранняя Вселенная представляла собой высокооднородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам.

• Приблизительно через 10−35 секунд после наступления Планковской эпохи (Планковское время — 10−43 секунд после Большого взрыва, в это время гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий) фазовый переход вызвал экспоненциальное расширение Вселенной. Данный период получил название Космической инфляции. После окончания этого периода строительный материал Вселенной представлял собой кварк-глюонную плазму. По прошествии времени температура упала до значений, при которых стал возможен следующий фазовый переход, называемый бариогенезисом. На этом этапе кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и нейтроны. При этом одновременно происходило асимметричное образование как материи, которая превалировала, так и антиматерии, которые взаимно аннигилировали, превращаясь в излучение.

• Дальнейшее падение температуры привело к следующему фазовому переходу — образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме. После чего наступила эпоха нуклеосинтеза, при которой протоны, объединяясь с нейтронами, образовали ядра дейтерия, гелия-4 и ещё нескольких лёгких изотопов. После дальнейшего падения температуры и расширения Вселенной наступил следующий переходный момент, при котором гравитация стала доминирующей силой. Через 380 тысяч лет после Большого взрыва температура снизилась настолько, что стало возможным существование атомов водорода (до этого процессы ионизации и рекомбинации протонов с электронами находились в равновесии).

• После эры рекомбинации материя стала прозрачной для излучения, которое, свободно распространяясь в пространстве, дошло до нас в виде реликтового излучения.

• Теория не даёт никакой возможности говорить о чём-либо, что предшествовало этому моменту, а размеры Вселенной тогда равнялись нулю — она была сжата в точку. Это состояние называется космологической сингулярностью и сигнализирует о недостаточности описания Вселенной классической общей теорией относительности.

1