Макромир

Исследованием макромира занимается классическая физика. Основные положенияя сложились к концу 16 нач17 века – это Галилей(законы ускорения и инерции),Иоган Кеплер (открыл законы движения планет, предположил, что орбиты – элипс), но особый вклад принадлежит Ньютону, уточнившему и дополнившему положение Галилея. Его идеи легли в основу механического мира. В концепции Ньютона выделяют корпускулы (минимальные частицы) и тела.

1 Ньютон установил, что любое тело сохраняет инертность, т.е. состояние покоя или равномерного движения, если на него не действует другое

2 Ускорение прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе (A=F/m)

3 Любое воздействие тел друг на друга носит характер взаимодействия.

Вся окружающая реальность соответственно стала рассматриваться как совокупность неких объектов, состояние которых зависит от параметров движения и практически неотличимы. Современная физика ограничивает действие этих законов движениями объектов со скоростью на много меньше скорости света.

Существовали две области, которые не поддавались объяснению на основе механики Ньютона, т.е. это область оптических и электромагнитных явлений. В конце17 в. существовали 2 теории света:

1 Корпускулярная теория света. Согласно этой теории свет представляет собой поток светящихся частиц, летящих от светящегося тела по прямолинейной траектории.

2 Волновая теория света(Гюйгенс). Свет представляет собой волну. Этот подход утвердился в конце18 века. Волновые свойства света подтверждались косвенным способом, явлением интерфиренции. При наложении двух световых лучей свет либо усиливался либо ослабевал.

В это же время происходили исследования электромагнитных явлений. В 30-е гг. 19в. англ физик Фарадей вводит понятие «Поле», как особого вида вещества.

Поле– это особая форма материи, которая распространяется и излучается с конечной скоростью. Концепция близкодействия утверждается после исследования эл\маг явлений. Суть – воздействие одного объекта на другой осуществляется через посредника – поле. К к19в сложились следующие представления о характеристиках вещества и поля: 1) вещество дискретно, т.е. прерывно, а поле непрерывно; 2) частицы вещ-ва обладают некой массой, а поле – нет; 3)вещ-во мало проницаемо, поле – абсолютно проницаемо; 4) скорость распространения поля равна скорости света, а скорость движения вещ-ва на много меньше.

В 20в представления о характеристиках поля и вещества были скорректированы, т.к. поле обладает свойствами дискретности и с другой стороны – частицы вещества обладают волновыми свойствами.

Мегамир – это совокупность космических объектов. Он включает в себя: 1) Планеты и планетные системы; 2) Звёзды и галактики; 3) Метагалактики.

То, что совр

ая космология знает об уровне планетных систем, строится во много на данных о нашей системе. Наша галактика наз-ся Млечный путь. Галактика в переводе с Др.греч – молоко.

Впервые звёздную структуру Млечного пути опр-ил Галилей. Ближаёшая к нам галактика это «Большие и малые Магилановы облака» (от нас 150 тыс световых лет)

17-2. Генетика и практика. Социальные и этические проблемы генной инженерии.

Генетика – это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов, методах управления ими.

Она является научной основой для разработки практических методов селекции, т.е. создания новых пород животных и видов растений.

Ген– элементарная единица наследственности, находящаяся в ДНК (нуклеиновая кислота)

Важнейшими задачами, которые решают сегодня учёные генетики в тесном контакте с практиками-селекционерами, являются выбор оптимальной системы скрещивания и эффективного метода отбора, управлением развитием наследственных признаков. В области медицины генетика способствует разработке мероприятий по защите человека от вредного мутагенного воздействия окружающей среды.

Мутагены – загрязнение окружающей среды, наиболее опасные – вирусы.

Опираясь на достижения современной генетики, крупный вклад в развитие селекции внесли выдающиеся отечественные биологи Н.И. Вавилов, Мичурин (создавал межвидовые гибриды растений), Дубинин, Тимофеев-Ресовский (создатель радиационной генетики).

Глубокое проникновение биологии в различные сферы общественной жизни людей потребовало и новых форм контроля со стороны общества за использованием её научных достижений. Этой проблемой занимается биоэтика.

Биоэтика – применение понятий и норм общечеловеческой морали к сфере экспериментальной и теоретической деятельности в биологии, а также в ходе практического применения её результатов.

Основные вопросы стоящие перед биоэтикой: целесообразность поддержания жизни смертельно больного человека, допустимость использования человеком его «права на смерть», проведения научных экспериментов над животными и людьми., целесообразность применения генетики для клонирования животных и людей.

Основные принципы биоэтики: 1) единство жизни и этики ( жизнь – высшее проявление упорядоченности, этика – выражение сил, противостоящее хаосу в природе)2) жизнь – высшая ценность;3) Человек и природа должны находиться в гармонии.

3) в

18-1. Классическая механика, её фундаментальные законы, принципы и понятия.

Исследованием макромира занимается классическая физика. Основные положенияя сложились к концу 16 нач17 века – это Галилей(законы ускорения и инерции),Иоган Кеплер (открыл законы движения планет, предположил, что орбиты – эллипс), но особый вклад принадлежит Ньютону, уточнившему и дополнившему положение Галилея. Его идеи легли в основу механического мира. В концепции Ньютона выделяют корпускулы (минимальные частицы) и тела.

1 Ньютон установил, что любое тело сохраняет инертность, т.е. состояние покоя или равномерного движения, если на него не действует другое

2 Ускорение прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе (A=F/m)

3 Любое воздействие тел друг на друга носит характер взаимодействия.

Закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Природа рассматривалась как сложная механистическая система.

В рамках механистической картины мира сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности. Материя рассматривалась как вещественная субстанция, состоящая из отдельных частиц – атомов или корпускул. Атомы абсолютно прочны, неделимы, характеризуются наличием массы и веса

Пространство –трёхмерное евклидовой геометрии, которое абсолютно постоянно и всегда пребывает в покое. Время – величина, не зависящая ни от пространства, не от материи.

Движение – перемещение в пространстве по непрерывным траекториям в соответствии с законами механики. Считалось, что все физические процессы сводится к перемещению материальных точек под действием силы тяготения.

Итогом ньютоновской картины мира явился образ Вселенной как гигантского и полностью детерминированного механизма, где события и процессы представляют собой цепь взаимозависимых причин и следствий.

Существовали две области, которые не поддавались объяснению на основе механики Ньютона, т.е. это область оптических и электромагнитных явлений.

В это же время происходили исследования электромагнитных явлений. В 30-е гг. 19в. англ физик Фарадей вводит понятие «Поле», как особого вида вещества.

Поле– это особая форма материи, которая распространяется и излучается с конечной скоростью.

В 20в представления о характеристиках поля и вещества были скорректированы, т.к. поле обладает свойствами дискретности и с другой стороны – частицы вещества обладают волновыми свойствами.

18-2. Биосфера: понятия и основные компоненты. Биосфера как тип организации целого.

Термин «биосфера»впервые был использован в 1875г. авст­рийским геологом Э. Зюссом. Подбиосферойпонимается сово­купность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами.

Два главных компонента биосферы —живые организмы и среда их обитания —непрерывно взаимодействуют между со­бой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя це­лостную динамическую систему. Биосфера как глобальная су­персистема в свою очередь состоит из ряда подсистем.

В настоящее время на Земле насчитывается 1,2 млн. видов животных и 0,5 млн. растений.

Отдельные живые организмы не существуют изолированно, в процессе своей жизнедеятельности они соединяютсяся в раз­личные системы (сообщества), например, в популяции.В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем, т. н.биоценозы —совокупность растений, жи­вотных и микроорганизмов в локальной среде обитания.

Эволюция жизни постепенно приводит к росту и углубле­нию дифференциации внутри биосферы. В совокупности с ок­ружающей средой обитания, обмениваясь с ней веществом и энергией, биоценозы образуют новые системы —биогеоценозы (термин введен академиком В. Н. Сукачевым в 1940г.) или, как их еще называют,экосистемы(термин английского ботаника А. Тенсли, 1935г.). Они могут быть разного масштаба: море, озеро, лес, роща и т.д. Биогеоценоз представляет собой естест­венную модель биосферы в миниатюре, включающую все звенья биотического круговорота: от зеленых растений, создающих органическое вещество, до их потребителей, в итоге превра­щающих его вновь в минеральные элементы. Иначе говоря, биогеоценоз является элементарной ячейкой биосферы. Таким образом, в совокупности все живые организмы и экосистемы образуют суперсистему —биосферу.

3) б

19-1. Уровни развития химических знаний.

Химия – достаточно молодая наука, но очень перспективная и необходимая.

Почему же появилась химия? А потому, что население Земли постоянно растёт, и появилась потребность в дополнительных продуктах, которые не могут быть предоставлены самой природой.

В 1860 г. состоялся первый съезд химиков. На этом симпозиуме было заявлено, что все вещества состоят из молекул, которые находятся в непрерывном и хаотичном движении. Все молекулы состоят из атомов, которые также находятся в непрерывном движении. Атомы - мельчайшие, далее не делимые составные части молекулы.

1660-1800 гг. – появляются учения о веществе, учения о составе.

1800-1950 гг.– химия переходит на более высокий, структурный уровень.

До Д.И. Менделеева в химии не было системности. В1869 г.он создалпериодическую систему элементов.Сначала периодическая система насчитывала 62 элемента, в 1930 г. она заканчивалась ураном 92. В 1999 г. – 114 эл-ов.

1950-1970 гг.– химия переходит на новый уровень, на уровень учения о химических процессах. Задача: научиться управлять химическими процессами, чтобы создавать вещества с необходимыми для человека свойствами.

1970 г. – «Эволюционная химия». Основная задача: переход к безотходному производству.

В 1928 г.русский химикЛебедевоткрыл продуктивный метод получения сырья для производственного каучука из этилового спирта. Но это очень дорого и невыгодно. Затем научились делать каучук из нефти. Но на этом химия не останавливается: идёт поиск новых способов получения каучука.

19-2. Концепция биосферы В. И. Вернадского.

Под биосферойпонимается сово­купность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами.

Одним из первых в науке учение о биосфере разработал выдающийся русский учёныйВ.И. Вернадский. Он не ограничивал понятие биосферы только совокупностью всех живых организмов планеты. В биосферу он включал и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни (здания в городах).

Говоря о принципах существования биосферы, Вернадский уточняет понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим её агентом, а живое вещество – это совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах. Организмы берут из окружающей среды химические элементы, строящие их тела, и возвращают их после смерти и в процессе жизни в ту же самую среду. Тем самым и жизнь и косное вещество находятся в непрерывном тесном взаимодействии, в круговороте химических элементов.

Обладая значительно большей активности, чем неорганическая природа, живые организмы стремятся к постоянному совершенствованию соответствующих систем, включая биоценозы. Последние вступают во взаимодействие между собой, что уравновешивает живые системы различного уровня. В результате достигается гармония всей биосферы.

Ноосфера –биосфера, преобразованная трудом человека и изменённая научной мыслью.

3) в

20-1. Вещество и поле как виды материи в классической науке.

Классическая наука ассоциируется с Ньютоном. Ньютон, опираясь на труды Галлелея (он открыл закон инерции) создал механистическую картину мира, на основе разработанной им самим механники.

Для классической механики характерна обратимость времени. Пространство выглядит простым вместилищем движущихся тел, которые не оказывают на него никакого влияния. Гравитационные силы действуют без какой-либо промежуточной среды.

Одним из не укладывающихся в рамках механистической картины мира элементом было открытие явления магнетизмаМайклом Фарадеем.На основе его опытовМаксвел создалэлектромагнитную теорию.В ней было сказано о том, что в мире существует не только вещество в виде тел, но и разнообразные физические поля

Сразу же после открытия Ньютоном закона всемирного тяготения возникали вопросы: Почему физические тела, обладающие массой, действуют друг на друга на расстоянии и почему заряженные тела взаимодействуют даже через электрически нейтральную среду. В рамках классической механики на эти вопросы ответов небыло.

Долгое время считалось, что взаимодействие между телами может осуществиться непосредственно через пустое пространство, которое не принимает участия в передаче взаимодействия, она происходит мгновенно. Это предположение положено в основу концепции дальнодействия.

Эксперементальные исследования э\м явлений показали несоответствие концепции дальнодействия физическому опыту, кроме того она находится в противоречии с постулатом специальной теории относительности: Скорость передачи взаимодействия тел ограничена и не должна превышать скорости света в вакууме (300 000 км\с)

Именно эта специальная теория относительности легла в основу концепции близкодействия, которая распространяется не только, на э\м поля, но и на другие виды взаимодействий: Взаимодействие между телами осуществляется с помощью тех или иных полей, непрерывно распространяющихся в пространстве.

Итак, к концуXIXв. физика пришла к выводу, что материя существует в двух видах: дискретного вещества и непрерывного поля.

• Вещество и поле различаются как корпускулярные и волновые сущности: вещество дискретно и состоит из атомов, а поле непрерывно.

• Вещество и поле различаются по своим физическим характеристикам: частицы вещества обладают массой покоя, а поле – нет.

• Вещество и поле различаются по степени проницаемости: вещество мало проницаемо, а поле – полностью проницаемое.

• Скорость распространения поля равна скорости света, а скорость движения частиц вещества меньше её на много порядков.

Физическая реальность едина и нет пропасти между веществом и полем. Поле обладает свойствами вещества, а вещество – свойствами поля.

20-2. Концепция ноосферы в современном естествознании. Переход от биосферы к ноосфере.

Огромное влияние человека на природу и маштабные последствия его деятельности послужили основой для создания учения о ноосфере. Термин «ноосфера» переводится буквально как сфера разума.

Следует сразу отметить, что учение о ноосфере не носит пока законченного канонического характера. Оно было сформулировано у В. И. Вернадского. По его мнению, ноосфера есть высшая стадия биосферы, связанная с коренным преобразованием не только природы но и самого человека. Речь идёт о таком этапе в жизни человечества будет основываться на строго научном и действительно разумном понимании всех происходящих процессов и обязательно сочетаться с «интересами природы».

В настоящее время под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. Вструктуре ноосферы можно выделить в качестве составляющих человечество, общественные системы, совокупность научных знаний.

В учении о биосфере Вернадского живое вещество преобразует верхнюю оболочку Земли. Постепенно вмешательство человека всё увеличивается, человечество становится основной планетарной геологообразующей силой. Поэтому человек несёт прямую ответственность за эволюцию на планете. Понимание им данного тезиса необходимо и для его собственного выживания. Стихийность же развития сделает биосферу непригодной для обитания людей. Воздействие на неё должно быть разумным в ходе эволюции биосферы и общества. Посте6пенно биосфера преобразуется в ноосферу, где её развитие приобретёт направляемый характер.

Но этого не происходит. Вернадский говорил, что это произойдёт само собой, без вмешательства человека. На самом деле, это как раз и произойдёт тогда, когда человек поймёт это.. О ноосфере же правильнее говорить, как о идеале, к которому следует стремиться.