3) А фридман

22-1. Химическая эволюция как условие для начала биоэволюции.

Химики давно пытались понять, каким образом из неорганической безжизненной материи возникает органическая как основа жизни на Земле. Попробуем разобраться.

При охлаждении Земли ниже 5000 градусов К начинают образовываться осадочные вещества, начинается проявление катализа. Роль катализатора возрастает по мере того, как физические условия приближаются к земным. Но общее значение катализа, вплоть до образования более или менее сложных органических молекул всё ещё не могло быть высоким.. Появление таких даже относительно несложных систем как CH3OH,CH2 и т.д. было своеобразной каталитической подготовкой для большого катализа, т.е. начинают идти химические реакции. Идут те химические реакции, которые сильнее, получается самоорганизованный процесс. В конце концов идёт «химическая эволюция».

В результате этой эволюции появляются аминокислоты, а следовательно и белки в виде ДНК и РНК. Появляются также элементы – органогены, т.е. элементы, из которых состоит любой живой организм:N,C,H,P,S,O. Для жизнедеятельности необходимо около 15-ти элементов.

«С» - уникальный элемент, который может быть соединён одновременно с четырьмя различными элементами с противоположными свойствами, при этом, не давая им нейтрализовать друг друга.

В каждой клетке идёт около 10 000 химических реакций.

Все жизненонеобходимые элементы человек должен получать с питанием.

Каждый химический элемент играет свою собственную роль в организме. Недостаток какого-либо элемента в организме ведёт к изменению химического состава клетки, следовательно, приводит к изменению химического состава всего организма, что может привести к нежелательным последствиям.

22-2. Единство биосферы, человека и космоса.

Благодаря взаимосвязи всего существующего космос оказывает активное влияние на самые различные процессы жизни на земле.

В.И. Вернадский, говоря о факторах, влияющих на развитие биосферы, указывал среди прочих и космическое влияние. Так, он подчёркивал, что без Солнца жизнь на Земле не могла бы существовать. Живые организмы трансформируют космическое излучение в земную энергию.

Некоторые учёные указывают на существенную роль космоса в появлении жизни на Земле. По их мнению, занос жизни на Землю из космоса был возможен в виде бактерий благодаря космической пыли.

Влияние космоса на происходящие на Земле процессы (например, Луны на морские приливы и отливы, солнечные затмения) люди подметили ещё в древности. Однако многие века связь космоса с Землёй осмысливалась на уровне научных гипотез и догадок или вообще вне рамок науки. И только в XXвеке эта связь начала рассматриваться с научной точки зрения. И в этом есть заслуга ирусского космизма,представителями которого былиФёдоров,Чижевский, Циолковский, Гумилёв, Вернадский и др.

Чижевский выдвинул гипотезу, основанную на собранных им фактах, о влиянии пятен на Солнце на жизнь людей (на примере боёв Первой мировой). Эти дни ещё называются днями активности солнца, а на Землю в эти дни обрушивается магнитная буря. Ему не верили. Но затем, через много лет это было доказано. В эти дни происходят массовые всплески нервно-психические и сердечно-сосудистые заболевания. По мнению Чижевского, магнитная ситуация на Солнце влияет также и на социальные конфликты (войны, бунты, революции).

Эти идеи подтверждают неразрывное единство человека и космоса, указывают на их тесное взаимовлияние.

Влияние же человека на космос проявляется в том, что, особенно в последнее время (в связи с регулярными космическими полётами) существует опасность того, что в космос будут непреднамеренно занесены живые организмы (бактерии). И как они поведут себя там – не известно.

Фёдоров и Циолковский рассматривали космос как возможное место переселения людей с Земли.

3) б

23-1. Идея структурности материи. Концепция атомизма в классической науке.

В истории физики наиболее плодотворной и важной для понимания явлений природы была концепция атомизма, согласно которой материя имеет прерывистое, дискретное строение, т.е. состоит из мельчайших частиц – атомов.

Атомистическая гипотеза строения материи, выдвинутая в античности Демокритом,была возрождена в XVIII в. химикомДж. Дальтоном,который принял атомный вес водорода за еди­ницу и сопоставил с ним атомные веса других газов. Благодаря трудам Дж. Дальтона стали изучаться физико-химические свой­ства атома. В XIX в. Д. И. Менделеевпостроил систему хими­ческих элементов, основанную на их атомном весе.

В физику представления об атомах как о последних неделимых структурных элементах материи пришли из химии.

История исследования строения атома началась в 1895 г. благодаря открытиюДж. Дж. Томсоном электрона – отрицательно заряженной частицы, входящей в состав всех атомов. Поскольку электрон имеет отрицательный заряд, а атом в целом электрически нейтрален, то было сделано предположение о наличии помимо е и положительно заряженной частицы. Масса е составила по расчёта 1\1836 массы положит. Частицы.

Исходя из этого английский физик Дж. Дж. Томсон в1902 г.предложил первую модель атома – положительный заряд распределён в достаточно большой области, а электроны вкраплены в него. Эта система просуществовала 15 лет, не устояв перед опытом: эта модель не объяснила почему радиоактивные вещества испускают положительно заряж. частицы.

.В 1911 г.Резерфорд предложил новую модель атома: в центре положит заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются электрон (планетарная модель атома). При вращении электрона возникает центробежная сила, которая удерживает его на определённом расстоянии. Эта модель не могла объяснить происхождение спектров, при разложении света. Электрон, излучая энергию, должен, в конце концов, её потерять и упасть на ядро, но это не происходит.

В 1913 г.великий датский физик Н. Бор на основе модели Резерфорда, выдвинул два постулата, совершенно не совместимые с классической механикой:

1. в атоме, находящимся в стационарном положении, электроны двигаются по стационарным орбитам, не излучаясь;

2. электроны излучают энергию только при переходе с одной орбиты на другую.

Постулаты Бора объясняют устойчивость атомов: находя­щиеся в стационарных состояниях электроны без внешней на то причины не излучают электромагнитной энергии. Становит­ся понятным, почему атомы химических элементов не испус­кают излучения, если их состояние не изменяется: объясняются и линейчатые спектры атомов: каждой линии спектра соответ­ствует переход электрона из одного состояния в другое.

Теория атома Н. Бора позволяла дать точное описание ато­ма водорода, состоящего из одного протона и одного электро­на, достаточно хорошо согласующееся с экспериментальными данными. Дальнейшее же распространение теории на много­электронные атомы и молекулы столкнулось с непреодолимы­ми трудностями. Точно описать структуру атома на основа­нии представления об орбитах точечных электронов принципи­ально невозможно, поскольку таких орбит в действительности не существует. Вследствие своей волновой природы электроны и их заряды как бы размазаны по атому, однако не равномерно, а таким образом, что в некоторых точках усредненная по времени электронная плотность заряда больше, а в других — меньше.

Теория Н. Бора представляет собой как бы пограничную полосу первого этапа развития современной физики. Это по­следнее усилие описать структуру атома на основе классиче­ской физики, дополняя ее лишь небольшим числом новых предположений. Введенные Бором постулаты ясно показали, что классическая физика не в состоянии объяснить даже самые простые опыты, связанные со структурой атома.Постулаты, чу­жеродные классической физике, нарушили ее цельность, но позволили объяснить лишь небольшой круг экспериментальных данных.

Создавалось впечатление, что постулаты Н. Бора отражают какие-то новые, неизвестные свойства материи, но лишь час­тично. Ответы на эти вопросы были получены в результате раз­вития квантовой механики. Выяснилось, что атомную модель Н. Бора не следует понимать буквально, как это было вначале. Процессы в атоме в принципе нельзя наглядно представить в виде механических моделей по аналогии с событиями в макро­мире. Даже понятия пространства и времени в существующей в макромире форме оказались неподходящими для описания микрофизических явлений. Атом физиков-теоретиков все больше и больше становился абстрактно-ненаблюдаемой суммой уравнений.

Дальнейшее развитие идей атомизма было связано с исследованием элементарных частиц.

В настоящее время говорится о кварковой модели атома:

Каждый атом состоит из тяжёлого ядра и электронной оболочки. Число протонов в ядре равно порядковому номеру в периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева. Протон имеет положительный электрический заряд, массу в 1836 раз больше массы электрона, размеры порядка 10^-13см. Электрический заряд нейтрона равен 0. Протон, согласно кварковой гипотезе, состоит из двух «верхних» кварков и одного «нижнего», а нейтрон из одного «верхнего» и двух «нижних» кварков. Их нельзя представить в виде твёрдого шарика, скорее, они напоминают облако с размытыми границами, состоящее из рождающихся и исчезающих виртуальных частиц

23-2 Этногенез и биосфера земли.

Степень воздействия природы и зависимость человека от неё столь велики, что это послужило основой для появления целого направления в науке – географического детерминизма.Его сторонники полагали, что развитие человеческого общества решающим образом определяется влиянием на него различных природных факторов.

Внимательно анализируя историю развития различных стран и этнические особенности их народов, нельзя не отметить их существенной зависимости от тех или иных природных, климатических условиях.

Русский учёный Л.Н. Мечников приходит к выводу, что развитие человеческого общества определяется в первую очередь освоениемводных ресурсовипутей сообщения. Согласно его концепции, существовало несколько цивилизаций, которые последовательно сменяли друг друга. Первая из них –речная. В это время общество развивалось благодаря освоению и использованию великих рек Китая, Египта и других стран. Затем возниклаСредиземноморская цивилизация, позволившая людям овладеть морскими пространствами и перемещаться с континента на континент. И наконец, с открытием Америки и освоением океанов человечество вступило в период новой,океанической цивилизации.

Оригинальный русский мыслитель Л.Н. Гумилёв активно занимался проблемойэтногенеза (происхождения народов) и влияющих на это природных факторов. Он усматривал прямую зависимость этногенеза от географической среды. В свою очередь данная среда является фрагментом биосферы Земли, которая входит в состав Солнечной системы – участка Галактики. Таким образом,человек и общество являются составной частью Вселенной и существуют в общей цепи иерархической совместимости макромира (человека) с мегамиром (космосом).

Л.Н. Гумилёв много сделал для утверждения концепции пассионарности. По мнению учёного, само возникновение и дальнейшее развитие этносов зависит от многих природных факторов. Но также развитие этносов в значительной степени определяется наличием в них особых людей –пассионариев, обладающих сверхэнергией, непреодолимым стремлением к намеченной цели. Именно активностью и деятельностью пассионариев объясняются, по мнению Гумелёва, главныее исторические события в жизни народов. Пассионарии оказывают влияние на массы путём пассионарной индукции. Деятельность же самих пассионариев тесно связана с ландшафтом, историческим временем и космическими факторами.

3)б

24-1. Элементарные частицы, их свойства и классификация.

Частицы, входящие в состав прежде «неделимого» атома, называются элементарными. К ним относят и те частицы, которые получают в условиях эксперимента на мощных ускорителях. В настоящее время открыто более 350 микрочастиц.

Термин «элементарная частица» первоначально означал простейшие, далее ни на что неразложимые частицы, лежащие в основе любых материальных образований.

Основными характеристикамиэлементарных частиц являются – масса, заряд, среднее время жизни, спин и квантовые числа.

Массупокоя элементарных частиц определяют по отношению к массе покоя электрона. Существуют элементарные частицы, не имеющие массы покоя, -фотоны. Остальные частицы по этому признаку делятся налептоны– лёгкие частицы (электроный и нейтрино),мезоны– средние частицы с массой в пределах от одной до тысячи масс электрона,барионы– тяжёлые частицы, чья масса превышает тысячу масс электрона и в состав которых входят протоны, нейтроны, гипертоны и многие резонансы.

Электрический зарядявляется другой важнейшей характеристикой элементарных частиц. Все известные частицы обладают положительным, отрицательным или нулевым зарядом. В 1967г. американский физик М. Телл-Манн высказал гипотезу о существованиикварков– частиц с дробным электрическим зарядом.

По времени жизничастицы делятся настабильныеинестабильные. Стабильных частиц 5: фотон, две разновидности нейтрино, электрон и протон. Именно стабильные частицы играют важнейшую роль в структуре макротел. Элементарные частицы со средним временем жизни 10^-23-10^-22с называютсярезонансами. Они распадаются до того, как успеют покинуть атом или атомное ядро.

Помимо заряда, времени жизни и массы элементарные частицы описываются также и понятиями, не имеющими аналогов в классической физике: понятием «спина», или собственно момента количества движения микрочастицы, и понятием квантовых чисел, выражающих состояние элементарных частиц.

Согласно современным представлениям, все элементарные частицы делятся на 2 класса – фермионыибозоны.

К фермионам относятся кварки и лептоны, к бозонам – кванты полей (фотоны, векторные бозоны, глюоны). Эти частицы считаются истинно элементарными, т.е. далее неразложимыми. Остальные частицы классифицируются как условно элементарные, т.е. составные частицы, образованные из кварков и соответствующих квантов полей. Фермионы составляют вещество, бозоны переносят взаимодействие.

Элементарные частицы участвуют во всех видах известных взаимодействий. Различают четыре вида фундаментальных взаимодействий в природе: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

24-2. Человек как предмет исследования в естественно-научной антропологии

Когда мы говорили о различии естественнонаучного и гуманитарно­го знания, то определили, что естествознание изучает природу, как она есть, а гуманитарные науки изучают духовные произведения че­ловека. В каком смысле, учитывая такое разделение, можно гово­рить о человеке как предмете естествознания? В том смысле, что че­ловек тоже естествен: во-первых, по своему происхождению, и, во-вторых, по своей природе, т. е. биологической основе своего существования. Человека можно рассматривать и как физическое тело и как биологическое существо, хотя он не сводится к этому.

В настоящее время в науке утвердилось представление, что человек — биосоциальное существо,соединяющее в себе биологи­ческую и социальную компоненты. С этим можно согласиться, не за­бывая: 1) что человека можно рассматривать и с физической точки зрения и изучать происходящие в нем химические процессы; 2) что не только человек обладает социальной формой существования, но и многие животные. Более того, с каждым годом этология накапливает все больше данных, свидетельствующих о том, что социальное пове­дение человека во многом генетически детерминировано.

Еще в античной философии много внимания уделялось опреде­лению природы человека. Киники видели ее в естественном образе жизни и ограничении желаний и материальных потребностей; Эпи­кур — в чувствах, общих у человека и животных; Сенека и стоики — в разуме. В западной философии, особенно в марксизме, на передний план выдвинулось представление о социальной сущности человека.

С точки зрения современной науки более точно разделять биоло­гическую предопределенность существования человека и его родовую (собственночеловеческую) сущность. Поисками границ между биологи­ческим и специфически человеческим занимается наука, получившая название социобиологии. Эта наука в применении к изучению человека находится на стыке естественнонаучного и гуманитарного знания.

Итак, человек как предмет естественнонаучного познания мо­жет рассматриваться в трех аспектах: 1) происхождение; 2) соотно­шение в нем естественного и гуманитарного; 3) изучение специфики человека методами естественнонаучного познания. Первое направ­ление, традиционно называемое антропологией, изучает: когда, от кого и как произошел человек и чем он отличается от животных; вто­рое направление —социобиология— изучает генетическую основу человеческой деятельности и соотношение физиологического и пси­хического в человеке; к третьему направлению относится изучение естественнонаучным путем мозга человека, его сознания, души и т. п.

3) в

25-1. Современные научные представления о структуре атома.

Кварковая модель атома

Кварк– частица с дробным электрическим зарядом.

Достижения в области исследования элементарных частиц способствовали дальнейшему развитию концепции атомизма. Среди множества элементарных частиц можно выделить 12 фундаментальных частиц и столько же античастиц. Шесть частиц – это кварки: «верхний», «нижний», «очарованный», «странный», «истинный», «прелестный». Остальные шесть – лептоны: электрон, мюон, тау-частица и соответствующие им нейтрино.

Эти 12 частиц группируют в 3 поколения, каждое из которых состоит из четырёх членов.

В первом поколении – «верхний» и «нижний» кварки, электрон и электронное нейтрино.

Во втором поколении – «очарованный» и странный» кварки, мюон и мюонное нейтрино.

в третьем поколении – «истинный» и «прелестный» кварки и тау-частицы со своим нейтрино.

Всё обычное вещество состоит из частиц первого поколения!

На основе кварковой модели физики разработали простое и изящное решение проблемы строения атомов.

Каждый атом состоит из тяжёлого ядра и электронной оболочки. Число протонов в ядре равно порядковому номеру в периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева. Протон имеет положительный электрический заряд, массу в 1836 раз больше массы электрона, размеры порядка 10^-13см. Электрический заряд нейтрона равен 0. Протон, согласно кварковой гипотезе, состоит из двух «верхних» кварков и одного «нижнего», а нейтрон из одного «верхнего» и двух «нижних» кварков. Их нельзя представить в виде твёрдого шарика, скорее, они напоминают облако с размытыми границами, состоящее из рождающихся и исчезающих виртуальных частиц.

25-2. Генетика человека. Наследственность и поведение.

Каждый человек является носителем специфического, индивидуального набора генов, вследствие чего он генетически уникален (за исключением однояйцевых близнецов). Свойства человека, как и других живых существ, со многом определяется генотипом, а их передача от поколения к поколению происходит на основе законов наследственности. Индивид наследует от родителей такие свойства, как телосложение, рост, массу, цвет кожи, глаз и волос.

На сегодняшний день господствующей точкой зрения можно считать ту, которая утверждает, что наследуются не сами способности, аих задатки, в большей или меньшей степени проявляющиеся в условиях среды. Генетическим материалом у человека, как и у других млекопитающих, является ДНК, которая находится в хромосомах. Но генетические возможности, задатки реализуются только в том случае, если ребёнок с раннего детства находится в общении с людьми, в соответствующей социальной среде. Если, например, у человека нет возможности заниматься музыкой, то его врожденные музыкальные задатки так и останутся неразвитыми.

Генетический потенциал человека ограничен во времени. Если пропустить срок ранней социализации, он угаснет, не успев реализоваться. (пример – Маугли) Это свидетельствует о том, что характерные черты человеческого поведенияи деятельности приобретаются только черезсоциальное наследование, через передачу социальной программы в процессе воспитания и обучения.

Для понимания роли наследственности и среды в онтогенезе человека важное значение имеют такие понятия, как:

Генотип– совокупность генов, наследственная основа.

Фенотип– совокупность всех свойств и признаков организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития.

Фенотип определяется взаимодействием организма с условиями среды, в которых протекает его развитие. В отличии от генотипа фенотип изменяется в течение всей жизни организма. Таким образом, фенотип зависит от генотипа и среды. С учётом всех факторов воздействия фенотип человека можно представить состоящим из нескольких элементов:

• биологические задатки, кодируемые в генах;

• среда (социальная и природная);

• деятельность индивида;

• ум (сознание, мышление).

Наследственность определяет то, каким может стать организм, но развивается человек под одновременным влиянием обоих факторов – и наследственности, и среды.

3) в

26-1. Фундаментальные взаимодействия в природе.

Элементарные частицы участвуют во всех видах известных взаимодействий. Различают четыре фундаментальных взаимодействия: электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое.

Элементарные частицы– это первичные неразложимые частицы, из которых состоит вся материя

Электромагнитное взаимодействие.

Самое известное. По силе оно уступает только сильному взаимодействию, но зато более дальнодействующие, чем сильное. В электромагнитном взаимодействии участвуют все тела и частицы, выделенные электрическим зарядом. Обменными частицами служат не имеющий заряда фотон. Электромагнитное поле связано с электрическим и магнитным полями. Первое возникает при наличии электрических зарядов, а второе – при их движении.

Гравитационное взаимодействие

Самое универсальное. Оно действует везде и на всё. Зато – самое слабое Принято считать, что оно осуществляется с помощью обмена гравитонами.

Сильное взаимодействие

Сильное взаимодействие происходит междупорионами, нуклонами и гиперонами.Оно происходит на расстояние 10 в минус 13 степени см. Одно из проявлений СВ – ядерные силы, открытыРезерфордомв 1911 г . одновременно с открытием атомного ядра. СВ в тысячи раз сильнее э\м.

Слабое взаимодействие

Слабое взаимодействие проявляется при расстоянии 10 в минус 18 степени см. в основном, проявляется при медленном распаде частиц, с превращением в более лёгкие. Этот вид взаимодействия назван слабым именно из-за этого перехода в разные состояния.

Все 4 взаимодействия необходимы и достаточны для построения разнообразного мира.

Без сильных взаимодействий не существовали бы атомные ядра, а звёзды и Солнце не могли бы генерировать за счёт ядерной энергии теплоту и свет.

Без электромагнитного взаимодействия не было бы ни атомов, ни молекул, ни тепла и света.

Без слабых взаимодействий не были бы возможны ядерные реакции в недрах солнца и звёзд, необходимые для жизни тяжёлые элементы не могли бы распространиться во Вселенной.

Без гравитационного взаимодействия не только не было бы галактик, звёзд, планет, но и вся Вселенная не могла бы эволюционировать, т.к. гравитация является объединяющим фактором, обеспечивающим единство Вселенной как целого и её эволюцию.

Современная физика пришла к выводу, что все 4 фундаментальных взаимодействия, необходимые для создания из элементарных частиц сложного и разнообразного материального мира, можно получить из одного фундаментального взаимодействия – суперсилы. Наиболее ярким достижением стало доказательство того, что при очень высоких температурах (или энергиях) все 4 взаимодействия объединяются в одно

26-2. Человек как биологический вид.

Человек – сложная целостная система, которая является компонентом более сложных систем – биологической и социальной. Это обусловлено тем, что он является существом как биологическим, так и социальным. Рассмотрим человека как биологический вид.

Человек принадлежит к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов, семейству гоминид.

Как же он произошёл? На этот вопрос ответов огромное множество. Мы рассмотрим только основные. До XIXв. в европейской мысли господствовалатеистическая антропологическаяконцепция, согласно которой мир появился в результате божественного творения. Но это не научная теория, так как в нет объяснения естественных причин появления человека. Поэтому мы её не рассматриваем.

Чарльз Дарвин выдвинул гипотезу о происхождении человека от обезъяноподобного предка, с помощью труда. Эта гипотеза наиболее естественная на данный момент.

Современные биологи и антропологи полагают, что процесс биологической эволюции человека как вида прекратился со временем появления homosapiens(около 30-40 лет тому назкад). Прежде всего об этом свидетельствует тот факт, что в течение данного периода мозг человека не изменился, морфологическое изменение его завершилось. Отныне она связана с социальной стороной, и будущее человека зависит от состояния нашей культуры.

Потребность человека в материальных ресурсах вызывается тем непреложным фактом, что homo sapiens, как биологический вид, неспособный существовать без материальных ресурсов. Но это означает также, что человечество в целом является популяцией данного вида. Следовательно, закономерности, по которым живет человечество, включают в себя как подмножество и все те биологические закономерности, которые проявляются и для популяций других видов.

Базовые цели человека как биологического организма следующие:

• в неблагоприятных условиях - личное выживание;

• в относительно благоприятных условиях - обеспечение собственного текущего существования и продление рода;

• в благоприятных условиях - выход на новый уровень в освоении среды обитания.

В то же время базовые цели человеческой популяции, как популяции биологических организмов, следующие:

• в неблагоприятных условиях - выживание как вида любой ценой, даже ценой гибели не сумевших адаптироваться к данным условиям любых членов популяции в любом количестве;

• в относительно благоприятных условиях - стабильность на существующем уровне, т.е. самовоспроизводство и удержание существующего ареала обитания;

• в благоприятных условиях - развитие, т.е. увеличение численности и расширение ареала обитания.

Разумеется, сказанное относится как к homo sapiens как виду в целом, так и к отдельным локальным его популяциям, занимающим отдельные территории - т.е. к населению отдельных стран.

1. Бвге

27-1. Физический вакуум.

Это то, где ничего не работает, всё нулевое. Пока не возбуждено – нет физических действий. Вакуум даёт элементарные частицы.

Физики занимаются изучением элементарных частиц и явлений, закономерностей микромира, проникая в ультрамалые субатомные пространственно-временные области, вплоть до 10^-15см и до 10^-27сек.

Согласно теоретическим предположениям ученых, окружающее нас пространство на чрезвычайно малых расстояниях обладает необыкновенно сложной мелкозернистой структурой с фантастической плотностью энергии. В каждом кубическом микрометре этой среды содержится такое количество энергии, которого вполне достаточно для образования многих триллионов галактик [4].

Считается, что в вакууме, в любой точке пространства существуют «нерожденные» частицы и поля абсолютно всех возможных видов. Но их энергия недостаточно велика, чтобы они могли появиться в виде реальных частиц. Наличие бесконечного множества подобных скрытых частиц получило название нулевых колебаний вакуума. В частности, в вакууме во всех направлениях движутся фотоны всех возможных энергий и частот. Но так как эти частицы летят во всех направлениях, то их потоки взаимно уравновешивают друг друга, и мы ничего не ощущаем.

В тех случаях, когда однородность потока скрытых частиц нарушается, то их движется больше, чем в противоположном направлении, нулевые колебания в вакууме начинают себя проявлять

В физике микромира по одной из систематик на основе весьма общих теоретических соображений все элементарные частицы делятся на 3 класса: Iкласс включает в себя фотон - порцию электромагнитного излучения,II- электрон и нейтрино,IIIкласс - андроны - самый многочисленный (их известно сейчас несколько сотен). К этому классу относятся, в частности, протон, нейтрон и мезон - частицы с массами промежуточными между массой электрона и массой протона. Значительная часть адронов - нестабильные частицы с очень коротким временем жизни. Особо коротко живущие частицы получили название резонансов [4].

Среди них имеются частицы, массы которых в несколько раз превосходят массу протона. И есть предположение, согласно которому «спектр масс» элементарных частиц вообще простирается до бесконечности. Если подобное предположение справедливо, то это значит, что при определенных условиях в ультрамалых пространственно-временных областях могут рождаться макроскопические и даже космические объекты.

Во всяком случае современная теория элементарных частиц такую возможность допускает.

Согласно одной из гипотез Вселенная, выйдя из исходного состояния, поначалу была вообще пустой, а все вещество и излучение возникли из вакуума Метагалактика образовалась в результате распада сверхтяжелого суперадрона с массой 10⁵⁶г. Это и был тот «первоатом», тот сверхплотный сгусток материи, который дал начало наблюдаемой Вселенной. Его распад на более мелкие адроны привел к образованию протоскоплений галактик, а последующие распады на адроны с еще меньшими массами - к образованию галактик [4].

Микромир и мегакосмос - две стороны одного и того же процесса, который мы называем Вселенной. Физика микромира проникла в область явлений, которые характеризуются масштабами порядка 10^-15см, астрофизика изучает объекты, для которых характерны расстояния вплоть до 10²⁸см. Но какими бы гигантскими размерами ни обладала та или иная космическая система, она в конечном итоге состоит из элементарных частиц. В то же время мы сами, как и все окружающие нас объекты, являемся частью мегакосмоса.

27-2. Проблема происхождения человека и его эволюция в современной науке.

На вопрос о происхождении и эволюции человека ответов достаточно много. Но мы рассмотрим лишь основные, представляющие для нас интерес.

До XIXв. в европейской мысли господствовалатеистическая антропологическаяконцепция, согласно которой мир появился в результате божественного творения. Но это не научная теория, так как в нет объяснения естественных причин появления человека. Поэтому мы её не рассматриваем.

Чарльз Дарвин выдвинул гипотезу о происхождении человека от обезъяноподобного предка. В своей эволюционной гипотезе Дарвин заявил о том, что нет ничего сверхъестественного в происхождении человека: он произошёл также, как и другие виды животных – путём эволюции. При этом он указывал и те же движущие силы эволюции (изменчивость, наследственность, естественный отбор). В отличии от предыдущей «гипотезы» гипотеза Дарвина была им объяснена естественно-научным путём. Эта теория наиболее естественная на данный момент.

Однако, разработав теорию естественного происхождения человека, он не включил в неё влияние социального фактора на его развитие. Кроме того, в теории Дарвина отсутствует качественное отличие ума человека от ума животного. Это во многом объясняется тем, что он не затрагиваетроли труда в процессе происхождения человека.

Внимание на это было обращено в трудовой теории антропогенеза, защитником которой былФ. Энгельс. Он считал, что обезьяна превратилась в человека с помощью труда.

Причём важным моментом является то, что любой труд связан с изготовлением орудий труда, в которых закрепляются социальный опыт человека, его навыки, умения способ мышления. Кроме того, орудия труда являются и основным способом передачи социального опыта, т.е. лежат в основе новой,социальной формы наследования.

Таким образом, движущей силой эволюции человека является трудовая деятельность.

Поступают множество опровержений теории Дарвина, и всё-таки на данном этапе нет какой либо другой научной теории, также доказательно объясняющей процесс происхождения человека.

Современные биологи и антропологи полагают, что процесс биологической эволюции человека как вида прекратился со временем появления homosapiens(около 30-40 лет тому назкад). Прежде всего об этом свидетельствует тот факт, что в течение данного периода мозг человека не изменился, морфологическое изменение его завершилось. Отныне она связана с социальной стороной, и будущее человека зависит от состояния нашей культуры.

28-1. Концепция необратимости и термодинамика.

В классической науке (19 в.) господствовало убеждение, что материи изначально присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, стремление к исходному равновесию, что в энергетическом смысле и означало неупорядоченность, т.е. хаос. Такой взгляд на вещи сформировался под воздействием образцовой физической дисциплины – равновесной термодинамики.

Эта наука занимается процессами взаимопревращения различных видов энергии. Ею установлено, что взаимные превращения тепла в работу неравнозначны. Работа может полностью превратиться в тепло трением или другими способами, а вот тепло полностью превратить в работу совершенно невозможно. Это означает, что во взаимопереходах одних видов энергии в другие существует выделенная самой природой направленность! Знаменитое второе начало термодинамики звучит так:Теплота переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему.

Закон сохранения энергии (первое начало термодинамики) в принципе не запрещает подобного перехода, лишь бы количество энергии сохранялось в прежнем объёме. Но в реальности такого никогда не происходит. Вот эту-то односторонность, однонаправленность перераспределения энергии в замкнутых системах и подчёркивает второе начало.

Для отражения этого процесса в термодинамику было введено новое понятие – энтропия. Под энтропией стали пониматьмеру беспорядка системы. Более точная формулировка второго начала термодинамики:При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает.

Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это – наиболее простое состояние системы, или состояние термодинамического равновесия, при котором движение частиц хаотично. Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно полному хаосу.

Общий итог достаточно печален: необратимая направленность процессов преобразования энергии в изолированных системах рано или поздно приведёт к превращению всех видов энергии в тепловую, которая рассеется, те в среднем равномерно распределится между всеми элементами системы, что и будет означать тернодинамическое равновесие, или полный хаос.

28-2. Организм человека как целое, его системная организация.

Организм человека - единое целое. Человек с его сложным анатомическим строением, физиологическими и психическими особенностями представляет собой высший этап эволюции органического мира. Характерным для всякого организма является определенная организация его структур. В процессе эволюции многоклеточных организмов произошла дифференциация клеток: появились клетки различных размеров, формы, строения и функций. Из одинаково дифференцированных клеток образуются ткани, характерное свойство которых - структурное объединение, морфологическая и функциональная общность и взаимодействие клеток. Различные ткани специализированы по функциям. Так, характерным свойством мышечной ткани является сократимость; нервной ткани - передача возбуждения и т.д. Несколько тканей, объединенных в определенный комплекс, образуют орган (почка, глаз, желудок и т.п.). Орган представляет собой часть тела, которая занимает в нем постоянное положение, имеет определенное строение и форму и выполняет одну или несколько функций. Орган состоит из нескольких видов тканей, но одна из них всегда преобладает и определяет его главную, ведущую функцию. В состав скелетной мышцы, например, входит поперечнополосатая мышечная и рыхлая соединительная ткань. В ней имеются кровеносные и лимфатические сосуды и нервы. Однако основной для скелетной мышцы является поперечнополосатая мышечная ткань, которая определяет сократительную функцию мышцы как органа. Органы представляют собой рабочие аппараты организма, специализированные на выполнении сложных видов деятельности, необходимых для существования целостного организма. Сердце, например, выполняет функцию насоса, перекачивающего кровь из вен в артерии; почки - функцию выделения из организма конечных продуктов обмена веществ; костный мозг - функцию кроветворения и т.д. Органы образовались в процессе эволюции животного мира. Орган - это исторически сложившаяся система различных тканей, объединенных общей для данного органа основной функцией, структурой и развитием.

В теле человека имеется много органов, но каждый из них является частью целостного организма. Несколько органов, совместно выполняющих определенную функцию, образуют систему органов. Система органов - это анатомические и функциональные объединения нескольких органов, участвующих в выполнении какого-либо сложного акта деятельности.

1. Система органов движения

обеспечивает передвижение организма в пространстве и участвует в образовании полостей тела (грудной, брюшной), в которых располагаются внутренние органы. Эта система образует также полости, в которых находятся головной и спинной мозг.

2. Система органов пищеварения

осуществляет механическую и химическую переработку поступающей в

организм пищи, а также всасывание во внутреннюю среду организма питательных веществ. Эта система выводит из организма оставшиеся неусвоенными вещества в окружающую среду.

3. Система органов дыхания

обеспечивает газовый обмен, т.е. доставку кислорода из внешней среды в кровь

и выведение из организма углекислого газа, одного из конечных продуктов обмена веществ.

4. Система мочевых органов

выводит из крови и организма продукты обмена веществ (мочевину и др.).

5. Систему половых органов

поддерживает жизнь вида, т.е. несет специальную функцию размножения.

6. Сердечно-сосудистая система,

состоящая из кровеносной и лимфатической систем, доставляет питательные

вещества и кислород к органам и тканям, удаляет из них продукты обмена веществ, а также обеспечивает транспортировку этих продуктов к выделительным органам (почкам, коже), а углекислого газа - к легким. Кроме того, продукты жизнедеятельности эндокринных органов (гормоны) также разносятся с помощью кровеносных сосудов по всему организму, чем обеспечивается влияние гормонов на деятельность отдельных частей и организма в целом.

7. Система органов внутренней секреции

осуществляет при помощи гормонов регуляцию жизнедеятельности организма.

8. Нервная система

объединяет все части организма в единое целое и уравновешивает его

деятельность соответственно меняющимся условиям внешней среды. Будучи теснейшим образом связана с эндокринными органами, она обеспечивает совместно с последней нейро-гуморальную регуляцию жизнедеятельности отдельных частей и организма в целом. Нервная система (кора полушарий головного мозга) является материальным субстратом психической деятельности человека, а также составляет важнейшую часть органов чувств. Все системы органов находятся в сложном взаимодействии друг с другом и составляют в анатомическом и функциональном отношении единое целое - организм.

Нередко две или несколько систем органов объединяют в понятие аппарат. Но, обладая сложной организацией, живой организм представляет собой единое целое, в котором деятельность всех его структур - клеток, тканей, органов и их систем - согласована и подчинена этому целому.

3) б

29-1. Порядок и беспорядок во Вселенной. Синергетика.

Термодинамика говорит о том, что необратимая направленность процессов преобразования энергии в изолированных системах рано или поздно приведёт к превращению всех видов энергии в тепловую, которая рассеется, те в среднем равномерно распределится между всеми элементами системы, что и будет означать термодинамическое равновесие, энтропия возрастёт, или полный хаос. Если наша Вселенная – замкнутая, то её ждёт именно такая незавидная участь.

При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает.

Возникает тогда вопрос: если вселенная эволюционирует только к хаосу, то как же она могла возникнуть и сорганизоваться до нынешнего упорядоченного состояния? Однако этим вопросом термодинамика даже не задавалась, Вселенная тогда была стационарной.

Когда же стали говорить о развивающейся Вселенной, стало не понятно как же она может развиваться, если действует принцип возрастания энтропии. Дабы не противоречить новой картине мира, стали говорить о том, что материя не только способна разрушаться но и самоорганизовываться и самоусложняться.

В ХХ в. появилась наука синергетика (теория самоорганизации), основателями которой былиГ. Хакен иИ. Пригожин. По их мнению системы делятся на открытые и закрытые.

Открытые системы характеризуются хаосом, максимальной энтропией (мерой беспорядка).

Закрытые системы характеризуются направленностью процессов, линейным и определённым уровнем энтропии.

Синергетика считает, что в мире, в основном, существуют открытые системы, а закрытые – исключение.

Хакен пришёл к выводу о том, что при определённых условиях из хаоса начинается самоорганизация системы. – главная суть синергетики.

Какой путь выберет данная открытая система, в процессе движения, точно неизвестен. Но он в значительной мере зависит от начальных факторов. А когда определённый путь уже выбран, то дальнейшее движение системы происходит без сбоев до самого конца.

29-2. Здоровье человека: норма и патология. Проблема психической и физической дегенерации.

Актуальность генной инженерии человека обнаруживается сразу, как только мы обратимся к необходимости лечения больных с наследственными заболеваниями, обусловленные геномом. При этом особенно важна забота о будущих поколениях, которые не должны расплачиваться собственным здоровьем за недостатки и ущербность своего генома и генофонда сегодняшнего поколения. Проблемы, связанные с генной инженерией, сегодня без преувеличения, приобретают глобальный масштаб. Заболевания на генном уровне всё чаще обусловлены развитием цивилизации. В настоящее время человечество пока не склонно отказаться от определённой части технологии и техники, несущих не только комфорт и материальные блага, но и деградацию естественной среды обитания людей. Поэтому в ближайшей перспективе будут иметь место побочные явления научно-технического прогресса, отрицательно влияющие на организм человека. Развитие атомной энергетики, получение синтезированных химических соединений и т.д. создают новую природную среду, которая очень часто, мягко говоря, не является идеальной для здоровья человека. Повышенная радиация и увеличение доли химических веществ в пище и атмосфере становятся факторами, вызывающими мутации у человека. Многие из них как раз и проявляются в виде наследственных болезней и аномалий. Имеющиеся исследования свидетельствуют о том, что у современных поколений около 50% патологий обусловлены теми или иными нарушениями в структуре и функциях наследственного аппарата. Каждые 5 новорождённых из 100 имеют выраженные генетические дефекты, связанные с мутациями либо хромосом, либо генов. Следует отметить, что генетические факторы играют важную роль не только в появлении физических болезней, но также и в развитии отклонений в психической деятельности человека. Так, в результате проведённых исследований выяснилось, что около 50% усыновлённых детей, родители которых были психически больны, даже попав с годовалого возраста в нормальную семью, в последующем страдали психическими заболеваниями. И наоборот, дети, родившиеся от нормальных родителей, попадая в условия психически больных семей, не отличались по частоте заболеваний от нормальной популяции. Имеются также данные о влиянии биологических факторов на предрасположенность разного рода отклонениям от нормального поведения, в частности к правонарушениям.

3) в или а

30-1. Понятие пространства и времени. Своеобразие свойств и времени на разных уровнях организации материи.

Пространство и время объективныиреальны, т.е. существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности. Пространство и время являются такжеуниверсальными,всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени.

Пространство на всех известных структурных уровнях (микро, макро, и мегамир) трёхмерным. Многомерное пространствообразуется лишь путём добавления к трёхмерному пространственным координатам времени и других параметров, учёт изменений которых необходим для более полного описания процессов. (применяется в физике и математике).

На макроуровне существует лишь трёхмерное пространство. На микроуровне пространство может быть и многомерным. На мегоуровне пространство может быть также многомерным. Есть предположение, что оно может быть девятимерным.

В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться (обратимо), время – необратимо иодномерно. Оно течёт из прошлого к будущему.

Пространство обладает свойствами однородности иизотропности, а время –однородности. Однородность пространства заключается в равноправии всех его точек, а изотропность – в равноправии всех направлений. Во времени все точки равноправны, не существует преимущественной точки отсчёта, любую можно принимать за начальную.

Указанные свойства пространства и времени связаны с главными законами физики – законами сохранения.

В современной науке используются понятия биологического, психологического и социального пространства и времени.

Биологическое пространство и время характеризуют особенности пространственно-временных параметров органической материи: бытиё человека.

Психологическое пространство и время характеризуют особенности пространственно-временных параметров психологической деятельности индивида.

Социальное пространство и время характеризуют особенности пространственно-временных параметров социального объекта.

30-2. Социально-этические проблемы генетики человека и медицины

Этический аспект генной инженерии выражают частный, хотя и очень значимый вопрос, входящий в курс проблем, рассматриваемых биоэтикой. Последняя включает в себя этические ????? отношения к живым существам, в том числе и человеку. Как уже отмечалось, биоэтика сформировалась сравнительно недавно, в конце 60-х начале 70-хгг. Её возникновение обусловлено прежде всего достижениями медицины и её техническим перевооружением. Достижения медицины определили успех таких ей направлений, как генная инженерия, трансплантация органов, биотехнология и т.д. А эти успехи, в свою очередь, обострили старые и вызвали новые моральные проблемы, с которыми сталкивается врач в общении с пациентом, его родственниками и даже со всем обществом. Проблемы, о которых идёт речь, возникли как неизбежность и часто не имеют однозначного решения. Они становятся очевидными, когда мы задаём такие вопросы: с какого момента следует считать наступление смерти (каков её основной критерий)? Допустима ли эфтаназия (лёгкая смерть)? Имеются ли пределы поддержания жизни смертельно больного человека и если да, то каковы они? С какого момента зародыш следует считать живым существом? Допустимо ли преждевременное прекращение беременности, убийство ли это живого существа? В одном ряду с этими вопросами находится и проблема генной инженерии человека. Её можно сформулировать так: допустимо ли, с точки зрения моральных норм, хирургическое вмешательство в геном человека?

Актуальность генной инженерии человека обнаруживается сразу, как только мы обратимся к необходимости лечения больных с наследственными заболеваниями, обусловленные геномом. При этом особенно важна забота о будущих поколениях, которые не должны расплачиваться собственным здоровьем за недостатки и ущербность своего генома и генофонда сегодняшнего поколения. Проблемы, связанные с генной инженерией, сегодня без преувеличения, приобретают глобальный масштаб. Заболевания на генном уровне всё чаще обусловлены развитием цивилизации. В настоящее время человечество пока не склонно отказаться от определённой части технологии и техники, несущих не только комфорт и материальные блага, но и деградацию естественной среды обитания людей. Поэтому в ближайшей перспективе будут иметь место побочные явления научно-технического прогресса, отрицательно влияющие на организм человека. Развитие атомной энергетики, получение синтезированных химических соединений и т.д. создают новую природную среду, которая очень часто, мягко говоря, не является идеальной для здоровья человека. Повышенная радиация и увеличение доли химических веществ в пище и атмосфере становятся факторами, вызывающими мутации у человека. Многие из них как раз и проявляются в виде наследственных болезней и аномалий. Имеющиеся исследования свидетельствуют о том, что у современных поколений около 50% патологий обусловлены теми или иными нарушениями в структуре и функциях наследственного аппарата. Каждые 5 новорождённых из 100 имеют выраженные генетические дефекты, связанные с мутациями либо хромосом, либо генов. Следует отметить, что генетические факторы играют важную роль не только в появлении физических болезней, но также и в развитии отклонений в психической деятельности человека. Так, в результате проведённых исследований выяснилось, что около 50% усыновлённых детей, родители которых были психически больны, даже попав с годовалого возраста в нормальную семью, в последующем страдали психическими заболеваниями. И наоборот, дети, родившиеся от нормальных родителей, попадая в условия психически больных семей, не отличались по частоте заболеваний от нормальной популяции. Имеются также данные о влиянии биологических факторов на предрасположенность разного рода отклонениям от нормального поведения, в частности к правонарушениям. Необходимость исправления «ошибок природы», генной терапии наследственный болезней выдвигает на первый план такую область молекулярной генетики, которую называют генной (или генетической) инженерией. Г.н. – это раздел биологии, прикладная молекулярная генетика, задачей которой является целенаправленное конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов при помощи генетических и биохимических методов. Она основана на извлечении из клеток какого-либо организма гена или группы генов, соединяя их с определёнными молекулами нуклеиновых кислот и внедрении полученных гибридных молекул в клетки другого организма. Генная инженерия, безусловно, открывает широкие просторы и множество путей решения проблем медицины, генетики, с/х, микробиологической промышленности и т.д. С её помощью можно целенаправленно манипулировать генетическим материалом с целью создания новых или реконструкции старых генотипов. Имеющиеся достижения в этой области показывают перспективность генной теории наследственных болезней. Однако возникает законный вопрос о социально-экономической оценке и значимости генной инженерии вообще и генной терапии человека в особенности. Спрашивается, где гарантии того, что генная терапия не будет использована во вред человеку, как это произошло со многими открытиями в области физики, химии и др. наук. Возникает проблема, связанная с тем, что генная инженерия основана на введении в организм чужеродного генетического материала. А это означает непосредственное вмешательство в генотип человека. Но вместе с тем, по всей вероятности, возражение против генной инженерии на том основании, что в организм человека вводится чужеродный материл, явно устарело. Достаточно привести в пример факты, доказывающие, скольким людям помогли операции по трансплантации органов, спасшие им жизнь. Эти операции воспринимаются сегодня как нормальное явление и не вызывают каких-либо серьёзных возражений этического плана. Исследование молекулярного строения генома способствует раскрытию механизма индивидуального развития человеческого организма и ведёт к более глубокому пониманию эволюции человека. Эти исследования открывают путь к решению практических задач, т.к. помогают вскрыть генную основу наследственных болезней и в итоге утверждают генную диагностику и терапию.

4. б

58