Представления о пространстве и времени. Классическая и квантовая механика о строении атома

Аристотель (384 г. до н. э. -- 322 г. до н. э.) был учеником Платона. Основные возражения Аристотеля против учителя концентрируются вокруг теории идей Платона. Аристотель считал, что идеи, конечно, есть, и они есть причина вещей. Но вместе с тем, идеи должны быть в самих вещах, а не в каком-то умопостигаемом, «втором» мире, «мире идей». «Если идеи вне мира, каким образом они определяют мир?» -- спрашивал Аристотель. Если идеи вне мира, из идей в реальности ничего нельзя объяснить. Идеи -- это общее в вещах. Но общее проявляется в единичном. Следовательно, идеи как «общее в вещах», как «чистые формы вещей» находятся в самих вещах, а не вне их. В своей работе, названной позже «Метафизика», Аристотель выдвигает ряд аргументов против платоновского понимания идей. Наиболее сильный аргумент Аристотеля состоял в том, что, следуя Платону, мы как бы умножаем сущность вещей и предметов. Например, есть живой реальный человек -- Сократ. Ему в мире идей соответствует «идея Сократа», но еще «идея человека», еще -- «идея грека» [4]. Таким образом, на одного реального Сократа приходится несколько идей-сущностей. Это недопустимо, потому что логически противоречиво. Получается, что над миром вещей «высится» не один мир сверхчувственных идей, а уже два (этот аргумент называется в античной традиции -- «третий человек»). Аристотель выдвинул много аргументов, остроумно доказывающих, что идеи должны быть в самих вещах, а не вне их. По Аристотелю дело выглядит следующим образом. Каждая единичная вещь содержит идею -- «субстанцию» и «субстрат». Несколько осовременивая мысль Аристотеля, можно сказать, что для него каждая вещь имеет «форму» и «содержание». Форма вещи и есть сущность вещи. Например, медный шар. Главное здесь «форма» -- шар, а «содержание», или «материя», из которого состоит шар, -- медь.

Какие выводы делает Аристотель из своей критики Платона? Очень важные!

Во-первых -- мир один. Он духовно-материальный, реально существующий мир.

Во-вторых -- вещи и процессы реального мира надо познавать из него самого, т. е. изучать следует саму действительность, а не «запредельный» мир идей.

В-третьих -- в центре познания должны быть не абстракции и схемы ума, а сами вещи и процессы. Тогда и наука оправдана, она получает смысл развития в познании реального, а не «запредельного» мира. Конечно, самопознание идет через понятия. Наука -- это мышление в понятиях. Существуют схемы и законы движения понятий, которые являются «органом», т. е. орудием науки, орудием мышления. Схемы и законы движения понятий изучаются логикой. Значит, логика и есть орудие науки, орудие мышления. Научить логике можно любого человека, имеющего определенные способности. Таким образом, нам доступно постижение сущности вещей и процессов мира, в котором мы живем. Для этого надо изучать сам этот мир при помощи логики.

Выводы Аристотеля часто трактуются как философский «реализм», -- стремление осмысливать теорию идей Платона с позиций здравого смысла. Бертран Рассел (философ XX в.) оценивал философию Аристотеля как разбавленные здравым смыслом взгляды Платона. Разумеется, философия Аристотеля богаче и глубже, чем представил ее в своей оценке английский мыслитель, но в его суждении есть доля правды.

Десятки тысяч лет назад, когда человек оторвался в своем развитии от братьев меньших -- животных, он пытался найти свое место в окружающей мире и представить себе его картину. Осваиваясь с окружающем его земного пространстве, он не мог не обращать свой взор к небу, где, помимо неподвижных друг относительно друга звезд, видел сложные пути перемещения небесных тел: Солнца, Луны. Венеры, Меркурия, Марса, Юпитера и Сатурна. Солнце приносило с собой изменение времен года. Луна вместе с Солнцем сменяли дни ночами, багровый цвет Марса предвещал войны.

Еще египтяне знали, что движение Солнца и Луны можно предсказать. Те, кто умел это делать, занимали особое положение -- они были жрецами, знающими тайны богов. Жрецы объявляли о начале года, о праздниках, о сроках полевых работ. Постепенно формировалась необходимость соизмерять жизнь с календарем. [3]

Греки пошли дальше египтян. Они задумались над тем, как устроена вся Вселенная, как движутся планеты. Еще в III в. до н. э. Аристарх Самосский высказал идею о гелиоцентрической системе -- системе планет с Солнцем в центре. В 11 в. до н. э. на острове Родос и в Александрии наблюдал звезды Гиппарх, который первым научился предсказывать положение Солнца и Луны, создав теорию их движения. Древние астрономы видели, что каждая планета движется по своим особым правилам; поэтому они говорили о теории движения Марса, теории движения Луны и т.д., разделяя сложное движение на несколько более простых. Первым главным движением было суточное движение неба, вторым -- его годовое движение. В этих двух движениях участвовали все семь сфер, которые влекли за собой планеты. Восьмая сфера (к ней были прикреплены звезды) была неподвижна. Однако эти простые движения не удовлетворяли «принцип инерции Аристотеля». Скорости их были непостоянны. Наблюдалось изменение в направлении движения планет («попятное» движение). Тем не менее, теория Гиппарха позволяла определять положение Солнца и Луны ошибкой менее одной угловой минуты.

Первую последовательную схему планетной системы дал Клавдий Птолемей, работавший в Александрии в середине 11 в. н. э. Он в значительной степени опирался на труды Гиппарха, которые, к сожалению, не дошли до наших дней. Свои представления о мире он изложил в сочинении «Математический трактат в XIII книгах». В арабском переводе, в которой с ним знакомились средневековые ученые, оно называлось «Альмагест» (от греческого -- величайшее).

Птолемей считал, что в центре Вселенной расположена Земля, а вокруг нее вращаются семь сфер, которые влекут за собой семь планет в таком порядке: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс. Юпитер, Сатурн. Однако он ничего не говорил о причине движения небесных тел. Почти вся наука о движении обобщена Аристотелем (384--322 г. до н. э.). Он указывал, что единому и простому телу присуще и простое движение; из простых же движений одно прямолинейное, другое круговое; из прямолинейных одно движение идет вверх, другое вниз. Поэтому всякое простое движение идет или к середине вниз, или от середины вверх, или вокруг середины, и это движение круговое. Только Земле и воле, которые считаются тяжелыми, следует двигаться вши, т.е. стремиться к середине, воздух же и огонь, обладающие легкостью, должны двигаться вверх и удаляться от середины. И кажется, вполне сообразным приписать этим четырем стихиям прямолинейное движение, а небесным телам предоставить вращаться вокруг середины. Вот и вся механика древних в понимании Аристотеля. [2]

Накопление знаний об окружающем мире привело к развитию астрономических исследований не только в Европе, на и в Азии. Самый крупный степной квадрант позволил Бируни (973-1048 гг. н. э.) измерить положение Солнца с точностью около 2°; им впервые наиболее точно определен радиус Земли, равный 6000 км (против современного 6371 км); Бируни высказывал сомнения по поводу геоцентрической системы Птолемея в своей «Книге истолкования основных начал астрономии».

Важнейшие достижения астрономии связаны с именем Улугбека (Мухаммед Тарагай, 1394-1449). Он со своими сотрудниками заново измерил главные астрономические постоянные -- наклон эклиптики к экватору, положение на небе точки весеннего равноденствия, уточнил длину тропического солнечного года, составил новый каталог 1018 звезд (через 13 веков после Птолемея), который получил название «Новые астрономические таблицы». Свои исследования он выполнял с помощью самого крупного на то время квадранта, радиус которого равнялся 40 м. Обсерватория Улугбека была разрушена, а сам он убит в результате конфликта на идейной почве с мусульманским духовенством. Система Птолемея просуществовала 15 веков и дожила, почти не изменившись, до Николая Коперника.

5. Общее и отличие в нервной и эндокринной координации деятельности организма человека

Со времени французского физиолога Бита -- с начала XIX столетия -- функции организма разделяют на анимальные, или соматические, и вегетативные. К анимальным, или соматическим, функциям относятся восприятие внешних раздражений и двигательные реакции, осуществляемые скелетной мускулатурой. Вегетативными функциями называют те, от которых зависит осуществление обмена веществ в целостном организме (пищеварение, кровообращение, дыхание, выделение и т. д.), а также рост и размножение. В соответствии с этим разделением функций различают соматическую и вегетативную нервную систему. Соматическая нервная система обеспечивает экстероцептивные сенсорные и моторные функции организма[1]. Вегетативная нервная система обеспечивает регуляцию деятельности внутренних органов, сосудов и потовых желез, а также трофическую иннервацию скелетной мускулатуры, рецепторов и самой нервной системы.

Вегетативная нервная система отличается от соматической локализацией своих ядер в ЦНС, очаговым выходом волокон из мозга, отсутствием сегментарности их распределения на периферии и малым диаметром волокон. Помимо этого, для вегетативной нервной системы характерно, что ее волокна, направляющиеся из мозга к внутренним органам, обязательно прерываются в периферических вегетативных ганглиях, образуя синапсы на нейронах, расположенных в этих ганглиях. Аксоны ганглионарных нейронов оказывают влияние на внутренние органы.

Ганглии являются не только образованиями, передающими импульсы из ЦНС на органы и ткани. Они представляют собой вынесенные на периферию рефлекторные центры, способные регулировать функции внутренних органов в известной мере независимо от ЦНС посредством периферических рефлексов, замыкающихся в этих ганглиях.

Вегетативная нервная система делится на симпатический и парасимпатический отделы. Они отличаются по локализации центров в мозге, по характеру влияний на внутренние органы, а также тем, что ганглии парасимпатического отдела расположены в самих иннервируемых ими органах (интрамурально), в то время как ганглии симпатического отдела локализованы в пограничном стволе (truncus sympaticus).

Выделяя регуляцию вегетативных функций, надо отметить, что в целостных реакциях организма сенсорные, моторные и вегетативные компоненты тесно связаны между собой. [3]

Соматические компоненты реакций организма, осуществляемые скелетной мускулатурой, в отличие от вегетативных могут быть произвольно вызваны, усилены или заторможены; они находятся в течение всего хода реакции под контролем сознания.

Вегетативные же компоненты, как правило, произвольно не контролируются. На этом основании вегетативную нервную систему называют автономной, или непроизвольной. Однако представление об автономности вегетативной нервной системы является весьма условным.

Многочисленные опыты К. М. Быкова и сотрудников, показавшие возможность условно-рефлекторной регуляции всех внутренних органов и всех вегетативных функций, позволяют считать, что кора больших полушарий регулирует деятельность всех органов, иннервированных вегетативной нервной системой, и координирует их деятельность в соответствии с текущими потребностями организма, в зависимости от характера его реакций при изменениях внешней и внутренней среды организма. Это обстоятельство свидетельствует о принципиальной возможности произвольного управления вегетативными функциями, что удается осуществить после специальной целенаправленной тренировки (например, по системе индийских йогов)

Особенно важную роль в гуморальном взаимодействии органов, тканей и клеток играют те из них, которые имеют специализированную способность вырабатывать вещества, изменяющие состояние организма, функцию, обмен веществ и структуру органов и тканей. Эти вещества называют гормонами (от греческого слова «horman» -- возбуждать), а выделяющие их органы -- эндокринными железами, или железами внутренней секреции. Они названы так потому, что в отличие от желез внешней секреции не имеют выводных протоков и выделяют образующиеся в них вещества непосредственно в кровь.

К железам внутренней секреции относятся гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, островковый аппарат поджелудочной железы, кора и мозговое вещество надпочечников, половые железы и плацента, эпифиз. Наименования желез внутренней секреции, выделяемых ими гормонов и их физиологическое действие. Кроме того, гормоны выделяются некоторыми органами и тканями, несущими в организме, помимо эндокринной, другую специализированную функцию (почки, пищеварительный тракт и др.) [1].

Гормоны обладают дистантным действием, т. е. поступая в кровяное русло, могут оказывать влияние на весь организм и на органы и ткани, расположенные вдали от той железы, где они образуются.

Выделяют четыре типа влияния гормонов на организм: 1) метаболическое (действие на обмен веществ); 2) морфогенетическое (стимуляция формообразовательных процессов, дифференцировки, роста, метаморфоза); 3) кинетическое (включающее определенную деятельность исполнительных органов); 4) корригирующее (изменяющее интенсивность функции органов и тканей).

Характерным свойством гормонов является их высокая физиологическая активность. Это означает, что очень малое количество гормона может вызвать изменения функций организма. Так, адреналин, действует на изолированное сердце в концентрации 1:10 г/мл. Достаточно 1 г инсулина, чтобы понизить уровень сахара у 125 000 кроликов.

Гормоны сравнительно быстро разрушаются в тканях, в частности печени. По этой причине для поддержания достаточного количества гормонов в крови и обеспечения более длительного или непрерывного действия необходимо постоянное выделение их соответствующей железой.

К настоящему времени удалось расшифровать структуру большинства известных гормонов и синтезировать их. На основе общности химической структуры, путей эволюционного развития, близости физико-химических и биологических свойств известные гормоны позвоночных могут быть разделены на три основных класса: 1) стероиды; 2) производные аминокислот; 3) белково-пептидные соединения[2].

Стероидные гормоны и гормоны -- производные аминокислот не имеют видовой специфичности и обычно оказывают однотипное действие на представителей разных видов.

Белково-пептидные гормоны, как правило, обладают видовой специфичностью. Выделенные из организма животного, они не всегда могут быть использованы для введения человеку, так как подобно любым чужеродным белкам могут вызвать защитные (иммунные) реакции организма, например образование специфических антител, которые инактивируют данный гормон при повторном его введении, а также могут вызывать явления аллергии.

Отдельные фрагменты молекул гормонов несут различную функцию: фрагменты (гаптомеры), обеспечивающие поиск места («адреса») действия гормона; фрагменты, обеспечивающие специфические влияния гормона на клетку (актоны); фрагменты, регулирующие степень активности гормона и другие свойства его молекулы.

Гормоны транспортируются кровью не только в свободном (водорастворимые гормоны), но и в связанном с белками плазмы крови или ее форменными элементами виде. Существуют белки плазмы крови, избирательно связывающие определенные гормоны: - глобулины, альбумины, трансферон и другие белки, способные образовывать комплексы с различными гормонами.

Активность действия гормона в этом случае определяется не только концентрацией его в крови, но и скоростью отщепления от транспортирующих гормон белков или форменных элементов.

Важное значение имеет скорость поглощения (и разрушения) гормонов клетками органов и тканей; скорость разрушения их печенью и другими органами и выведения их почками.

Для определения интенсивности метаболизма гормонов используются время полураспада гормонов (Т), т. е. время, за которое концентрация введенной в кровь порции радиоактивного гормона уменьшается вдвое [2].

Интенсивность синтеза и выделения каждого гормона железой в данный момент регулируется в соответствии с величиной потребности организма в данном гормоне. Регуляция функций эндокринных желез осуществляется несколькими способами. Один из них -- прямое влияние на клетки железы концентрации в крови того вещества, уровень которого регулирует данный гормон. Примером могут служить угнетение выработки паратгормона (повышающего уровень кальция в крови) при воздействии на клетку паращитовидных желез повышенных концентраций Са²⁺ и стимуляция секреции этого гормона при падении уровня Са²⁺ в крови.

Другим примером может быть усиление секреции инсулина (снижающего уровень глюкозы крови) при повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу.

Чаще всего регуляция секреции гормона соответствующим субстратом (или состоянием организма) осуществляется не прямо, а опосредованно -- нейрогормональными или чисто гормональными механизмами (с участием других желез внутренней секреции).

Нервная регуляция деятельности желез внутренней секреции осуществляется в основном через гипоталамус и выделяемые им нейрогормоны.

Прямых нервных (нервно-проводниковых) влияний на секреторные клетки желез внутренней секреции, как правило, не наблюдается (за исключением мозгового вещества надпочечников и эпифиза). Нервные волокна, иннервирующие железу, регулируют в основном тонус кровеносных сосудов и кровоснабжение железы (величина которого связана с интенсивностью их функции).

Как известно, нервная регуляция физиологических функций осуществляется строго локально -- через определенные синапсы, напоминая по точности эффекта телеграфную связь, где телеграмма доставляется точно по определенному адресу. В отличие от этого принцип влияния гормонов напоминает радиосвязь, когда посылаемый в эфир сигнал адресуется «всем, всем, всем» (так как циркулирующий в крови гормон может действовать на любые органы и ткани) [1].

В действительности же радиосигнал, посланный всем, доходит до адресата лишь при наличии приемника, точно настроенного на волну данной станции. Подобно этому и в организме гормон хотя и достигает с током крови всех органов и тканей, но действует при этом лишь на те клетки, ткани и органы, которые обладают специфическими рецепторами, настроенными на восприятие именно данного гормона. Такие органы и ткани получили название органов и тканей-мишеней.

Рецептор представляет собою специальный белок, определенная часть молекулы которого обладает структурой, изоморфной определенному фрагменту (гаптомеру) молекулы гормона. Это и обеспечивает прием сигнала, т. е. специфическое взаимодействие гормона с клеткой. Данные рецепторы могут располагаться внутри клетки, но могут быть встроены в поверхностную мембрану клетки. Гормоны, плохо проникающие внутрь клетки (катехоламины и пептидные гормоны), фиксируются на мембране снаружи. В этом случае необходимо наличие внутриклеточных посредников-медиаторов, передающих влияние гормона на определенные внутриклеточные структуры. К таким медиаторам относятся циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ), простагландины, Са²⁺ и другие соединения. Эти медиаторы предсуществуют в клетке и поэтому обеспечивают быстрый специфический эффект указанных гормонов.

Гормоны, сравнительно легко проникающие через мембрану клетки (стероидные и в некоторой степени тиреоидине гормоны), оказывают непосредственное специфическое влияние на определенные внутриклеточные структуры. Их действие развертывается и осуществляется длительно, так как они, как правило, влияют на процессы транскрипции, осуществляющиеся в клеточном ядре, изменяя процессы синтеза определенных клеточных белков.

Список использованной литературы

1. Акимов О.Е. Естествознания. - М.: Юнити-ДАНА, 2001. - 639 с.

2. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания. - СПб.: Лань, 2000. - 208 с.

3. Горелов А.А, Концепции современного естествознания. - М.: Владос, 1999. - 512 с.

4. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. - М.: Высшая школа, 2003. - 334с.

Размещено на Allbest.ru