Научная картина мира
Определение возраста археологической находки, применение календаря в летоисчислении. Типы волн, используемых при описании волнового движения. Этапы развития естественнонаучной картины мира. Оценка биосферной роли хозяйственной деятельности человека.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.12.2010 |
| Размер файла | 33,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
1. Как определяется возраст археологической находки, нашей планеты? Какие движения легли в основу календаря, какие календари используются?
2. Какие типы волн используются при описании волнового движения? Приведите примеры поперечных, продольных и стоячих волн в упругой среде
3. Дайте понятие «научной картины мира» и приведите примеры. Какие этапы прошла естественнонаучная картина мира в своем развитии?
4. Дайте общую характеристику жидкого состояния. Определите картину процессов при явлении капиллярности, смачивании, вязкости, поверхностном натяжении. Как объясняют большую теплоемкость воды, большое поверхностное натяжение и свойство капиллярности? Какое значение имеют эти особенности воды в живой природе?
5. Что такое «ядерная энергия»? Как связываются нуклоны в ядре атома? Как определяется энергия их связи, и от чего она зависит? Характеризуйте реакции деления ядер
6. Что такое «начало термодинамики», идеальный и реальный цикл, коэффициент полезного действия тепловых машин? Пар поступает на турбину при температуре + 177оС, а окружающий воздух имеет температуру + 15оС. Определите максимально возможный к.п.д. паровой турбины
7. Какова специфика микромира по сравнению с изучением мега- и макромира. Поясните принципы соответствия и дополнительности
8. Что такое мутация и какие мутации бывают? Как определить, что приобретенные признаки не наследуются? Как это показывали опыты Вейсмана?
9. Какие системы могут находиться в высокоупорядоченном состоянии? Каковы необходимые условия возникновения «самоорганизации» и существуют ли достаточные?
10. Охарактеризуйте биотехнический круговорот и оцените биосферную роль хозяйственной деятельности человека. В чем суть концепции коэволюции и как она развивалась? Как в этой концепции совместились взгляды Дарвина и Кропоткина?
Список использованной литературы
1. Как определяется возраст археологической находки, нашей
планеты? Какие движения легли в основу календаря, какие
календари используются?
Для определения возраста археологических находок, применяют радиоактивные элементы с небольшим периодом полураспада (калий-аргоновый, радиоуглеродный, иониево-протактиниевый и другие методы). Возраст вод определяют по космогенному тритию.
По ядерно-геохронологическим измерениям метеоритов и образов горных пород синтез химических элементов в наблюдаемой части Вселенной завершился около 11 млрд. лет назад, возраст Солнечной системы - около 4,7 млрд. лет, возраст Земли - 4,55 млрд. лет, а возраст самых древних пород Земли и Луны превышает 4 млрд. лет. Этими методами определяют возраст кристаллизации изверженных пород и образования осадочных пород. Ценные результаты для определения палеотемператур дает изотопный анализ кислорода в раковинах ископаемых морских организмов.
Солнце и Луна, чье движение по двенадцати благим созвездиям и составляет основу календаря, почитались самыми святыми созданиями Господа Хормазда. Солнце - источник жизни и Луна - ночной светоч наряду с двенадцатью созвездиями были названы вождями небесного воинства, и от них зависело распределение Хварны Хварна - абстрактная божественная сущность. Сила вдохновения, даруемая небожителями, связанная с огнем и олицетворяющая божественное начало., счастья, благополучия и здоровья между смертными. Подчеркнем: календарь считался хранилищем Хварны - Божественного дара харизмы, отмеченности и благодати. Лишь наличие Хварны, верили зороастрийцы, может позволить человеку преодолеть условности предопределения, вырваться из-под власти рока и фатума, диктующего человеку свою волю посредством влияния порожденных Ахриманом планет.
Григорианский календарь, по которому сейчас живет большая половина человечества, имеет свою историю, обращение к которой может дать исследователю богатую пищу для размышлений. Само слово календарь происходит от латинского Calendae, что означает «время уплаты долгов». Календами начинался каждый месяц римского гражданского календаря, учрежденного еще Нумой Помпилием и ставшего прототипом для последующих Юлианского и Григорианского календарей. Самыми важными Календами в течение года были, разумеется, январские Календы, с которых собственно и начинался новый год римского календаря. 1 января в Риме сменяли друг друга на высшем государственном посту консулы, передавая преемникам дела и долги государства. Сейчас уже люди не задумываются о том, что 1 января - время необходимой уплаты по долгам и процентам, а празднование Нового года в день уплаты долгов обрекает празднующих на постоянную зависимость от государства, поставившего всех граждан в положение должников. Жить по Григорианскому либо по Юлианскому календарю - значит признавать себя должником и нести на себе бремя ответственности за то, что изменить мы не в силах.
Зороастрийское летоисчисление в корне отличается от того календаря, которым мы пользуемся в обычной жизни. Зороастрийский календарь ориентирован на пробуждение в человеке талантов, способностей, самосознания и чувства уверенности в правильности совершаемых поступков. Человек, живущий в соответствии с зороастрийским календарем, а значит и в гармонии с природой (поскольку эта система летоисчисления построена с полным соблюдением космических и природных ритмов), способен пробудить в себе высшее начало, которое зороастрийцы называли Хварной. Само понятие Хварны отметает законы предопределения, ее обладатель становится способным изменять предначертанное и вносить коррективы в свою судьбу. Частица Божественного огня, заложенная в каждом человеке может пробудиться лишь тогда, когда он живет в соответствии с законами космоса, в гармонии с природой и синхронно с потоком времени. В этом отношении зороастрийский календарь, основным содержанием которого является закон соответствия космических и земных ритмов, является куда более предпочтительным по сравнению с римским календарем, которым мы пользуемся и по сей день.
В зороастрийской календарной системе за начало года принимается дата весеннего равноденствия, т.е. 21 марта, что соответствует реальному пробуждению природы от зимней спячки. Сам праздник Нового года в персидской традиции получил название «Ноуруз», что буквально означает «Новый день», на который солнцепоклонники возлагали свои самые светлые надежды и чаянья. Практически все народы индоевропейской группы издревле поклонялись дневному светилу. Цикличность смены времен года, находящаяся в непосредственной зависимости от движения Солнца, легла в основу всех солнечных календарей. Из видимого годичного движения Солнца выделялись четыре точки равноденствий и солнцестояний. К ним приурочивались празднования наступления весны, лета, осени и зимы. Почти во всех древних культурах началом года считалось время наступления весны, что соответствовало весеннему равноденствию. Как уже говорилось, на Руси вплоть до XIV века ежегодное празднование Нового года происходило 21 марта.
Даже тот календарь, по которому живет сейчас все человечество, сохранил в себе некоторые элементы первого римского календаря, который был учрежден основателем «вечного города» Ромулом и в котором за начало года была принята точка весеннего равноденствия. В календаре Ромула 12 солнечных месяцев назывались просто по порядковым номерам: первый, второй, третий и т.д. В настоящее время от этого календаря сохранились такие названия месяцев, как сентябрь, что в переводе с латинского означает «седьмой», октябрь - «восьмой», ноябрь - «девятый» и декабрь - «десятый». Если посчитать, относительно какой точки на солнечном пути эти месяцы являются седьмым, восьмым, девятым и т.д., то станет очевидным, что началом Нового года древние римляне принимали весеннее равноденствие.
Празднование Нового года 1 января в день уплаты по счетам является абсолютно искусственным нововведением, поскольку эта дата не является какой либо значимой точкой на пути Солнца по эклиптике. Начало суток среди ночи, а не с восходом Солнца, как в прочем и наступление Нового года среди зимы, а не в момент весеннего равноденствия - вот основные но не единственные недостатки того гражданского календаря, которым мы вынуждены пользоваться как руководством к действию.
Возникает естественный вопрос: а может ли у нас все быть в порядке, когда само понятие о течении времени у современного человечества извращено и поставлено с ног на голову? Если мы не живем в гармонии с окружающей нас природой, как мы можем достичь гармонии в отношениях друг с другом и самими собой? Каким бы не казалось странным это утверждение, но все-таки изменение календаря в лучшую сторону, возвращение его к изначальным базовым природным ритмам, действительно могло бы многое изменить в лучшую сторону как в общественной, так и в личной жизни современных людей.
2. Какие типы волн используются при описании волнового
движения? Приведите примеры поперечных, продольных и
стоячих волн в упругой среде
Эффект дисперсии может использоваться при определении места возникновения волн, прошедших до точки наблюдения чрезвычайно большие расстояния. Расстояние от штормового района до места, где волны фиксируют, подсчитывается по разности времен прибытия волн разной длины волны и, следовательно, разной частоты. Преобладающая частота прибывающих волн растет во времени, а длина пройденного пути находится по скорости изменения частоты. Так, по оценке, один из пакетов волн, наблюдавшихся в северной части Тихого океана, прошел половину окружности земного шара от Индийского океана по дуге большого круга, проходящей южнее Австралии.
Механические волны бывают разных видов. Если при распространении волны частицы среды испытывают смещение в направлении, перпендикулярном направлению распространения, такая волна называется поперечной. Примером волны такого рода могут служить волны, бегущие по натянутому резиновому жгуту или по струне.
Если смещение частиц среды происходит в направлении распространения волны, такая волна называется продольной. Волны в упругом стержне или звуковые волны в газе являются примерами таких волн.
Волны на поверхности жидкости имеют как поперечную, так и продольную компоненты.
Как в поперечных, так и в продольных волнах не происходит переноса вещества в направлении распространения волны. В процессе распространения частицы среды лишь совершают колебания около положений равновесия. Однако волны переносят энергию колебаний от одной точки среды к другой.
Если волны, бегущие по струне во встречных направлениях, имеют синусоидальную форму, то при определенных условиях они могут образовать стоячую волну.
3. Дайте понятие «научной картины мира» и приведите примеры.
Какие этапы прошла естественнонаучная картина мира в своем
развитии?
Установка на преобразование, переделывание природы, а затем и общества постепенно превратилась в доминирующую ценность техногенной культуры. Исследователь, действующий в рамках данной культурной традиции и ориентирующийся на ту или иную научную картину мира, осознал себя активным творцом нового, «выпытывающим» у природы ее тайны с тем, чтобы расширить возможности подчинения природы потребностям человека. Цивилизация, ориентированная на подобный тип научной рациональности, имела свои несомненные достижения: в ней утвердились идеи прогресса, демократии, свободы и личной инициативы. Вместе с тем в конце XX столетия, когда человечество столкнулось с глобальными проблемами, с новой силой зазвучали вопросы о правильности выбора путей развития, принятых в западной (техногенной) цивилизации, и как следствие - об адекватности ее мировоззренческих ориентаций и идеалов.
Поиск путей развития цивилизации оказывается сопряженным с проблемой синтеза культур и формирования нового типа рациональности.
В современной ситуации формируется новое видение природной среды, с которой человек взаимодействует в своей деятельности. Она начинает рассматриваться не как конгломерат изолированных объектов и даже не как механическая система, но как целостный живой организм, изменение которого может проходить лишь в определенных границах. Нарушение этих границ приводит к изменению системы, ее переходу в качественно иное состояние, способное вызвать необратимое разрушение целостной системы.
На предшествующих этапах развития науки, начиная от становления естествознания вплоть до середины XX столетия, такое «организмическое» понимание окружающей человека природы воспринималось бы как своеобразный атавизм, возврат к полумифологическому сознанию, не согласующемуся с идеями и принципами научной картины мира. Но после того как сформировались и вошли в научную картину мира представления о живой природе как сложном взаимодействии экосистем, после становления и развития идей В.И. Вернадского о биосфере как целостной системе жизни, взаимодействующей с неорганической оболочкой Земли, после развития современной экологии это новое понимание непосредственной сферы человеческой жизнедеятельности как организма, а не как механической системы, стало научным принципом, обоснованным многочисленными теориями и фактами.
Экологическое знание играет особую роль в формировании научной системы представлений о той сфере природных процессов, с которой человек взаимодействует в своей деятельности и которая выступает непосредственной средой его обитания как биологического вида. Эта система представлений образует важнейший компонент современной научной картины мира, который соединяет знания о биосфере, с одной стороны, и знания о социальных процессах - с другой. Она выступает своеобразным мостом между представлениями о развитии живой природы и о развитии человеческого общества. Неудивительно, что экологическое знание приобретает особую значимость в решении проблем взаимоотношения человека и природы, преодоления экологического кризиса и поэтому становится важным фактором формирования новых мировоззренческих оснований науки.
Вместе с тем, принципы, развитые в экологии и включенные в общенаучную картину мира, обретают и более широкое мировоззренческое звучание. Они оказывают влияние на мировоззренческие основания всей культуры. В современной культуре все более отчетливо формируются контуры нового взгляда на мир, в становление которого вносит существенный вклад научная картина мира. Этот взгляд предполагает идею взаимосвязи и гармонического отношения между людьми, человеком и природой, составляющими единое целостное образование. В рамках такого подхода складывается новое видение человека как органичной части природы, а не как ее властителя, развиваются идеи приоритетности сотрудничества перед конкуренцией.
Изменения, происходящие в современной науке и фиксируемые в научной картине мира, коррелируют с напряженными поисками новых мировоззренческих идей, которые вырабатываются и шлифуются в самых различных сферах культуры. Это и поиски новой религии, и переосмысление старой, и создание «новой этики». Ключевым моментом в их развитии являются представления научной картины мира об органичной включенности человека в целостный космос и о соразмерности человека как результата космической эволюции породившему его миру. Возникающие на этой основе этические идеи ответственности человека перед природой делают картину мира аксиологически нагруженной. Человек, познавая мир, должен не навязывать природе свой собственный язык, а вступать с нею в диалог. Диалог с природой в новом типе рациональности сопрягается с идеалом открытости сознания к разнообразию подходов, к тесному взаимодействию индивидуальных сознаний и менталитетов разных культур.
Речь идет не только об удивительном соответствии современной научной картины мира тем новым менталитетам, которые постепенно формируются в недрах техногенной культуры конца XX века в связи с осмыслением современных глобальных проблем, но и о ее соответствии философским идеям, выросшим на почве самобытной культуры России и ее Серебряного века («русский космизм»). Особо следует подчеркнуть совпадение главных принципов философии космизма и многих фундаментальных идей современной научной картины мира и ее мировоззренческих выводов. Космизм возвращает нас к целостному видению мира как единства человека и космоса. Он способен сыграть позитивную роль в синтезе идей, развиваемых в западноевропейской культурной традиции и в восточных философских системах, где человек изначально рассматривался как неотъемлемая часть космоса. Соответственно, идеи космизма органично включаются в разработку новой метафизики, которая могла бы стать философским основанием позднеклассического этапа развития науки, обеспечивая дальнейшее развитие общенаучной картины мира в русле идеологии универсального эволюционизма, представлений о «человекоразмерных», исторически развивающихся системах и идеалов «антропокосмизма».
Открытый характер современной научной картины мира обнаруживает ее удивительную соразмерность не только принципам философии русского космизма, но и многим мировоззренческим идеям, выработанным в традиционных восточных культурах. Наиболее отчетливо это проявляется при осмыслении в терминах синергетики и универсального эволюционизма ряда фундаментальных идей восточной философии, которые долгое время не находили адекватного понимания в европейской культурной традиции.
Развитие современной научной картины мира обосновывает в качестве своих мировоззренческих следствий новые способы понимания мира, которые перекликаются с забытыми достижениями традиционных культур. Можно констатировать, что развитие современной научной картины мира органично включено в процессы формирования нового типа планетарного мышления, основанного на толерантности и диалоге культур и связанного с поиском выхода из современных глобальных кризисов.
Приобретая открытый характер, научная картина мира вносит свой вклад в процессы синтеза различных культур. Она соединяет новые подходы, возникшие на почве развивающейся научной рациональности, всегда выступавшей ценностью техногенной (западной) цивилизации, с идеями, разработанными в совсем иной культурной традиции и возникшими в восточных учениях и в философии «русского космизма».
Современная научная картина мира включена в диалог культур, развитие которых до сих пор шло как бы параллельно друг другу. Она становится важнейшим фактором кросскультурного взаимодействия Запада и Востока.
4. Дайте общую характеристику жидкого состояния. Определите
картину процессов при явлении капиллярности, смачивании,
вязкости, поверхностном натяжении. Как объясняют большую
теплоемкость воды, большое поверхностное натяжение и свойство
капиллярности? Какое значение имеют эти особенности воды в
живой природе?
Жидкость
1) это тело, обладающее свойством текучести, легкой подвижностью, способное изменять свою форму под воздействием внешних сил и температурных изменений.
2) агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным состояниями. Жидкость, сохраняя отдельные черты как твердого тела, так и газа, обладает, однако, рядом только ей присущих особенностей, из которых наиболее характерная - текучесть. Подобно твердому телу, жидкость сохраняет свой объем, имеет свободную поверхность, обладает определенной прочностью на разрыв при всестороннем растяжении и т.д. С другой стороны, взятая в достаточном количестве жидкость принимает форму сосуда, в котором находится. Принципиальная возможность непрерывного перехода жидкости в газ также свидетельствует о близости жидкого и газообразного состояний.
Жидкость, как всякое физическое тело, состоит из отдельных молекул. Молекулы очень малы по сравнению с объемами, рассматриваемыми при изучении жидкости, поэтому в гидравлике не рассматривается молекулярное строение жидкости, предполагая, что жидкость представляет сплошную, непрерывную среду. Жидкости делятся на два вида: капельные и газообразные.
Вязкость жидкости - это свойство жидкости оказывать сопротивление передвижению ее частиц и характеризующее степень ее текучести и подвижности.
Капиллярность (поверхностное натяжение) - это свойство жидкости изменять положение ее поверхности, вызванное натяжением и силой взаимодействия между нею и стенками трубок или мелкими порами грунта. Поверхностное натяжение зависит от температуры, уменьшаясь с ее ростом.
Для того чтобы испарить 1 г воды, нагретой до 100оС, требуется в шестеро больше тепла, чем для нагрева такого же количества воды от 0 до 80оС. Благодаря этому вода является мощнейшим энергоносителем на нашей планете. По сравнению с другими веществами, она способна воспринимать гораздо больше тепла, существенно не нагреваясь. Вода выступает как бы регулятором температуры, сглаживая благодаря своей большой теплоемкости резкие температурные колебания. В интервале от 0 до 37оС теплоемкость ее падает и только после 37оС начинает повышаться. Минимум теплоемкости воды соответствует температуре 36-39оС - нормальной температуре человеческого тела. Благодаря этому возможна жизнь теплокровных животных, в том числе и человека.
5. Что такое «ядерная энергия»? Как связываются нуклоны в ядре
атома? Как определяется энергия их связи, и от чего она зависит?
Характеризуйте реакции деления ядер
Ядерная энергия преобразуется в электрическую без каких-либо механических устройств и термодинамических процессов.
В отличие от радиоактивного распада ядер, сопровождающегося испусканием б- или в-частиц, реакции деления - это процесс, при котором нестабильное ядро делится на два крупных фрагмента сравнимых масс.
В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. Продолжая исследования, начатые Ферми, они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы - радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др.
Кинетическая энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана, огромна - порядка 200 МэВ. Оценку выделяющей при делении ядра энергии можно сделать с помощью удельной энергии связи нуклонов в ядре. Удельная энергия связи нуклонов в ядрах с массовым числом A ? 240 порядка 7,6 МэВ/нуклон, в то время как в ядрах с массовыми числами A = 90-145 удельная энергия примерно равна 8,5 МэВ/нуклон. Следовательно, при делении ядра урана освобождается энергия порядка 0,9 МэВ/нуклон или приблизительно 210 МэВ на один атом урана. При полном делении всех ядер, содержащихся в 1 г урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3 т угля или 2,5 т нефти.
Продукты деления ядра урана нестабильны, так как в них содержится значительное избыточное число нейтронов. Действительно, отношение N / Z для наиболее тяжелых ядер порядка 1,6, для ядер с массовыми числами от 90 до 145 это отношение порядка 1,3-1,4. Поэтому ядра-осколки испытывают серию последовательных в-распадов, в результате которых число протонов в ядре увеличивается, а число нейтронов уменьшается до тех пор, пока не образуется стабильное ядро.
При делении ядра урана-235, которое вызвано столкновением с нейтроном, освобождается 2 или 3 нейтрона. При благоприятных условиях эти нейтроны могут попасть в другие ядра урана и вызвать их деление. На этом этапе появятся уже от 4 до 9 нейтронов, способных вызвать новые распады ядер урана и т.д. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией.
6. Что такое «начало термодинамики», идеальный и реальный
цикл, коэффициент полезного действия тепловых машин? Пар
поступает на турбину при температуре + 177оС, а окружающий
воздух имеет температуру + 15оС. Определите максимально
возможный к.п.д. паровой турбины
Первое начало термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии термодинамической системы (тела) может быть осуществлено двумя путями: путем совершения механической работы и путем теплопередачи. Энергия, переданная системе путем теплопередачи, называется количеством теплоты Q.
Таким образом, количество теплоты может быть определено как разность изменения внутренней энергии системе и механической работы, совершенной над системой.
По своему физическому смыслу первое начало термодинамики представляет собой закон сохранения (изменения) энергии в термодинамике. Если согласно закону сохранения энергии в механике, работа неконсервативных сил равна приращению механической энергии системы (в частности, работа диссипативных сил равна уменьшению механической энергии системы), то согласно первому началу термодинамики, приращение внутренней энергии термодинамической системы равно сумме работы всех сил и энергии, переданной системе путем теплопередачи. Причем, эти силы (как и в механике) могут быть как внешними, так и внутренними. Например, в опыте Джоуля, работа внешних сил приводит к увеличению внутренней механической энергии воды в неравновесном состоянии (возникновению в ней потоков), а работа внутренних сил трения переводит эту механическую энергию во внутреннюю тепловую энергию воды в равновесном состоянии (кинетическую энергию микроскопического движения молекул воды).
В конденсатор поступает не только влажный пар из последних ступеней турбины, но и воздух через неплотности в соединениях корпуса конденсатора с выхлопным патрубком турбины и ряд других мест, например в линиях отборного пара и его конденсата, находящихся под разрежением. В зависимости от поддержания водного режима и качества воды с паром могут поступать и другие газы, например углекислота и аммиак (реакторы типа ВВЭР). Для одноконтурных АЭС необходимо иметь в виду поступление в конденсатор определенных количеств продуктов радиолиза, а также благородных газов, проникающих даже через практически герметичные оболочки тепловыделяющих элементов. Поступление продуктов радиолиза существенно увеличивает газосодержание среды при входе в конденсатор. Так, для турбин двухконтурных АЭС количество кислорода, поступающего в конденсатор с паром, составляет не более 0,01 мг/кг, а для турбин одноконтурных АЭС - 5-4 0 мг/кг.
В связи с поступлением в конденсатор неконденсирующихся газов давление в нем равно сумме парциальных давлений водяного пара и всех остальных газов, а конденсация водяного пара будет происходить при его парциальном давлении, отвечающем температуре насыщения, зависящей от температуры охлаждающей воды. Таким образом, давление в конденсаторе тем значительнее отличается от парциального давления водяного пара, чем больше газосодержание. Только при нулевом газосодержании давление в конденсаторе станет равным тому наименьшему давлению, которое определяется температурой охлаждающей воды. Поэтому от степени удаления неконденсирующихся газов из конденсатора зависит степень расширения пара в турбине, т.е. тепловая экономичность и удельный расход пара. Наличие газов неблагоприятно также и с точки зрения величины коэффициента теплоотдачи при конденсации и потребной величины поверхности охлаждения в конденсаторе.
7. Какова специфика микромира по сравнению с изучением мега- и
макромира. Поясните принципы соответствия и дополнительности
По поводу вероятностного характера законов микромира можно отметить следующее. В своей основе такие представления предполагают отсутствие внутренних механизмов явлений и внутренней структуры частиц, а также представления о неизменности частиц во все время их существования. Игнорирование особенностей строения частиц приводит к представлениям об интенсивности как о вероятности появления частиц в данной точке пространства. Между тем для слабосжатых вихрей характерно суммирование интенсивностей элементарных струй газа (эфира), образовавшего эти вихри. В результате этого для представлений о вероятностном характере поведения вихрей не остается оснований. Анализ взаимодействий вихрей друг с другом позволяет создать совершенно детерминированное представление практически обо всех явлениях на уровне микромира.
Таким образом, все основные особенности микромира и описывающие явления микромира уравнения квантовой механики можно рассматривать с позиций макроскопической газовой динамики, лежащей в основе динамики эфира.
Идея соответствия играла главную роль в формировании и развитии концепции дополнительности Бора, ставшей ядром копенгагенской интерпретации квантовой теории. Согласно этой концепции, для полноты описания явления в микромире необходимо использовать классические понятия, которые, хотя и являются взаимоисключающими, но взаимно дополняют друг друга и дают исчерпывающую информацию о явлении.
Литература, посвященная дополнительности, необычайно обширна. Здесь мы предполагаем рассмотреть связь между дополнительностью и соответствием и между дополнительностью и относительностью. При этом необходимо кратко остановиться на возможности толкования принципа дополнительности как универсального принципа и на некоторых возражениях против такого толкования. Столь пристальное наше внимание к принципу дополнительности не случайно. В дальнейшем станет ясно, что связь между дополнительностью, соответствием и относительностью существенна, поскольку лежит в фундаменте общей системы методологических принципов.
Начнем со связи между дополнительностью и соответствием. Еще в самом начале создания теории атома водорода Бор применял неквантовые понятия к квантовой физике настолько, насколько это было возможно, невзирая на распространенное мнение о том, что классические понятия неадекватны в квантовой области. Бор понимал, что переход к атомным системам нельзя осуществить в полной мере с помощью классического аппарата, но отмечал, что динамическое равновесие системы в стационарных состояниях можно рассматривать с помощью обычной механики, правда переход системы из одного стационарного состояния в другое нельзя трактовать на этой основе. Известно было также, что законы, относящиеся к области длинноволнового излучения, соответствуют законам классической электродинамики. Такая аналогия, точнее соответствие, выглядела вначале сугубо формальной, но в дальнейшем стала очевидной ее исключительная плодотворность. Опираясь на аналогию, Бор строил мост к будущей концепции дополнительности. Он с полным основанием утверждал, что, несмотря на фундаментальные различия между классической теорией излучения и квантовой идеей, можно получать результаты, основанные на квантовых представлениях, но дополняющие выводы, основанные на классической теории, и в то же время дополняемые ими.
Так по пути аналогии Бор закономерно пришел к принципу соответствия, а от него к принципу дополнительности. Это не случайно, потому что такой путь есть путь симметрии. Аналогия как единство противоположностей (изменения и сохранения) является специфической формой симметрии. И если принцип соответствия требует рассматривать квантовую теорию как рациональное обобщение классической теории излучения, то по аналогии Бор утверждает, что принцип дополнительности является рациональным обобщением самого классического идеала причинности. Дополнительный способ описания в действительности не означает произвольного отказа от привычных требований, предъявляемых ко всякому объяснению; напротив, он имеет целью подходящее диалектическое выражение действительных условий анализа и синтеза в атомной физике Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания. ? СПб: Лань, 1997. ? С. 199..
8. Что такое мутация и какие мутации бывают? Как определить,
что приобретенные признаки не наследуются? Как это показывали
опыты Вейсмана?
Мутации - изменение носителей наследственной информации организма, не связанное с процессом нормального перераспределения (рекомбинации) генов. Способность к мутациям присуща веем растительным и животным организмам и обусловливает одну из двух основных форм наследственной изменчивости - мутационную изменчивость. Внезапные наследственные изменения, приводящие к появлению организмов с новыми признаками, были известны давно. Так, описано изменение формы или цвета листьев и плодов растений, появление дополнительных крыльев у насекомых и т.д. Однако научное изучение мутации стало возможным лишь в 20 в. в связи с открытием основных механизмов передачи наследственной информации, исследованием структуры и функции гена. Различают три типа мутации: генные, хромосомные и геномные. Генные мутации представляют собой изменения структуры каких-либо генов. При этом может происходить замена отдельных звеньев (нуклеотидов) в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), являющейся структурной основой гена, из молекулы ДНК могут выпадать более или менее протяженные участки или, напротив, в нее включаются дополнительные звенья. Хромосомные мутации (хромосомные перестройки, хромосомные аберрации) представляют собой различные структурные перестройки хромосом - специализированных образований клеточного ядра, несущих молекулы ДНК. Хромосомы могут полностью или частично удвоиться, утратить отдельные участки; часть хромосомы может оказаться перевернутой на 180° или переместиться на другое место в пределах той же хромосомы и т.д. Изменения общего числа хромосом называются геномными мутациями. При этом может кратно увеличиваться (удваиваться, утраиваться и т.д.) общее количество хромосом в наборе, могут утрачиваться отдельные хромосомы или, наоборот, появляться избыточные. Изменения наследственных признаков организма, обусловленные мутациями, могут носить различный характер. Если мутация затронула второстепенные участки наследственных структур, вызванные ею изменения могут не оказывать существенного влияния на жизнедеятельность организма и мутация может вообще остаться незамеченной. В ряде случаев мутация, не нарушая функции организма, тем не менее приводят к ярко выраженным изменениям его наследственных свойств, например, изменение окраски шерсти в потомстве у животных и т.п. Наконец, мутации могут вызывать серьезные расстройства жизнедеятельности, вплоть до гибели организма на ранних стадиях его развития. Такие мутации лежат в основе ряда болезней человека - так называемых наследственных болезней. В некоторых случаях мутации могут носить полезный, приспособительный характер (например, изменение окраски насекомых под цвет растительности). Проявление мутации зависит от того, в какой клетке она возникла. Мутация в зародышевых клетках (для человека - в яйцеклетках или сперматозоидах) ведут к развитию полностью измененного организма и могут передаваться из поколения в поколение. Мутации в любых других клетках (так называемые соматические мутации) захватывают определенный участок тела в зависимости от стадии развития организма, на которой возникла мутация. Результатом соматической мутации может быть, например, появление мозаичных пятен на радужке, белых, лишенных пигмента пятен на коже и т.д. Соматические мутации по наследству не передаются. Мутации, возникающие без каких бы то ни было внешних воздействий, в обычных условиях существования организмов, называются спонтанными. Такие мутации наблюдаются крайне редко (например, в зародышевых клетках человека - с частотой 1 : 100 000).
Тезис о том, что приобретенные признаки не наследуются, это один из основных тезисов классической генетики, он незыблем, никакие новейшие достижения его не подорвали.
Правда, часто ссылаются на открытие так называемых подвижных генетических элементов (которые на самом деле к наследованию приобретенных признаков никакого отношения не имеют), что они как раз помогают объяснить случаи, когда приобретенные признаки могут наследоваться.
Что такое подвижный генетический элемент? Это, вообще говоря, открытие современной генетики, но работы в этом направлении были начаты еще генетиками-классиками. Нобелевскую премию за открытие этих подвижных генетических элементов получила как раз МакКлинток, которая еще в 20-30-е годы об этом писала. И на дрозофилах американский генетик Демерек такие же данные получил. С открытием новых методов, с разработкой генно-инженерной техники, с развитием молекулярной генетики все эти явления объяснимы уже на молекулярном уровне.
Подвижный генетический элемент - это такие фрагменты ДНК, такие участки генома, которые могут перемещаться по хромосомам, менять свое положение, и, внедряясь в какой-нибудь ген, менять его проявление, вызывать изменение этого гена. Там еще есть набор таких повторяющихся элементов, скажем, идут тринуклеатиды, и сотню, тысячу раз они повторяются. И посчитали, что, дескать, это показатель нестабильности генома, мол, раньше считали, что геном стабилен, а он не стабилен.
Однако неоднократно было показано, что подобные приобретенные признаки не наследуются.
Так, А. Вейсман (1834-1914) в течение 22 поколений отрубал у мышей хвосты, но никаких изменений в строении хвоста потомков не обнаружил. Он показал, что клетки зародышевого пути очень рано обособляются от остальных (соматических) клеток организма. До сих пор не найдено никаких механизмов передачи информации от соматических клеток к половым. Поэтому, сколько не упражняй орган, результат упражнений физически не может быть запечатлен в хромосомах половых клеток Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. ? М.: АГАР, 2000. ? С. 102-104..
9. Какие системы могут находиться в высокоупорядоченном
состоянии? Каковы необходимые условия возникновения
«самоорганизации» и существуют ли достаточные?
Представляет особый интерес анализ открытых систем, находящихся в неравновесном высокоупорядоченном состоянии. Такой системой является, например, живая клетка, живой организм и вся биосфера в целом.
Переход от беспорядочного состояния к высокоупорядоченному состоянию характеризуется уменьшением энтропии. Необходимым условием такого перехода является наличие «нагревателя» и «холодильника».
Как и в живых организмах, в физических и химических системах, при подводе к ним вещества и энергии, из хаотических состояний могут возникать высокоупорядоченные пространственные, временные или пространственно-временные структуры.
Развитие системы происходит за счет внутренних механизмов, в результате процессов самоорганизации и за счет внешних управляющих воздействий.
М. Эйгеном на основе неравновесной термодинамики и теории информации разработана концепция самоорганизации материи. Эйген ограничивается моделированием добиологической эволюции макромолекул, но развитые им идеи и методы имеют более общее принципиальное значение. Так же как и работы школы Пригожина, работы Эйгена вышли за рамки частных наук и имеют общенаучное методологическое значение.
Согласно теории Эйгена, самоорганизация не является очевидным свойством материи, которое обязательно проявляется при любых обстоятельствах. Должны быть выполнены определенные внутренние и внешние условия, прежде чем такой процесс станет неизбежным. Самоорганизация начинается с флуктуации. Для возникновения процесса самоорганизации необходимы инструктивные свойства системы на микроуровне.
Инструкция требует информации, которая кодирует определенные функции. Для самоорганизованных систем интерес представляет функция воспроизведения или сохранения ее собственного информационного содержания. Для возникновения эволюции существенно не количество информации, а инструктирующие свойства информации; важно не количество, а ценность информации, которая непосредственно связана с ее используемостью.
Достаточно сложно дать продуктивное универсальное определение ценности информации, так как оно дано для количества информации. Ценность информации различна для одной и той же системы при различных целях, различных условиях внешней среды. Ценность зависит от того запаса накопленной информации, которую имеет система. Ценность - это степень ее неизбыточности, незаменимости.
Информация, накопленная в процессе эволюции, - это «оцененная» информация, и число битов мало что говорит о ее функциональном значении. Накопление информации - это увеличение числа элементов, обладающих заданным признаком.
Ценность информации оказывается тем большей, чем меньше разнообразных способов выполнить заданную функцию. Если сравниваются системы, выполняющие различные функции, то ценностный критерий уже оказывается малопригодным, здесь по-прежнему можно использовать количественный информационный критерий. Количественный и прагматический информационные критерии необходимо применять не порознь, а совместно, только в этом случае можно достигнуть наиболее адекватного определения степени организации, как в функциональном, так и во многих других отношениях.
Для появления согласованных направленных процессов в системе необходимо использование информации в процессе функционирования системы. Если использования нет, то новые признаки у элементов появляются независимо от того, какие признаки есть у других элементов. Если нет использования информации, то нет ее накопления во внешней среде, а следовательно, нет передачи накопленной информации из внешней среды в систему. Организация в системе связана с локализацией элементов, обладающих определенными признаками, с концентрацией этих элементов, то есть образованием диссипативной структуры. Локализованные диссипативные структуры имеют способность накапливать информацию за счет своего рода «примитивной памяти». Такая локализация происходит благодаря самоинструктирующему процессу использования информации.
Одним из условий возникновения самоорганизации является реализация отбора информации, имеющей определенную меру качества (ценность). Информация обретает ценность в конкретном процессе ее использования. Для того чтобы начался процесс самоорганизации, необходимо, чтобы отбор происходил при определенных условиях, а именно: система должна быть далекой от равновесного состояния; интенсивность роста числа элементов должна быть достаточной для того, чтобы вывести систему из устойчивого состояния.
В самоорганизующейся системе возможный максимальный беспорядок увеличивается за счет присоединения новых элементов к системе. Но простое добавление элементов в систему еще не превращает ее в самоорганизующуюся. Во время добавления элементов к системе энтропия системы должна сохраняться постоянной. Для выполнения этого условия необходимо выделение отрицательной энтропии из окружающей среды, т.е. дополнительный ввод энергии, информации в систему, который выражается в передаче накопленной информации из внешней среды в систему.
Исследования процесса самоорганизации показали, что на организованность системы, т.е. на ее энтропию, влияют в основном два параметра: интенсивность роста числа элементов в системе и интенсивность использования элементов в процессе функционирования системы. Рост числа элементов в системе может привести систему в неустойчивое состояние и создаст предпосылки дня отбора наиболее ценных для развития системы элементов. Ценность же элементов определяется в процессе их использования. Чем выше интенсивность роста числа элементов в системе, тем быстрее система стремится к неустойчивому состоянию, приближая момент скачкообразных изменений. Но переход на новый качественный уровень структурной организации произойдет лишь тогда, когда интенсивность использования, которая играет роль организатора в системе, будет достаточно велика для того, чтобы уменьшить энтропию в системе и перевести систему в новое устойчивое состояние. Таким образом, изменяя параметры системы, а именно интенсивность роста числа элементов и интенсивность их использования, мы можем инициировать процесс самоорганизации в системе, замедлять или ускорять его. При этом мы можем перевести систему на новый, более совершенный уровень развития или разрушить ее Потев М.И. Современные концепции естествознания. ? СПб: Питер, 2003. ? С. 208-209..
10. Охарактеризуйте биотехнический круговорот и оцените
биосферную роль хозяйственной деятельности человека. В чем
суть концепции коэволюции и как она развивалась? Как в этой
концепции совместились взгляды Дарвина и Кропоткина?
археологический календарь волна биосферный
Появление эукариот было связано с появлением актиново-миозиновой системы, которая позволила питаться путем фагоцитоза, активно захватывая крупные пищевые частицы. Появление таких эукариотных организмов необычайно ускорило биотический круговорот, поскольку они стали потребителями бактериальной биомассы. Переваривая клетки бактерий, фаготрофные эукариоты быстро возвращали в биотический круговорот элементы, которые до этого могли вернуться в него только путем медленного разложения. Можно предполагать, что появление эукариот означало резкое уменьшение части «бактериальных ископаемых», то есть отложений органических и неорганических веществ, возникших за счет деятельности бактерий. То, что раньше захоронялось и превращалось в нефти и газ, теперь стало возвращаться в биологический круговорот и включалось в тела организмов снова и снова.
Концепция коэволюции человека и биосферы, как выше уже отмечалось, целеорганизована на достижение устойчивой целостности человека и биосферы и нацелена на реальное превращение биосферы в ноосферу. Концепция коэволюции должна определить оптимальное соотношение интересов человечества и всей остальной биосферы, избежав при этом двух крайностей: стремления к полному господству человека над природой и смирения перед ней. Считается, что первым выступил с концепцией коэволюции природы и общества Н.В. Тимофеев-Ресовский, в 1968 году. В последующем, Н.В. Тимофеев-Ресовский постоянно подчеркивал: Человеку, переделывая, улучшая сообщества в живом покрове Земли, т.е. занимаясь управлением эволюцией, придется делать это не нарушая равновесия, а так, чтобы переводить сообщества живых организмов в разных местах из одного, менее выгодного для человека и менее продуктивного, в более выгодное и более продуктивное равновесное состояние.
В концепции Ч. Дарвина русский ученый и революционер П.А. Кропоткин утверждал: борьба в природе большей частью ограничена борьбой между различными видами: но внутри каждого вида, а очень часто и внутри групп, составленных из различных видов, живущих сообща, взаимная помощь есть общее правило… Взаимопомощь - преобладающий фактор природы… Наконец, можно считать вполне доказанным, что, тогда как борьба за существование одинаково ведет к развитию как прогрессивному, так и регрессивному, то есть иногда к улучшению породы, а иногда и к ее ухудшению, практика взаимопомощи представляет силу, всегда ведущую к прогрессивному развитию. Отсюда П.А. Кропоткин делает вывод, что нравственное начало в человеке есть не что иное, как дальнейшее развитие инстинкта общительности, свойственного почти всем живым существам и наблюдаемого во всей живой природе. Современная этология и концепция коэволюции во многом подтверждает эти мысли Хруцкий К.С. Аксиологический подход в современной валеологии. ? М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. ? С. 32..
Список использованной литературы
1. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания. ? СПб: Лань, 1997.
2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Н.: НГЭиУ, 2005.
3. Потев М.И. Современные концепции естествознания. ? СПб: Питер, 2003.
4. Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. ? М.: АГАР, 2000.
5. Хруцкий К.С. Аксиологический подход в современной валеологии. ? М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Естественнонаучная картина мира как целостная система представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. Эволюция естественнонаучной картины мира в истории человечества. Предпосылки, влияющие на развитие новых научных представлений.
реферат [21,5 K], добавлен 17.04.2011Понятие и структура научной картины мира, ее отличие от ненаучных картин мира. Функциональность и взаимосвязь общей научной и естественнонаучной картин мира. Корпускулярно–волновой дуализм, свойства микрообъектов и доказательство гипотезы де Бройля.
реферат [37,9 K], добавлен 17.12.2009Характеристика современной естественно-научной картины мира. Междисциплинарные концепции как важнейшие элементы структуры научной картины мира. Принципы построения и организации современного научного знания. Открытия XX века в области естествознания.
контрольная работа [21,9 K], добавлен 18.08.2009Понятие картины мира, ее сущность и особенности, история изучения. Сущность принципа глобального эволюционизма, его влияние на изменение представлений о картине мира в XIX веке. Синергетика как теория самоорганизации, ее роль в современном представлении.
контрольная работа [21,5 K], добавлен 09.02.2009Под картиной мира понимается целостная система представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях. Различают общенаучную, естественно-научную, социально-историческую, специальную, механическую, электромагнитную и квантово-полевую картины мира.
реферат [109,7 K], добавлен 18.01.2009Научные картины мира и научные революции в истории естествознания. Изучение физической картины мира в ее развитии. Явления электричества и магнетизма. Квантово-релятивистская физическая картина мира, законы электродинамики. Общая теория относительности.
реферат [30,1 K], добавлен 11.02.2011Понятие "научная картина мира". Физика как ведущая дисциплина в классической научной картине мира. Историческая смена физических картин мира. Современная картина мира. Главный предмет синергетики. Исторические формы проблемы происхождения жизни.
контрольная работа [24,6 K], добавлен 04.02.2010Предмет и задачи естествознания как системы научных знаний. Характеристика этапов развития естествознания. Научная картина мира как одно из основополагающих понятий в естествознании — особая форма систематизации знаний, синтез различных научных теорий.
презентация [1001,9 K], добавлен 28.09.2014Раскрытие понятия научной картины мира как системы представлений человека о свойствах и закономерностях окружающей действительности. Анализ синергетической парадигмы как системы научных исследований, изучающей природные процессы на основе самоорганизации.
контрольная работа [31,4 K], добавлен 04.05.2011Особенности формирования научной картины мира в эпоху становления классического естествознания. Развитие физики как науки. Исследование роли внутренних и внешних факторов в формировании физической картины мира. Новая гелиоцентрическая парадигма Коперника.
реферат [36,3 K], добавлен 27.12.2016
