в микромире

Закон сохранения электрического заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

Закон сохранения заряда выполняется абсолютно точно. На данный момент его происхождение объясняют следствием принципа калибровочной инвариантности

Закон сохранения лептонного числа разность числа лептонов и антилептонов в данной системе. Во всех наблюдавшихся процессах лептонное число в замкнутой системе сохраняется, поэтому был сформулирован закон сохранения лептонного заряда, являющийся одним из экспериментальных оснований Стандартной Модели физики элементарных частиц. Однако причины, по которым лептонное число сохраняется, пока неизвестны.

Закон сохранения барионного числа это приблизительно сохраняемое квантовое число системы.

15 фундаментальные взаимодействия в природе

Фундаментальные взаимодействия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.

На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий:

гравитационного( источник-масса;опис з. всемирн. тяготения; проявление кривизны пр)

электромагнитного (источник-заряд;как+ так и -; обеспеч. сущ. атомов, мол, микроскопич. тел)

сильного (проявляется в притяжении нуклонов в сост. ядер атомов, опр. яд. силы, переносчики глюоны. обесп. устойч. ат.ядер)

слабого (ответственно за все виды в-расп.,переносик-бозоны, отвеч за яд. процессы на земле и в недрах звезд, обеспеч. вселенную эн. и вещ-ом)

При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия.

вид	Конст. взаимод.(количеств характеристика)	Радиус действия	Время хар. с.	механизм	Обл. проявления
сильное(только в микромире)		10-13 - 10-12	10-24 - 10-23	обмен кварками	ат. ядра
электромагнитное(дальнодейств)	7,3*10 -3		10-21 - 10-19	обмен фотонами	ат, молек.
слабое (только в микромире)	10 -14	2* 10 -16	10-13 - 10-10	обмен векторными бозонами	радиоактивный В-распад
гравитационное(дальнодейств)	6*10 -39		?	обмен гравитонами	массивные тела

17 порядок и беспорядок в природе

заложен 2 з-н термодинамики Невозможен процесс, единственным р-том которого было бы превращение тепла в работу

в закрытых системах процессы направлены в сторону увеличения энтропии

дель. S=дельQ/Т; S-энтропия

S=kLnW,где W- термодинамич. вероятность>1, она характеризует кол-во микросостояний системы. с помощью кот. реализуется макросостояние системы (число перестановок. Чем больше перестановок тем больше энтропия)

безпорядок. при s-max(P,V.T.c)

порядок при s=min t=0K -273 абс. ноль. смерть всего

тепло не все в работу

16 концепция дально и близко действия. теория единого поля

Дальнодействие (непосредственное действие тел на расстоянии) и близкодействие — две концепции классической физики, противоборствовавшие на заре её становления.

Согласно концепции дальнодействия, тела действуют друг на друга без материальных посредников, через пустоту, на любом расстоянии. Такое взаимодействие осуществляется с бесконечно большой скоростью (но подчиняется определённым законам). Примером силы, считавшейся одним из примеров непосредственного действия на расстоянии, можно считать силу всемирного тяготения в классической теории гравитации Ньютона.

Согласно концепции близкодействия, взаимодействия передаются с помощью особых материальных посредников и с конечной скоростью. Например, в случае электромагнитных взаимодействий таким посредником является электромагнитное поле.

В современной физике эти понятия иногда используются в другом смысле, а именно, дальнодействующими полями называют гравитационное и электромагнитное (они подчиняются в классическом пределе закону обратных квадратов), а короткодействующими — поля сильного и слабого взаимодействия, которые быстро спадают с расстоянием на больших масштабах, и поэтому проявляются лишь при малых расстояниях между частицами. Принципиальное отличие теории близкодействия, принятой на сегодняшний день, можно рассмотреть на простом примере: взаимодействии двух точечных частиц. Концепция близкодействия постулирует, что в процессе этого взаимодействия частица А испускает другую частицу — С, при этом ее скорость и импульс меняются согласно законам сохранения. Частица С поглощается частицей В, что, в свою очередь, приводит к изменению импульса и скорости последней. В результате создается иллюзия непосредственного влияния частиц A и B друг на друга.

В современной физике проводится четкое разделение материи на частицы-участники (или источники) взаимодействий (называемые веществом) и частицы-переносчики взаимодействий (называемые полем). Из четырех видов фундаментальных взаимодействий надежную экспериментальную проверку существования частиц-переносчиков получили три — сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Обнаружение переносчиков гравитационного взаимодействия — так называемых гравитонов — как отдельных частиц на современном уровне техники проблематично. Их существование предсказывается в некоторых квантовых расширениях Общей теории относительности и других теориях квантовой гравитации.

Важным отличием теории близкодействия от теории дальнодействия является наличие максимальной скорости распространения взаимодействий (полей, частиц), совпадающей со скоростью света.

теория ед поля:

в 19 в. максвелл обьединил электрич и магнит. взаимодействия=э\магн. теория

Т электрослабого взаимодействия 1967 вкл. в себя: обьединение электромагнитного и слабого взаимодействия(при10 в2 ГэВ и 10 в 15 К). подтверджено на ускорителе открытием частиц w и z.ответств. за слабое взаимодействие() при такой t изчезают различия между взаимодействиями

т. великого обьединения: слабое+э\магнитное+ сильное при энергии 1014 ГэВ (10 в 27 К); предсказывает распад протона, необходим эксперимент

т. суперобьединениепопытка обьединить все взаимодействия. при т 10 в 32 к созд. вселенная. предполагаются открытия скрытой материи, превосх. массу всех галактик; частицы(тахионы),движущ. со скоростью больше света.

18. Синергетическая концепция развития природы

синергетика- сотрудничество. содействиенаука о самоорганизации систем

самоорганизация- целенаправленный процесс развития от менее сложных систем к более сложным и упорядоченным формам организации

усл. самоорганизации:

открытость(способность обмениваться с окр средой в-вом.энерг, информ)

неравновесность(сист. должна наход. далеко от точки термодин. равновесия)

неустойчивость(возникновение и усиление порядка через флуктуации)

наруш. симметрии

«+» обратная связь(изменения накапливаются. что приводит к возникновению нового порядка)

2 этапа:

1 эвол. путь развития. закономерность-крит. точка-т. бифуркации.которая меняет протекание процесса_2 этап скачек

осн выводы:

хаос созидателен

развитие через неустойчивость

для развитие есть несколько альтерн. путей

сложным сист. нельзя навязать путь развития

развитие осущ. через случайный выбор в т. бифурк.

динамика развития рассм. как единство случ и необх

в воздействии на сист. главное не сила. а хар-р воздействия

Возникновение упорядоченных сложных систем обусловлено рождением колл. типов поведения под возд. флуктуаций, их конкур. и отбором того типа поведения,кот. оказывается способным сохраниться в усл. Конкуренции

19 понятие о самоорганизации систем

Синергетика - это наука о самоорганизации сложных открытых систем. Самоорганизация - процесс формирования в системе все более сложных и сложных подсистем. Этот процесс естественен. Этот процесс вызван не специфическим воздействием извне. Другими словами, самоорганизация в общем понимании - это присущая материи способность к усложнению элементов и созданию все более упорядоченных структур в ходе своего развития; в узком понимании - это скачок, фазовый переход системы из менее в более упорядоченное состояние. В самоорганизации всегда возникает нечто новое, чего раньше не было. Самоорганизация - это междисциплинарная область знания, ведущий принцип всего современного естествознания, применение ко многим предметам, наукам.

В процессе усложнения систем различают два взаимодополняющих механизма: объединение частей и разделение (фракционирование) систем. Механизмы, основанные на этих двух принципах, обнаруживаются на всех уровнях сложности и упорядоченности, начиная с макромира и заканчивая крупномасштабными структурами Вселенной. На разных уровнях сложности системы в основе лежат силы, казалось бы, разной природы, но, в конечном счете все они сводятся к четырем фундаментальным взаимодействиям.

Другая сторона явления самоорганизации - информативность, способность системы любого уровня создавать, накапливать, хранить и использовать информацию, в том числе и о направлении своего развития.

Примеры самоорганизации: торнадо, химические часы, биологические процессы (эволюция), социальные системы (общество), формирование человеческой психики на протяжении жизни.Необходимые условия самоорганизации: Открытость системы (взаимодействие с другими системами, с окружающей средой): обмен энергией, обмен веществом, обмен информацией при деградации.

формирование циклических процессов.

Принцип колыбели. Самоорганизация не происходит везде, а лишь в отдельных, особо сложных частях. Система должна быть погружена в другую систему, более большую (как бы в колыбели). Нет равноправия. Характер самоорганизации - глобальность деградации и локальность самоорганизации.

Достаточно длительный срок. Системе проще ничего не делать, чем что-то делать. Система обычно находится в состоянии динамического равновесия, т.е. проходят какие-то процессы в системе, но в общем она не изменяется.

Система должна быть достаточно далека от состояния термодинамического равновесия. Иначе больше вероятность деградации, чем самоорганизации.

Уровни самоорганизации в природе:

Космологический - происхождение вещества из вакуума, появление барионной ассиметрии, разделение различных типов фундаментальных взаимодейтсвий, формирование протонов и нейтронов, формирование атомов водорода и гелия, первичный нуклеосинтез, разделение атомов вещеста и электромагнитного излучения.

Астрофизический - формирование галактик, звезд и планетных систем, звездный нуклеосинтез, образование в космосе простейших молекул вплоть до органических.

Геофизический - формирование и эволюция литосферы, гидросферы и атмосферы Земли как благоприятного резервуара для появления сложных органических молекул.

Химический и биохимический - химическая и биохимическая эволюция молекул и молекулярных агрегатов.

Биологический - биологическая эволюция от появления первых клеток до высших животных и человека, формирование и развитие общего в биосфере.

Социальный - социальная эволюция как историческое развитие различных форм человеческих сообществ от первобытных племен до современной всемирной цивилизации.

Психический и интеллектуальный - психическая и интеллектуальная эволюция от появления языка и письменности, мифологии ирелигии до современного состояния единой мировой науки; попытки формирования ноосферы.

Система обязательно когда-нибудь находится в состоянии кризиса, когда любая маленькая деталь может привести к непредсказуемым последствиям, гибели системы. Теория катастроф с математической точки зрения. Катастрофа - это когда при малом взаимодействии система уходит от прежнего динамического состояния и переходит в новое состояние. Система должна пережить катастрофу, чтобы самоорганизоваться.

Бифуркация - разветвление траектории движения тела или дальнейшего пути развития системы в некоторый момент времени. Если предсказание самоорганизации и возможно, то лишь ограниченно, локально, т.к. состояние катастрофы непредсказуемо - бифуркация: либо система "выздоравливает", либо "умирает".

23 квантовая революция в физике принципы дополнительности, неопределенности

в конце 19 в кризис в науке. ряд открытий, которые не объяснялись с позиций класс. физики. пытались объяснить законами макромира все явления. поэтому 1900г выделилось направление квантовая физика, объясняющая и изучающая процессы микромира.

совр наука показала.что материя проявляет и св-ва волн. описание движ. микрообьектов надо применять вероятностный подход корп-волн дуализма. т.к. в-во проявляет двойственные св-ва как частиц(движение по траектории) и поле

принцип дополнительности(Бор1928)-для описания объекта необх применять 2 взаимоискл. набора класс. понятий (частица.волна)

принцип неопределенности(гейнзберг1927)имеются 2 пары величин (координата частицы х и импульс р). характериз микрообьект.кот не могут быть известны одновременно с безконечной степенью точности

принцип суперпозиции(наложения)- если физ сист. может находиться в состояниях. опис. неск. волновыми функциями,то она может так же находиться в состоянии. опис. любой линейной комбинацией этих функций

24 структурная организация микромира. понятие об элементарных частицах

Согласно стандартной модели, всё вещество (включая свет) состоит из 12 фундаментальных элементарных частиц и 12 частиц-переносчиков взаимодействий. В это число входят кварки (из которых состоят протоны и нейтроны), электроны, фотоны и другие элементарные частицы. Всем элементарным частицам присущ корпускулярно-волновой дуализм: с одной стороны, частицы представляют собой единые, неделимые объекты, с другой стороны, вероятность их обнаружить «размазана» по пространству (этот факт иллюстрирует, к примеру, эксперимент с одновременным прохождением фотона сразу через две щели). При некоторых условиях такая «размазанность» может принимать даже макроскопические размеры.

Эл частицы делятся на протоны,нейтроны.электроны, кот образуют в-во(р и н не относятся к истинным Эл частицам гипотетич. они сост из кварков)все остальные-кванты полей, обеспечивают различные типы взаимодействий между элементами

их можно классифицировать по

массе лептоны(легкиенейтрино.мюон.электрон) адроны(мезоны пи-мезоны, кА-мезоны,фи-мезоны и барионы протон,нейтрон). фотоны

электрическому заряду +- нейтральные

по времени жизни стабильные, нестабильные. резонансы

по значению спина фермионы (полуцелый) бозоны(целочисленный)

мтруктура молекулы

((р+н)+е)+ атом

р+н-сильное взаимодействие((р+н)+е)-э\м взаимодействие

25. концепция атомизма

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. До конца XIX в. в соответствии с концепцией атомизма считалось, что материя состоит из отдельных неделимых частиц — атомов.

Концепция атомизма, впервые предложенная древнегреческим философом Левкиппом в V в. до н. э., развитая его учеником Демокритом и затем древнегреческим философом-материалистом Эпикуром (341—270 до н. э.) и запечатленная в замечательной поэме "О природе вещей" римского поэта и философа Лукреция Кара (I в. до н. э.), вплоть до нашего столетия оставалось умозрительной гипотезой, хотя и подтверждаемой косвенно некоторыми экспериментальными доказательствами (например, броуновским движением, законом Авогадро и др.). В XIX стало известно, что химические атомы разлагаются на более мелкие элементарные частицы и таким образом «атомами» в Демокритовском смысле не являются. Тем не менее, термин используется и теперь в современной химии и физике, несмотря на несоответствие его этимологии современным представлениям о строении атома. В современном представлении молекула— наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями. Число атомов в молекуле составляет от двух (Н2, О2, НF, КСI) до сотен и тысяч (некоторые витамины, гормоны и белки). Атомы инертных газов часто называют одноатомными молекулами. Если молекула состоит из тысяч и более повторяющихся единиц (одинаковых или близких по строению групп атомов), ее называют макромолекулой. Атом — составная часть молекулы, в переводе с греческого означает "неделимый". Действительно, вплоть до конца XIX в. неделимость атома не вызывала серьезных возражений. Однако физические опыты конца XIX и начала XX столетий не только подвергли сомнению неделимость атома, но и доказали существование его структуры. В своих опытах в 1897 г. английский фи­зик Джозеф Джон Томсон (1856—1940) открыл электрон, названный позднее атомом электричества. Электрон, как хорошо известно, входит в состав электронной оболочки атомов. В 1898 г. Томсон определил заряд электрона, а в 1903 г. предложил одну из первых моделей атома.

26 квантово-механическая модель атома (Шредингер 1925)

Современная модель атома является развитием планетарной модели резерфорда 1913. Согласно этой модели, ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. модель строится на принципах квант мех.: дополнителльности, неопределенности,кот вылтекают из кроп-волн дуализма. квант мех. использует для опис. движ е вероятностный подход (метод точек). часть пр-ва около ядра, где вероятность нахождения е сост. более90% наз-ся Эл. облаком, значит Эл. облако хар-ся опр. раз-ми н, формой л и ориентацией в пр-ве м.кот опис. 4мя квант. числами

Химические свойства атомов определяются конфигурацией электронной оболочки и описываются квантовой механикой. Положение атома в таблице Менделеева определяется электрическим зарядом его ядра (то есть количеством протонов), в то время как количество нейтронов принципиально не влияет на химические свойства; при этом нейтронов в ядре, как правило, больше, чем протонов (см.: атомное ядро). Если атом находится в нейтральном состоянии, то количество электронов в нём равно количеству протонов. Основная масса атома сосредоточена в ядре, а массовая доля электронов в общей массе атома незначительна (несколько сотых процента массы ядра).

27 понятие о химической связи атомов. хим. соединения

хим. связь-взаимод. атомов, приводящее к образованию более устойчивых систем, молекул, монокрислаллов, атомов, ионов

Образование устойчивой электронной конфигурации может происходить несколькими способами и приводить к молекулам (и веществам) различного строения, поэтому различают несколько типов химической связи. Таковы ионная, ковалентная металлическая связи. Валентность элементов в соединениях. Современные представления о природе химической связи основаны на электронной (спиновой) теории валентности в соответствии с которой атомы, образуя связи, стремятся к достижению наиболее устойчивой (т. е. имеющей наименьшую энергию) электронной конфигурации. При этом электроны, принимающие участие в образовании химических связей, называются валентными. Согласно спиновой теории, валентность атома определяется числом его неспаренных электронов, способных участвовать в образовании химических связей с другими атомами, поэтому валентность всегда выражается небольшими целыми числами. Энергия связи — это работа, необходимая для разрыва химической связи во всех молекулах, составляющих один моль вещества. Чаще всего энергию связи измеряют в кДж/моль. Наиболее прочными являются ионные и ковалентные связи, энергии этих связей составляют величины от десятков до сотен кДж/моль. Ионная связь. Ионная связь — это электростатическое взаимодействие между ионами с зарядами противоположного знака. связь, осуществляемая за счет образования электронных пар, в одинаковой мере принадлежащих обоим атомам, называется ковалентной Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе валентные электроны других атомов. Электроотрицательность (ЭО) не может быть измерена и выражена в единицах каких-либо физических величин, поэтому для количественного определения ЭО предложены несколько шкал, наибольшее признание и распространение из которых получила шкала относительных ЭО, разработанная Л. Полингом.. Металлическая связь. Большинство металлов обладает рядом свойств, имеющих общий характер и отличающихся от свойств других простых или сложных веществ. Такими свойствами являются сравнительно высокие температуры плавления, способность к отражению света, высокая тепло- и электропроводность. Эти особенности обязаны существованию в металлах особого вида связи — металлической связи. хим соединение- в-во обр.атомами 1ого или нескольких хим. Эл-тов с пом хим. связи

28 физико-химичесие системы

Система – совокупность тел, находящихся во взаимодействии между собой и отделенных от окружающей среды. Различают физическую и химическую системы. Если составные части системы не вступают друг с другом в химические реакции, то такая система называется физической. Если составные части системы реагируют друг с другом, то она называется химической.

пример хим. реакций(образование озона, образование метана при гниении, реакция фотосинтеза, образование ржавчины)

пример физ. процесса- фазовое преврашение, тероядерная реакция в недрах звезд.

при хим пр. происходит образование новых ним соед. ядра при этом не изменются

физ пр. связ. с изменением агрегатного состояния веществ.либо с превращением ядер атомов хим элементов

29 хим превращения в природе. сущность хим процессов

Химическое превращение— реакция одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества.

классификация:

По типу превращений реагирующих частиц

соединения: разложения: замещения: обмена (тип реакции-нейтрализация): обмена (тип реакции-обмена):

Химические реакции всегда сопровождаются физическими эффектами: поглощением и выделением энергии, например в виде теплопередачи, изменением агрегатного состояния реагентов, изменением окраски реакционной смеси и др. Именно по этим физическим эффектам часто судят о протекании химических реакций. По фазовому составу реагирующей системы

Гомогенные гомофазные реакции. В реакциях такого типа реакционная смесь является гомогенной, а реагенты и продукты принадлежат одной и той же фазе. Примером таких реакций могут служить реакции ионного обмена, например, нейтрализация кислоты и щелочи в растворе

Гетерогенные гетерофазные реакции. В этом случае реагенты находятся в разном фазовом состоянии, продукты реакции также могут находиться в любом фазовом состоянии. Реакционный процесс протекает на границе раздела фаз. Примером может служить реакция солей угольной кислоты (карбонатов) с кислотами Бренстеда:

Гетерогенные гомофазные реакции. Такие реакции протекают в пределах одной фазы, однако реакционная смесь является гетерогенной. Например, реакция образования хлорида аммония из газообразных хлороводорода и аммиака. Гомогенные гетерофазные реакции. Реагенты и продукты в такой реакции существуют в пределах одной фазы, однако реакция протекает на поверхности раздела фаз. В данном случае различают

Окислительно-восстановительные реакции, в которых атомы одного элемента (окислителя) восстанавливаются, то есть понижают свою степень окисления, а атомы другого элемента (восстановителя) окисляются, то есть повышают свою степень окисления. Частным случаем окислительно-восстановительных реакций являются реакции диспропорционирования, в которых окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента, находящиеся в разных степенях окисления.

По тепловому эффекту реакции. Все реакции сопровождаются тепловыми эффектами. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая, в основном, идет на образование новых химических связей. В некоторых реакциях энергии этих процессов близки, и в таком случае общий тепловой эффект реакции приближается к нулю. В остальных случаях можно выделить:

экзотермические реакции, которые идут с выделением тепла, (положительный тепловой эффект) например, указанное выше горение водорода

эндотермические реакции в ходе которых тепло поглощается (отрицательный тепловой эффект) из окружающей среды.

Тепловой эффект реакции (энтальпию реакции, ΔrH), часто имеющий очень важное значение, можно вычислить по закону Гесса, если известны энтальпии образования реагентов и продуктов. Когда сумма энтальпий продуктов меньше суммы энтальпий реагентов (ΔrH < 0) наблюдается выделение тепла, в противном случае (ΔrH > 0) — поглощение.

30 реакционная способность веществ. катализ

Ката́лиз (греч. κατάλυσις восходит к καταλύειν — разрушение) — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий. +-катализатор - ингибитор Реакционная способность, характеристика химической активности веществ, учитывающая как разнообразие реакций, возможных для данного вещества, так и их скорость. Например, благородные металлы (Au, Pt) и инертные газы (Не, Ar, Kr, Xe) химически инертны, т. е. у них низкая Р. с.; щелочные металлы (Li, Na, К, Cs) и галогены (F, Cl, Вг, I) химически активны, т. е. обладают высокой Р. с.принцип ле-шателье: если на систему оказывать взаимодействие,то равновесие сместиться в направлении.что оказанное воздействие уменьшиться. Кроме катализатора на скорость реакции влияют температура,давление.концентрация и природа в-ва

31 развитие представлений о строении мира

Геоцентрическая система мира (Птолемей 1 век) существовавшее в древности представление, согласно которому Земля неподвижно покоится в центре мира, а все небесные светила движутся вокруг неё.

Гелиоцентрическая система мира (коперник16 век) Гелиоцентрическая система мира — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Противоположность геоцентрической системе мира. Возникло в античности, но получило широкое распространение с конца эпохи Возрождения. В этой системе Земля предполагается обращающейся вокруг Солнца за один звёздный год и вокруг своей оси за одни звёздные сутки. Следствием второго движения является видимое вращение небесной сферы, первого — перемещение Солнца среди звёзд по эклиптике. Солнце считается неподвижным относительно звёзд.

Современные модели (модель стационарной вселенной эйнштейн1917-вселенная не изменяется со временем, но не подтверждена) (модель нестационарной вселенной Фридман 1922-1924доказал, что вселенная расширяется и сжимается,но не доказано с помощью наблюдения)

· Модель расширяющейся вселенной (красное смещение Хаббл 1928-29 из этого наблюдения следует, что длина волны излучения, испускаемого звездами др. галактик увеличивается, те. Смещается в сторону красного цвета, объект испускаемый свет удаляется от Земли. релятивистская теория тяготения Эйнштейн 20 век)

· Модель пульсирующей вселенной(релятивистская теория тяготения Эйнштейн 20 век) Модель горячей вселенной Гамов (реликтовое излучение Пезиас Вильсон 1964, попытка подтверждения на ускорителе частиц 2008) ТЕОРИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА

· Инфляционная модель(Густ и Гинзбург 2000) ТЕОРИЯ ВЕЛИКОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ. гипотеза о физическом состоянии и законе расширения Вселенной на ранней стадии Большого взрыва (при температуре выше 1028 K), предполагающая период ускоренного по сравнению со стандартной моделью горячей Вселенной расширения.

Космология-наука.раздел астрономии, изуч. Происхождение и эволюцию вселенной,как единого целого

32 модель расширяющейся вселенной

наиболее общепринятой в космологии является модель однородной изотропной нестационарной горячей расширяющейся Вселенной, построенная на основе общей теории относительности и релятивистской теории тяготения, созданной Альбертом Эйнштейном в 1916 году. В основе этой модели лежат два предположения:

1) свойства Вселенной одинаковы во всех ее точках (однородность) и направления (изотропность);

2) наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна. Из этого следует так называемая кривизна пространства и связь кривизны с плотностью массы (энергии). Космология, основанная на этих постулатах, - релятивистская. Важным пунктом данной модели является ее нестационарность. Это определяется двумя постулатами теории относительности: 1) принципом относительности, гласящим, что во всех инерционных системах все законы сохраняются вне зависимости от того, с какими скоростями, равномерно и прямолинейно движутся эти системы друг относительно друга; 2) экспериментально подтвержденным постоянством скорости света. Составной частью модели расширяющейся Вселенной является представление о Большом Взрыве, происшедшем где-то примерно 12 -18 млрд. лет назад. «Вначале был взрыв. Не такой взрыв, который знаком нам на Земле и который начинается из определенного центра и затем распространяется, захватывая все больше и больше пространства, а взрыв, который произошел одновременно везде, заполнив с самого начала все пространство, причем каждая частица материи устремилась прочь от любой другой частицы»). Начальное состояние Вселенной (так называемая сингулярная точка): бесконечная плотность массы, бесконечная кривизна пространства и взрывное, замедляющееся со временем расширение при высокой температуре, при которой могла существовать только смесь элементарных частиц (включая фотоны и нейтрино). Горячесть начального состояния подтверждена открытием в 1965 году реликтового излучения фотонов и нейтрино, образовавшихся на ранней стадии расширения Вселенной.

33 модель горячей вселенной

Модель горячей вселенной космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, состоящей из элементарных частиц, и протекает при дальнейшем адиабатическом космологическом расширении. Впервые модель горячей вселенной рассматривалась в 1947 году Г. А. Гамовым. Наиболее существенное наблюдательное предсказание, вытекающее из модели горячей Вселенной — наличие реликтового излучения со спектром, очень близким к спектру абсолютно чёрного тела, возникшего в момент рекомбинации ионов (в основном, протонов) и электронов в нейтральные атомы. По его мнению, Вселенная начиналась при высокой температуре и высоком давлении с колоссального взрыва. Предполагалось, что вся материя Вселенной была сосредоточена в маленьком объекте-точке сингулярности. Условий, таких, какие присутствовали в этой точке, больше нет. Размер точки сингулярности был 10-12 см, давление составляло 1023 г/см, а температура была равна 1013 Ньютон. Точка сингулярности взорвалась 15-20 млн. лет назад. В момент взрыва образовались все известные элементарные частицы. После взрыва они превращались друг в друга, затем группировались ядра. Через 700 тыс. лет они усовершенствовались, а через 10 млрд. лет начали формироваться звезды, планеты и другие устойчивые материальные объекты. Благодаря тому, что частиц и античастиц было образовано неравное количество. Вселенная получила дальнейшее развитие.

34 возникновение и эволюция звезд

Звезды формируются в холодных протяженных облаках межзвездного газа и пыли. За счет гравит. Сжатия облака возникают сгустки вещ-ва – протозвёзды. Звезда сформировалась.если температура внутри нее достаточна для протекания термоядерных реакций. Выделяющ. В ходе данных реакций энергия разогревает газ,что не дает дальнейшему сжатию звезды. Зв. Находится в динамическом равновесии,при котором давление внешних слоев звездыуравновешивается давлением нагретого внутри газа

Звезды обладают светимостью. Они различаются по размеру, температуре (чем горячее – тем светлее, напр.: белые, голубые), могут образовывать структуры (двойные, тройные – вращаются вокруг на небольшом расстоянии друг от друга). Звездные скопления называются плеядами (стожарами).

Сырьем для звезд является межзвездный газ водород, который уплотняется и разогревается, из-за этого, температура в центре достигает 10-12 млн. градусов. Под воздействием подобной температуры осуществляется реакция термоядерного синтеза (одни ядра превращаются в другие). Все скопления вращаются.

Термоядерная реакция: водород под воздействием температуры превращается в гелий; выделяется колоссальная энергия; звезда вспыхивает и начинает светить; температура звезды повышается и водород выгорает, температура внутри составляет 150 млн. градусов; происходит гелиевая вспышка; начинается увеличение вещества звезды; внешние слои звезды остывают и звезда становится красной (стадия "красного гиганта"), далее гелий превращается в углерод; температура растет – звезда становится плотнее; если энергии синтеза не хватает, то звезда постепенно умирает.После того, как звезда становится плотнее, она начинает сжиматься и остывать (стадия "белого карлика"), затем гаснет (стадия "черного карлика"), труп погасшей звезды состоит из железа.

Если масса звезды больше, чем полторы массы Солнца, то наступает коллапс: все вещество звезды обрушивается вовнутрь, происходит взрыв сверхновой звезды и возникает жесткое излучение ("черная дыра"). Если масса звезды меньше, чем полторы массы Солнца, то такая звезда умирает (гаснет). Жесткое излучение при взрыве сверхновой звезды вблизи Земли может повлиять на жизнь Земли (по одной из версий, динозавры погибли из-за подобного взрыва).

Черные дыры-это объект колоссальной массы. Она поглощает все. Черная дыра является искривленной областью пространства, из нее не может проникать свет, она нематериальна. Черная дыра втягивает в свое пространство абсолютно все, но наружу не выпускает. Возможно, она является туннелем в другие пространства и области. Черная дыра возникает при взрыве сверхновой звезды. Сейчас вселенная состоит из протяженных косм. Тел (кометы астероиды планеты звезды) диффузной материи (газы водород гелийи косм. пыли) и реликтового излучения. Звёзды бывают разных размеров. Самые большие - сверхгиганты, а самые маленькие - белые карлики. Чем больше звезда, тем она массивнее, горячее и ярче светит, а это значит, что она быстрее расходует свой запас водорода. Можно предположить, что жизнь такой звезды совсем не продолжительна, всего несколько миллионов лет. У маленьких звёзд совсем все наоборот, их время существования может растянуться даже на десятки миллиардов лет. Это говорит о том, что продолжительность жизни звезды на прямую зависит от её массы. Например, наше Солнце. Оно является звездой среднего размера и продолжительность её жизни 10 миллиардов лет, из которых пять миллиардов оно уже прожило. Есть много способов узнать продолжительность жизни звезды. Самые распространённые из них следующие. Первый - это её цвет. Самые горячие и яркие звезды имеют бело-синий оттенок, продолжительность жизни таких звёзд невелик. Самые холодные и тусклые звёзды имеют красный цвет и продолжительность их жизни очень велика. Второй способ - сравнить их абсолютную звёздную величину. Чем больше звёздная величина, тем ярче звезда светит и тем она меньше живёт. А чем меньше звёздная величина, тем звезда тусклее и тем она дольше живёт. И, наконец, третий способ - это определение их спектрального класса. Звёзды класса "О" самые крупные и яркие, а значит и живут мало. А звёзды класса "М" самые тусклые и маленькие - живут очень долго.

35 происхождение и особенности солнечной системы

Солнечная система - это система космических тел, включающая, помимо центрального светила — Солнца — девять больших планет, обращающихся вокруг него, их спутники, множество малых планет, кометы, мелкие метеорные тела и космическую пыль, движущиеся в области преобладающего гравитационного действия Солнца. Образовалась Солнечная система около 4,6 млрд. лет назад из холодного газопылевого облака.

Космогоническая гипотеза – теория образования тел Солнечной системы в результате конденсации околосолнечного газово-пылевого облака.

Строение СС: большие планеты, движущиеся вокруг Солнца, образуют плоскую подсистему и разделяются на две заметно различающиеся группы. В одну из них, внутреннюю (или земную), входят Меркурий, Венера, Земля и Марс (эти планеты находятся ближе к Солнцу). К внешней группе, которую составляют планеты-гиганты, относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (эти планеты похожи на Солнце). Девятую планету, Плутон (это захваченное гравитацией тело), обычно рассматривают обособленно, так как по своим физическим характеристикам она заметно отличается от планет внешней группы. Плутон – самая дальняя от Солнца планета, маленькая, плотная, имеет другую орбиту – она вытянутая и лежит под углом, отсюда следует, что Плутон образовался не одновременно с планетами земной группы, а был захвачен. Все планеты Солнечной системы, помимо того, что они, подчиняясь притяжению Солнца, вращаются вокруг него, имеют и собственное вращение.

Между орбитами Земли и Юпитера движется несколько тысяч малых планет, или астероидов. Своеобразную группу малых тел образуют кометы. По размерам, форме и виду траекторий они значительно отличаются от больших планет и их спутников. Эти тела малы только по массе. "Хвост" крупной кометы по объему превосходит Солнце, в то время как масса может составлять лишь несколько тысяч тонн. Практически вся масса кометы сосредоточена в ее ядре, имеющем, по всей вероятности, размеры небольшого астероида. Ядро кометы состоит преимущественно из замерзших газов — метана, аммиака, водяного пара и углекислого газа — с вкраплениями метеорных частиц (из грязи и льда). Кометы появляются раз в 10-100 лет.

36 представления о возникновении Земли

Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: Период ранней Земли (4,6млрд лет назад) и геологический период развития Земли(3,9млрд лет назад)Около 3-3.5 млрд. лет назад в результате закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь, началось развитие биосферы. Совокупность всех населяющих ее живых организмов, так называемое живое вещество Земли, оказала значительное влияние на развитие атмосферы, гидросферы и осадочной оболочки. Новый фактор, оказывающий мощное влияние на биосферу - производственная деятельность человека, который появился на Земле менее 3 млн. лет назад. По современным космогоническим представлениям, Земля образовалась примерно 4.7 млрд. лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газового вещества. В результате дифференциации вещества, Земля, под действием своего гравитационного поля, в условиях разогрева земных недр возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки - геосферы: ядро (в центре), мантия, земная кора, гидросфера, атмосфера, магнитосфера. В составе Земли преобладает железо, кислород, кремний, магний. Земная кора, мантия и внутренняя чаять ядра твердые (внешняя часть ядра считается жидкой). От поверхности Земли к центру возрастают давление, плотность и температура. Основные типы земной коры - материковый и океанический, в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного строения. Атмосфера Земли состоит из воздуха - смеси в основном азота и кислорода, остальное-водяные пары, углекислый газ, а также инертные и другие газы. Образование Земли и начальный этап ее развития относятся к догеологической истории. Абсолютный возраст наиболее древних горных пород составляет свыше 3.5 млрд. лет. В 1 фазе(рождения 100млн лет н.) земля-холодное косм. Тело. В этот период приобретено 95% массы. 2 фаза(расплавления 4,6-4,2 млрд. л. Н.) за счет радиоактивного нагрева происходила хим. Дифференциация первичной земли,кот завершилась созд. Геооболочек. 3 фаза (Лунная 4,2-3,8 млрд. л.н) остывание от 1000 до 100 градусов. Формирование хим сост и рельефа поверхности коры в рез-те движения литосферных плит

37 иерархия космических структур

Звезды-обьединения звезд-галактики-скопления галактик-вселенная

Звезла-тело.в кот. Идут.шли и будут идти термоядерные реакции

Галактика-стационарные гравитационно-связанные системы. Сост из звезд.газа и пыли. Галактики разделены друг от друга миллионами световых лет. число звезд в галактиках10 в 11-12

38 Концепции зарождения жизни на земле

Креационизм – божественное сотворение живого; Согласно креационизму, возникновение жизни на Земле не могло осуществиться естественным, объективным, закономерным образом; жизнь является следствием божественного творческого акта. Возникновение жизни относится к определенному событию в прошлом, которое можно вычислить. В 1650 г. архиепископ Ашер из Ирландии вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э., а в 9 часов утра 23 октября и человека. Это число он получил из анализа возрастов и родственных связей всех упоминаемых в Библии лиц. Однако к тому времени на ближнем Востоке уже была развитая цивилизация, что доказано археологическими изысканиями. Впрочем, вопрос сотворения мира и человека не закрыт, поскольку толковать тексты Библии можно по-разному

концепция многократного самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни из неживого вещества (ее придерживался еще Аристотель, который считал, что живое может возникать и в результате разложения почвы); еория спонтанного зарождения жизни возникла в Вавилоне, Египте и Китае как альтернатива креационизму. В ее основе лежит понятие о том, что под влиянием естественных факторов живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического. Она восходит к Эмпедоклу и Аристотелю: определенные «частицы» вещества содержат некое «альтернативное начало», которое при определенных условиях может создать живой организм. Аристотель считал, что активное начало есть в оплодотворенном яйце, солнечном свете, гниющем мясе. У Демокрита начало жизни было в иле, у Фалеса – в воде, у Анаксагора – в воздухе.

концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда; Сторонники теории вечного существования жизни считают, что на вечно существующей Земле некоторые виды вынуждены были вымереть или резко изменить численность в тех или иных местах планеты из-за изменения внешних условий. Четкой концепции на этом пути не выработано, поскольку в палеонтологической летописи Земли есть некоторые разрывы и неясности. С идеей вечного существования жизни во Вселенной связана и следующая группа гипотез.

концепция панспермии – внеземного происхождения жизни; еория панспермии (гипотеза о возможности переноса Жизни во Вселенной с одного космического тела на другие) не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни и переносит проблему в другое место Вселенной. Либих считал, что «атмосферы небесных тел, а также вращающихся космических туманностей можно считать как вековечные хранилища оживленной формы, как вечные плантации органических зародышей», откуда жизнь рассеивается в виде этих зародышей во Вселенной.

концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам. В настоящее время наиболее, широкое признание получила гипотеза о происхождении жизни на Земле, сформулированная советским ученым акад. А. И. Опариным и английским ученым Дж. Холдейном. Эта гипотеза исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путем длительной абиогенной (небиологической) молекулярной эволюции. Теория А. И. Опарина представляет собой обобщение убедительных доказательств возникновения жизни на Земле в результате закономерного процесса перехода химической формы движения материи в биологическую

39. современные представления о происхождении жизни на земле

Возникновение жизни или абиогенез — процесс превращения неживой природы в живую.

В узком смысле слова под абиогенезом понимают образование органических соединений, распространённых в живой природе, вне организма без участия ферментов. Альтернативой абиогенеза в этом смысле является панспермия. Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путём случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения — внутри коацервата и в поколениях — единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур. Однако, было показано, что первые коацерваты могли образоваться самопроизвольно из липидов, синтезированных абиогенным путем, и они могли вступить в симбиоз с «живыми растворами» — колониями самовоспроизводящихся молекул РНК, среди которых были и рибозимы, катализирующие синтез липидов, а такое сообщество уже можно назвать организмом

40естественнонаучное понятие жизни

1) живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой, причем уровень нх организации значительно выше, чем неживых систем (сложных систем);

2) живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности, при этом большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию (открытые термодинамические системы);

3) живые организмы активно реагируют на окружающую среду, причем способность реагировать на внешние раздражители универсальное свойство всех живых существ, как растении, так и животных (саморегуляция),

4) живые организмы способны не только изменяться, но и усложняться; они могут создавать новые органы, отличающиеся от породивших их структур (теорема Пригожина),

5) живые организмы способны к самовоспроизведению;

6) живые организмы способны передавать потомкам заложенную в них информацию, содержащуюся в генах - единицах наследственности; в процессе передачи эта информация может видоизменяться и искажаться, что и предопределяет изменчивость живого,

7) живые организмы способны приспосабливаться к среде обитания и своему образу жизни (самоадаптация, гомеостаз)

41 структурные уровни организации живой материи

иерархически соподчиненные уровни организации биосистем, отражающие уровни их усложнения. Чаще всего выделяют шесть основных структурных уровней жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный. В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня.

Молекулярно-генетический уровень(молекулы ДНК,рнк, белки) онтогенетический уровень(клетка-ткани-органы-организмы особи) надорганизменный уровень(популяциявид- биоценоз сообщества- биогеоценоз экосистема-биосфера)

42 концепции эволюции жизни

Ламаркизм- первое целостное учение об эволюционном развитии живой природы, основные идеи которого были изложены Ж. Б. Ламарком в "Философии зоологии" (1809).организмы изменчивы,виды условны и постепенно преобразуются в новые виды, животному присущи стремление к совершенствованию, изменения, приобретенные в жизни передаюся по наследству, организм как элементарная единица эволюции. +- развитие эволюционных идей характеризуется формированием исторического подхода к обьяснению целесообразности живого - - несостоятельность идеи о наследовании приобретенных признаков, обращение к сверхьестественным силам,опр. Способность организма к целесообразным изменениям.

Дарвинизм- эвол. Учение. 1859 г.Изменчивость-неотьемл. Св-во живого, борьба за сущеста- виды организмов имеют тенденцию к размножению в геом. Прогрессии.а выживает и достигает зрелости лишь малая часть, ЕО-природная среда производит эволюцию видов путем сохранения наиб. Приспособл. К измен. Усл. Особей. Вид-элемент ед эволюции +- новое мировоззрение на природные обьяснение многообр видов жизни без вмеш. Творч. Силы, установл факторы эволюции: изменчивость,наследств, ео. - - доработка в связи с кризисом «кошмар дженкина»

Антидарвинизм 19-20век-эвол видов.вызывается мутациями наследственного в-ва организмов(генов)

Мутации,как резкие качественные изменения генов происходят самопроизвольно. Приспособление не в рез-то отбора, а в-те единичной, случайнооказавшейся полезной мутацией. Необходимость процесса отбора как гл причины эволюции исключается. +- заложены осн понятия генетики, эвол. Преобразования стали связываться с изменчивостью и наследственностью – односторонний подход к раскрытию механизма эвол преобразований

Генетика- наука о закономерностях насл и изм1903; наслед- св орган передавать св-ва и особенности поколению; изменч-способность орг приобретать новые признаки и св-ва; ген- мат. Носитель наследств. Инф(единица наследственности); генотип-наслед основа организма, как совокупность генов,находящихся в хромосомах; фенотип-совокупность всех признаков и свойств организма;мутация-скачкообр изменения наследственных или др признаков

43Синтетическая теория эволюции

синтетическая теория эволюции — продукт синтеза дарвинизма и теории наследственности и изменчивости.

современный дарвинизм — возникла в начале 40-х годов XX в. Она представляет собой учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма. Термин «синтетическая» идет от названия книги известного английского эволюциониста Дж. Хаксли «Эволюция: современный синтез» (1942). В разработку синтетической теории эволюции внесли вклад многие ученые.

Основные положения синтетической теории эволюции в общих чертах можно выразить следующим образом:

1.Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.

2.Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

3. Наименьшей единицей эволюции является популяция.

4.Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов.

5.Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

6. Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций.

7.Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями («поток генов»),

8.Макроэволюция на более высоком уровне, чем вид (род, семейство, отряд, класс и др.), идет путем микроэволюции. Согласно синтетической теории эволюции, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции. Иными словами, для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.

9.Любой реальный (а не сборный) таксон имеет монофилети-ческое происхождение.

10. Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

44 этапы становления человека

Антропогенез – наука, которая изучает основные этапы эволюции человека. Всем людям на земле интересно свое происхождение, но однозначного ответа про предков человека не даст ни один ученый.

признаки	австралопитек	Человек умелый	прямоходящий	неандерталец	разумный
возраст	6-2 млн	3-2млн	2-200тыс	400-200тыс	100-15тыс
Обьем мозга куб	550-60		700-1200
Образ жизни	стадность	кооперирование	Общественный образ. Примитивная речь	Коллективная деятельность,забота.лепет	Абстрактное мышление,речь.наука.искусство
распространенность	африка	африка	Африка. Европа.азия	Европа азия	Все континенты
Сталия антропогенеза	От ветви гоинид	прегоминидная	Древнейшие люди	Древние люди	Совр. люди

45 сходство и различие между человеком и животным

Признаки человека:

Прямохождение

Лишена волосяного покрова большая часть организма

Развитие рук.способность изготавивать орудия труда

Производить ор. Труда для сознательного воздействия на мир

Чтенораздельная речь

Развитие мозга, переход от инстинкта к сознанию

Феномены-труд.мышление.язык

46Единство биологического и социального в человеке

человек – биосоциальное существо, т.е он дуален. Рождается человек индивидом, а личностью он становиться в процессе развития (умственного, морального, духовного, эстетического и пр.)

признаки человека:

Прямохождение

Лишена волосяного покрова большая часть организма

К социальным признакам человека относятся:

Развитие рук.способность изготавивать орудия труда

Производить ор. Труда для сознательного воздействия на мир

Чтенораздельная речь

Развитие мозга, переход от инстинкта к сознанию

Феномены-труд.мышление.язык

47 Биосфера земли

Биосфера— оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосферу слагают следующие типы веществ[2]:

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6×1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной всей биосферы (ок. 3×1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения. Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

48 учение Вернадского о ноосфере

Ноосфера – сфера разума. Ноосфера - высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. По этому поводу В. И. Вернадский (1965, с. 328) писал: «Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупной геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше». Он также отмечал, что человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее не может, его существование есть ее функция, которую он несет с собой всюду, неизбежно изменяя ее. Сам В. И. Вернадский видел противоречивость отдельных положений концепции о ноосфере, как идей, охватывающих наиболее острые проблемы человечества и его будущего. По мнению некоторых ученых, еще рано говорить о «сфере разума», или, в крайнем случае, о самых начальных стадиях развития ноосферы, о чем свидетельствуют многие глобальные экологические проблемы (парниковый эффект, кислотные дожди, обезлесивание, опустынивание и др.). Вероятно, ноосферное развитие — это разумно управляемое соразвитие человека, общества и природы, при котором удовлетворение жизненных потребностей населения осуществляется без ущерба интересов будущих поколений. Одна древняя индийская мудрость дополняет эту мысль словами: «Природа — это не то, что мы получили в наследство от предков, а то, что мы взяли взаймы у потомков». Современная цивилизация сможет выжить, если будет действовать как единый разумный механизм, не нарушающий равновесия в биосфере, основываясь на коллективном разуме и воле

49 экологический аспект естествознания

Экология- наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Современная экология относится к тому типу наук, которые возникли на стыке многих научных направлений. Она отражает как глобальность современных задач, стоящих перед человечеством, так и различные формы интеграции методов направлений и научного поиска. Превращение экологии из сугубо биологической дисциплины в отрасль знания, включившую также общественные и технические науки, в сферу деятельности, основанную на решении ряда сложнейших политических, идеологических, экономических, этических и других вопросов, обусловило ей значительное место в современной жизни, сделало ее своеобразным узлом, в котором объединяются различные направления науки и человеческой практики. Экология, на мой взгляд, все больше становится одной из наук о человеке и интересует многие научные направления. И хотя этот процесс еще весьма далек от завершения, его основные тенденции уже достаточно отчетливо просматриваются в наше время. В центре внимания современного человечества стоят проблемы взаимодействия человека с окружающей природной средой, экологической устойчивости планеты. Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени. Первый экологический кризис относится к изменению среды обитания живых существ. Предантропогенный 3млнлн наступление засухи- прямоходящие антропоиды

Обьединение ресурсов собирательства и промысла для человека 30-50тыслн-недостаток ресурсов-выжигание растительности для обновления экосисте

Перепромысел крупных животных кризис коммунистов-10-50тыслн-уничтожение животных-переход к земледелию.скотовод.

Поливное земледелие-1,52 тыслн-полив.истощение и засоление почв-переход к неполивному богарному земледелию

Недостаток раст. Рес. Продовольствия-150-250лн-истощительное землепользование- пром революц новые технологии в сх

Глобальное загрязнение среды и угроза истощения ресурсов-30-50лн наст время-истощит. Природопользование.многоотходные технологии- энергосберег. Техн. Безотходн. Пр-во поиск решений

Глоб тепл загр.-начался-выделение тепла, парниковый эффект-огранич. Исп эн.предотвр. парн. Эф

Глобальн исчерп надежн. Эк. Сист.-первые признаки-нарушение эк. Равновес в мш планеты-приоритет эк. Ценностей перед другими

50 мир.как единое целое

Рассматривать мир в системе. Мир как система основополагающих фундаментальных наук

Физика- квантовая теория поля, квант мех. Релятивистская физика. Классическая физика

Космология: классические модедели. Релятивистские модели, модель расширяется. Модель горяч вселенной. Инфляционная модель вселенной

Химия6 классическая химия. Квантовая химия. Эволюционная химия

Геология: классическая геолог., неклассическая геол.

Биология: класс. Биол,. Генетика, молекулярно-генетич. Биология

51 особенности современной естественнонаучной КМ

Принципы:

1. системность закл. В проявлении у целостного объекта новых свойств,возникающих в результ. Взаимодействия отдельных элементов. Атрибуты:целостность, структурность,иерархичность, взаимосвязь системы и среды (Эл.част-атомы-молекулы-клетки-организмы)

2. глобадьный эволюционизм. Признание невозможности существования вселенной и её подсистем вне развития (эволюция клетки.земли,звезд)

3. Самоорганизация. Способность материи к самоусложнению и созданию всё более упорядоченных структур в процессе развития (антропогенез)

4. историчность. Незавершенность нкм в связи с изменением стр-ры мира в процессе ист. Развития, а так же совершенствованием принципов и методов его познания(смена мех км на релятивистскую)

52 Современное естествознание о будущем Земли и человечества

Сценарии буд развития природных и соц систем:

1 уничтожение планетарной системы, в тч планеты земля, всвязи с превращением солнца в красный гигант-бел карлик –черный карлик

2 столкновение с астероидом или др телом

3 гибель биосферы всвязи с применением оружия массового поражения\

4трансформ биосферы с гибелью человечества,как мысл. Сущ-ва

5мутация человечества, сообщество нового вида\

6балансировка между сознательным и разрушительным вариантом развития ноосферы с соблюдением нарушаемого равновесиямеж природн и соц системами

7 гармонизация отношений меж обществом и природой

Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10—8 до 10—16 см, а время жизни — от бесконечности до 10-24 с.

Дата добавления: 2015-07-08