Реферат: Основы естествознания
1. Предмет и целиестествознания
Естествознание — системанаук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое.Естествознание — одна из трёх основных областей научного знания о природе,обществе и мышлении; теоретическая основа промышленной и с.-х. техники имедицины; естественнонаучный фундамент философского материализма идиалектического понимания природы.
Предмет Естествознание — различные формы движения материи в природе: их материальные носители(субстрат), образующие лестницу последовательных уровней структурнойорганизации материи; их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис; основныеформы всякого бытия — пространство и время; закономерная связь явлений природыкак общего характера, охватывающая ряд форм движения, так и специфического характера,касающаяся лишь отдельных сторон тех или иных форм движения, их субстрата иструктуры.
Цели Естествознание — двоякие: 1) находить сущность явлений природы, их законы и на этой основепредвидеть или создавать новые явления и 2) раскрывать возможностьиспользования на практике познанных законов, сил и веществ природы. Можносказать: познание истины (законов природы) — непосредственная или ближайшаяцель Естествознание, содействие их практическому использованию — конечная цельЕстествознание
2. Наука как процесспознания
Главнoe назначениенаучной деятельности — получение знаний о реальности. Человечество накапливаетих уже давно. Однако большая часть современного знания получена всего лишь задва последних столетия. Такая неравномерность обусловлена тем" что именнов этот период в науке были раскрыты ее многочисленные возможности. Висторическом масштабе наука — сравнительно молодое социальное образование. Ейне более 2,5 тыс. лет. И хотя вопрос о точной дате рождения науки, как было ужеотмечено, является дискуссионным, все же достаточно определенную границу междунаукой и «преднаукой» провести можно. А позволяют это сделать многиеявно выраженные особенности научного знания. Которые и дают историческое«свидетельство о рождении» науки.
3. Этапы развитияестествознания
Уже в Древней Греции вV—III вв. до н. э. наряду с философскими концепциями мироздания сталиформироваться такие науки, как астрономия, математика (арифметика и геометрия впервую очередь), география, медицина, история.
Первая историческая формафилософского знания — натурфилософия, или философия природы, — сыгралазначительную роль в становлении биологической науки. Благодаряматериалистическому взгляду на природу, позволившему обобщить результатычеловеческой практики, натурфилософия представляла собой целостное учение обокружающем мире, едином в своей сущности.
Первые материалистическиеучения древности связаны с именами Фалеса, Анаксимандра, Анаксимена.
Древнегреческий философФалес из Милета, живший в 640—564 до н. э., считал, что первоначалом всех вещейявляется вода и все произошедшее от нее наделено свойствами жизни, одушевлено.Мир, по его представлениям, возник из воды.
В IV—III вв. до н. э.формируются идеалистические представления. Выдающийся древнегреческий ученыйПлатон (428—348 до н. э.) создал учение о том, что все компоненты Вселеннойупорядочил Бог. Он рассматривал материю как проекцию мира идей. Для того чтобыматерия, по Платону, превратилась в реальность, в ней должна воплотитьсякакая-нибудь идея.
В Средневековье и эпохуВозрождения господствующей философией в была религия. Природа понималась какрезультат божественного творения.
К XV—XVI вв. фактическизаканчивается история средневековой философии и наступает так называемая эпохаВозрождения, в которой наблюдается обращение не только к проблемам человека, нои к развивающемуся естествознанию, заново осмысливаются космогоническиепроблемы. Становление теоретического естествознания, основанного наэкспериментах и наблюдениях, начинается с XVII в. В XVII—XIX вв. бурно развиваютсяматематика, астрономия, биология, другие естественные и гуманитарные науки, врасцвете находится натурфилософия. В XVIII в. большое значение приобретаетдинамическая концепция материи как формы проявления активной энергии, вложеннойБогом в момент создания мира, разработанная И. Кантом (1724—1804). Во второйполовине XVIII в. во Франции появляется новое течение, названное впоследствиифранцузским материализмом, представители которого — выдающиеся ученые Дидро,Д'Аламбер, Лаплас — развили цельное понимание природы как движущейся материи,вечной во времени и бесконечной в пространстве, находящейся в постоянномсаморазвитии в виде круговоротов и закономерно порождающей жизнь и разум напланетах, где для этого существуют благоприятные условия.
4. Революции вестествознании и их значение
Существует три основныхреволюции в естествознании: аристотелевская, ньютоновская и эйнштейновская.Однако, следует отказаться от наивных и предвзятых представлений о них какпроцессах, связанных с ликвидацией прежнего знания, с отказом отпреемственности в развитии науки и прежде всего ранее накопленного ипроверенного эмпирического материала, а признать и принять весьма актуальный всвязи с существующей проблемой «радикальных прорывов» в науке принципсоответствия Н. Бора, который гласит, что ни одна новая теория не отрицаетначисто предыдущую, а вбирает ее в себя на правах частного случая.
Начало естествознаниясчитается с XVII столетия, что привело к коренным преобразованиям образа жизничеловека. В XII в., когда в научном обиходе стало использоваться все научноенаследие Аристотеля. Тогда, естественно, наука столкнулась с теологией и пришлас ней в противоречие. Разрешением этого противоречия стала концепциядвойственности истины. Но даже в этих обстоятельствах еще очень долгое времявсе опытное знание и выводы, полученные из него методом дедукции, признавалисьлишь вероятными, обладающими только относительной, но не абсолютнойдостоверностью. В тех условиях религиозная картина мира представлялась болееочевидной по сравнению с философско-научной.
5. Научные картинымира
Научная картина мира(НКМ) — (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая формасистематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтезразличных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общихсвойствах и закономерностях объективного мира, научная картина мира существуеткак сложная структура, включающая в себя в качестве составных частейобщенаучную картину мира и картины мира отдельных наук (физическая,биологическая, геологическая и т. п.). Картины мира отдельных наук, в своюочередь, включают в себя соответствующие многочисленные концепции —определённые способы понимания и трактовки каких-либо предметов, явлений ипроцессов объективного мира, существующие в каждой отдельной науке.
6. Понятия культурыи науки
Культура — областьчеловеческой деятельности, связанная с самовыражением (культ, подражание)человека, проявлением его субъектности (субъективности, характера, навыков,умения и знаний). Именно поэтому всякая культура имеет дополнительныехарактеристики, т.к. связана как с творчеством человека, так и повседневнойпрактикой, коммуникацией, отражением, обобщением и его повседневной жизнью.Культура является маркером и основой цивилизаций и предметом изучениякультурологии. Культура не имеет количественных критериев в численномвыражении. Доминанты или признаки являются достаточными для отражения признаковкультуры.
Нау́ка — особый видпознавательной деятельности, направленной на получение, уточнение ипроизводство объективных, системно-организованных и обоснованных знаний оприроде, обществе и мышлении. Основой этой деятельности является сбор научныхфактов, их постоянное обновление и систематизация, критический анализ и, наэтой базе, синтез новых научных знаний или обобщений, которые не толькоописывают наблюдаемые природные или общественные явления, но и позволяютпостроить причинно-следственные связи и, как следствие — прогнозировать.
7. Структураестественнонаучного познания
Различают два уровнянаучного познания: эмпирический и теоретический. Одни общенаучные методыприменяются только на эмпирическом уровне (наблюдение, эксперимент, измерение);другие — только на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые(например моделирование) — как на эмпирическом, так и на теоретическом.
Эмпирический уровеньнаучного познания характеризуется непосредственным исследованием реальносуществующих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уровне осуществляетсяпроцесс накопления информации об исследуемых объектах (путем измерения,экспериментов) здесь происходит первичная систематизация полученных знаний (ввиде таблиц, схем, графиков).
Теоретический уровеньнаучного исследования осуществляется на рациональной (логической) ступенипознания. На данном уровне происходит выявление наиболее глубоких, существенныхсторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям.Результатом теоретического познания становятся гипотезы, теории, законы.
Однако эмпирические итеоретические уровни познания взаимосвязаны между собой. Эмпирический уровеньвыступает в качестве основы, фундамента теоретического.
8. Понятия метода иметодологии
Методоло́гия — учение о системе понятий и их отношений, — система базисных принципов, методов,методик, способов и средств их реализации в организации и построениинаучно-практической деятельности людей.
Ме́тод —систематизированная совокупность шагов, действий, которые необходимопредпринять, чтобы решить определенную задачу или достичь определенной цели. Вотличие от области знаний или исследований, является авторским, то естьсозданным конкретной персоной или группой персон, научной или практическойшколой.
9. Уровни и формынаучного познания
Научное познаниеотличается от обыденного системностью и последовательностью как в процессепоиска новых знаний, так и при упорядочении всего найденного, наличного знания.Каждый последующий шаг в науке опирается на шаг предыдущий, каждое новоеоткрытие получает свое обоснование, когда становится элементом определенной системы.Чаще всего такой системой служит теория как наиболее развитая формарационального знания.
В отличие от научногообыденное знание имеет разрозненный, случайный и неорганизованный характер, вкотором преобладают не связанные друг с другом отдельные факты либо ихпростейшие индуктивные обобщения. Важнейшие методы научного познания:
1. восхождения огабстрактного к конкретному. Процесс научного познания всегда связан с переходомот предельно простых понятий к более сложным — конкретным. Поэтому процедуру построенияпонятий, все более соответствующих действительным, называют методом;
2. моделирования ипринцип системности. Состоит в том, что объект, недоступный непосредственномуисследованию заменяется его моделью. Модель обладает схожестью с объектом в свойствах,интересующих исследователя;
3. эксперимент инаблюдение. В ходе эксперимента наблюдатель искусственно изолирует рядхарактеристик исследуемой системы и изучает их зависимость от другихпараметров.
Научные обобщения частоиспользуют ряд особых логических приемов:
1. универсализации,который состоит в том, что общие моменты и свойства наблюдаемые в ограниченноммножестве экспериментов, распространяются на все возможные случаи;
2. идеализации, состоящийв том, что указываются условия, при которых описываемые в законах процессыпроисходят в чистом виде, т.е. так, как в самой действительности онипроисходить не могут;
3. концептуализации,состоящий в том, что в формулировку законов вводятся понятия, заимствованные издругих теорий, и получивщие в них достаточно точный смысл и значение.
10. Высший уровень первобытногосознания – мифология
Мифологическиепредставления существовали на определённых стадиях развития практически у всехнародов мира. Время происхождения мифологических образов не поддаётся определению,их образование неразрывно связано с происхождением языка и сознания. Главнаязадача мифа заключается в том, чтобы задать образцы, модели для всякого важногодействия, совершаемого человеком, миф служит для ритуализации повседневности,давая возможность человеку обрести смысл в жизни.
По версиям сторонниковтеории палеоконтактов, мифы — эта история, реально происходившие события.Современным примером такого значения слова «миф» является «культкарго». Поэтому они предлагают религии и науке по-новому взглянуть намифологию. В качестве примеров они приводят описания странных явлений, напримериз Библии, и дают им новые объяснения, используя современные знания о науке,терминологию.
11. Значение появлениямагии для первобытного человека
Магия, как одна из формпервобытных верований появляется на заре существования человечества. Восприятиееё в отрыве от иных первобытных верований невозможно — все они были тесносвязаны между собой.
В ранних формах социумамагия ещё не была отделена от прочих верований, так же как ещё не существуетспециальных «должностей» мага, шамана или жреца. Каждый член племени,в меру необходимости и своего понимания занимается собственной магическойпрактикой: просит духов или животное-тотем о помощи на охоте, поклоняетсяпредметам, приносящим удачу и т. п. Важнейшее значение имели групповыедействия, необходимые всему племени, в первую очередь связанные с обрядамиперехода (роды, инициация, свадьба, похороны) и охотой. Развитие культуры ивыделение особой социокультурной роли служителей культа (шаманов, жрецов иколдунов) постепенно приводят к превращению магии из общедоступных практик в «элитарнуюдисциплину» — что, однако, не мешает сохранению огромного количествапростых народных магических обрядов, доступных любому человеку.
Необходимо так жеучитывать, что это разделение весьма условно, и часто разница между шаманом,колдуном и знахарем весьма условна. Развитие жречества, в свою очередь, тесносвязано с развитием политеизма, формированием культов отдельных божеств.
В политеистическийпериод, с уходом шаманизма, магические практики становятся одним из основныхзанятий жречества.
12. Историческоеразвитие письменности и ее значение для развития человечества
Современная письменностьпрошла достаточно длительный период становления. Можно выделить следующие этапыеё формирования:
*Предметное письмо
Изначально люди необладали никакой письменностью, пытались передавать информацию при помощиразличных предметов. Известными историческими примерами предметного письматакже являются вампум (ирокезское письмо, представленное разноцветнымиракушками, нанизанными на веревку) и кипу (перуанское письмо, в котороминформация передавалась цветом и количеством узелков на веревках).
* Пиктографическое письмо
Следующим этапом на путиформирования письменности стало письмо на основе изображений. Сущностьпиктографического письма заключается в том, что с помощью определенного знакавыражается некоторое понятие.
* Иероглифическое письмо
В иероглифическом письмезачастую трудно различить исходное изображение, лежащее в его основе. Виероглифах появляются типичные конструктивные элементы, повторяющиеся в разныхзнаках. Тем не менее, иероглифическое письмо по-прежнему сохраняло существенныйнедостаток: оно не имело никакой связи с произношением слова
* Слоговое письмо
Наиболее известнымислоговыми письменностями являются клинописные (древнеперсидская, аккадская идругие наследники шумерского письма), западносемитские (финикийская, арабская идругие наследники древнеегипетской иероглифики) и японские слоговые системы(катакана и хирагана). Финикийское письмо сыграло в жизни человечества оченьважную роль. Именно оно легло в основу греческого письма, от которого произошлилатиница и кириллица, а соответственно, и большинство современныхписьменностей.
* Алфавитное письмо
13. Развитиеестествознания в эпоху Средневековья
В средневековом сознаниидоминировали ценностно-эмоциональные отношения к миру надпознавательно-рациональными. Именно поэтому точкой отсчёта в духовном освоениимира выступали ценностные противоположности — добро и зло, небесное и земное,божественное и человеческое, святое и грешное и др. Стержнем средневековогосознания выступало религиозное мировоззрение, в котором истолкование всехявлений природы и общества, их оценка, а также регламентация поведения человекаобосновываются ссылкой на сверхъестественные силы. Представление осверхъестественных силах было порождено как практическим бессилием человекаперед природой (неразвитость производительных сил, сельскохозяйственный иремесленный характер производства), так и стихийным характеромсоциально-классовых процессов, процессов общения (социальный гнёт, социальнаянесправедливость, непредсказуемость жизненных ситуаций и др.).
Для средневековогочеловека природа — это мир вещей, за которыми надо стремиться видеть лишьсимволы Бога. Поэтому и познавательный аспект средневекового сознания былнаправлен не на выявление объективных свойств предметов зримого мира, а наосмысление их символических значений, то есть их отношения к Божеству.Познавательная деятельность была по преимуществу толковательной, оценочной,опиралась на иерархизированную и субординированную систему ценностей,ценностное сознание.
Таким образом,средневековое сознание не ориентировано на выявление объективныхзакономерностей природы. Его главная функция — сохранение ценностногоравновесия человека и мира, субъекта и объекта.
14. Мегамир:современные астрофизические и космологические концепции
Мегамир, или космос,современная наука рассматривает как взаимодействующую и развивающуюся системувсех небесных тел. Мегамир имеет системную организацию в форме планет ипланетных систем, возникающих вокруг звезд; звезд и звездных систем — галактик;системы галактик — Метагалактики. Материя во Вселенной представленасконденсировавшимися космическими телами и диффузной материей. Диффузнаяматерия существует в виде разобщенных атомов и молекул, а также более плотныхобразований — гигантских" облаков пыли и газа — газово-пылевыхтуманностей. Значительную долю материи во Вселенной, наряду с диффузнымиобразованиями, занимает материя в виде излучения. Следовательно, космическоемежзвездное пространство никоим образом не пусто.
15. Модельрасширяющейся Вселенной
Модель расширяющейсяВселенной описывает сам факт расширения. В общем случае игнорируется, когда ипочему Вселенная начала расширяться, то есть теория Большого Взрыва — лишьчастный случай модели расширяющейся Вселенной. В основе большинства моделейрасширяющейся Вселенной лежит ОТО и её геометрический взгляд на природугравитации. Изотропно расширяющуюся среду удобно рассматривать в системекоординат, расширяющихся вместе с материей. Таким образом, расширение Вселеннойформально сводится к изменению масштабного фактора всей координатной сетки, вузлах которой «посажены» галактики. Такую систему координат называютсопутствующей. Начало же отсчёта обычно прикрепляют к наблюдателю.
Единой точки зрения,является ли Вселенная действительно бесконечной или конечной в пространстве иобъёме, не существует. Тем не менее, наблюдаемая Вселенная, включающая всеместоположения, которые могут воздействовать на нас с момента Большого Взрыва,конечна, поскольку конечна скорость света и существовал Большой Взрыв.
16. Рождение и этапыразвития Вселенной
Большое значение дляопределения возраста Вселенной имеет периодизация основных протекавших воВселенной процессов. В настоящее время принята следующая периодизация:
* Самая ранняя эпоха, окоторой существуют какие-либо теоретические предположения, это планковскоевремя (10−43 с после Большого взрыва). В это время гравитационноевзаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий. Посовременным представлениям, эта эпоха квантовой космологии продолжалась довремени порядка 10−11 с после Большого взрыва.
* Следующая эпохахарактеризуется рождением первоначальных частиц кварков и разделением видоввзаимодействий. Эта эпоха продолжалась до времён порядка 10−2 с послеБольшого взрыва. В настоящее время уже существуют возможности достаточноподробного физического описания процессов этого периода.
* Современная эпохастандартной космологии началась через 0,01 секунды после Большого взрыва ипродолжается до сих пор. В этот период образовались ядра первичных элементов,возникли звёзды, Галактики, Солнечная система, планеты, появилась жизнь наЗемле.
Важной вехой в историиразвития Вселенной в эту эпоху считается эра рекомбинации, когда материярасширяющейся Вселенной стала прозрачной для излучения. По современнымпредставлениям это произошло через 380 тыс. лет после Большого взрыва. Внастоящее время это излучение мы можем наблюдать в виде реликтового фона, чтоявляется важнейшим экспериментальным подтверждением существующих моделейВселенной.
естествознаниефилософский мифология письменность
17. ОбразованиеСолнечной системы
Согласно общепринятой в настоящеевремя гипотезе, формирование Солнечной системы началось около 4,6 млрд летназад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвёздногогазопылевого облака. Это начальное облако было, вероятно, размером в несколькосветовых лет и являлось прародителем для нескольких звёзд.
В процессегравитационного сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в силу законасохранения углового момента, росла скорость вращения облака. Центр, гдесобралась большая часть массы, становился всё более и более горячим, чемокружающий диск. Из-за вращения скорости сжатия облака параллельно иперпендикулярно оси вращения различались, что привело к уплощению облака иформированию характерного протопланетного диска диаметром примерно 200 а. е. игорячей, плотной протозвездой в центре. Полагают, что в этой точке эволюцииСолнце было звездой типа T Тельца. Изучение звёзд типа T Тельца показывают, чтоони часто сопровождаются протопланетными дисками с массами 0,001—0,1 солнечноймассы, с подавляющим процентом массы туманности, сосредоточеннымнепосредственно в звезде. Планеты сформировались аккрецией из этого диска.
В течение 50 млн летдавление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно большимидля начала термоядерной реакции. Температура, скорость реакции, давление иплотность увеличились, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие, степловой энергией, противостоящей силе гравитационного сжатия. На этом этапеСолнце стало полноценной звездой главной последовательности.
18. Рождение и эволюциязвезд
Звезда начинает своюжизнь как холодное разреженное облако межзвёздного газа, сжимающееся поддействием собственного тяготения. При сжатии энергия гравитации переходит втепло, и температура газовой глобулы возрастает. Когда температура в ядредостигает нескольких миллионов Кельвинов, начинаются термоядерные реакции, исжатие прекращается. Когда в центре звезды весь водород превратится в гелий,термоядерное горение водорода продолжается на периферии гелиевого ядра.
В этот период структуразвезды начинает заметно меняться. Её светимость растёт, внешние слоирасширяются, а внутренние, наоборот, сжимаются. И до поры до времени яркостьзвезды тоже понижается. Температура поверхности снижается — звезда становитсякрасным гигантом. На ветви гигантов звезда проводит значительно меньше времени,чем на главной последовательности. Когда масса её изотермического гелиевогоядра становится значительной, оно не выдерживает собственного веса и начинаетсжиматься; возрастающая при этом температура стимулирует термоядерноепревращение гелия в более тяжёлые элементы.
По прошествии от миллионадо десятков триллионов лет (в зависимости от начальной массы) звезда истощаетводородные ресурсы ядра. В больших и горячих звёздах это происходит гораздобыстрее, чем в маленьких и более холодных. Истощение запаса водорода приводит костановке термоядерных реакций.
То, что происходит вдальнейшем, вновь зависит от массы звезды.
19. Химия и ее роль вразвитии естественнонаучных знаний. Основные задачи химии
Хи́мия — одна из важнейшихи обширных областей естествознания, наука о веществах, их свойствах, строении ипревращениях, происходящих в результате химических реакций, а такжефундаментальных законах, которым эти превращения подчиняются. Поскольку всевещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способныформировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействиймежду атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий.
Предмет химии —химические элементы и их соединения, а также закономерности, которымподчиняются различные химические реакции. Химия имеет много общего с физикой,по сути граница между ними условна. Современная химия является одной из самыхобширных дисциплин среди всех естественных наук.
Цельлюбых научных исследований состоит в изучении законов природы для последующегоих использования в практической деятельности. Практическое применениехимической теории сводится к решению трех основных проблем:
1.Получения максимального количества вещества с заданными свойствами сминимальными затратами исходных веществ и энергии на осуществление процесса;
2.Получения максимального количества энергии (теплоты или электричества) длядальнейшего ее использования;
3.Осуществления всех химических процессов с оптимальной скоростью.
20. Микромир, макромир,мегамир
1. Микромир — мирпредельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственнаяразмерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни — отбесконечности до 10-24 с.
Основные структурныеэлементы: молекулы, атомы, элементарные частицы.
2. Макромир — мирмакрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта.Пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, авремя — в секундах, минутах, часах, годах.
Основные структурныеэлементы: тела на Земле, Земля и другие планеты, Звёзды, гравитационные иэлектромагнитные поля.
3. Мегамир — мир огромныхкосмических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световымигодами, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардамилет.
Основные структурныеэлементы: Галактики, гравитационные и электромагнитные поля.
21. Макромир.Физическая картина мира
Физическая картина мира вкачестве основы включает в себя обще-теоретическое физическое знание.
Естественно, что наразных этапах развития науки это знание по-разному интерпретировала внешний мирАнтичная, Ньютоновская и современные физические картины мира очень сильноразличаются по своей форме и внутреннему содержанию, и количественно, икачественно.
Схема физической картинымира связана со сменой представлений о материи: от атомистических,корпускулярных представлений о материи к полевым, континуальным, а затем кквантовым. Отсюда и три физических картины мира: механистическая,электромагнитная и квантово-полевая.
22. Электромагнитнаякартина мира. Поле и вещество
/>
23. Современныепредставления о физическом строении атома
Современная модель атомаявляется развитием планетарной модели. Согласно этой модели, ядро атома состоитиз положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окруженоотрицательно заряженными электронами. Однако представления квантовой механикине позволяют считать, что электроны движутся вокруг ядра по сколько-нибудьопределённым траекториям (неопределённость координаты электрона в атоме может бытьсравнима с размерами самого атома).
Химические свойстваатомов определяются конфигурацией электронной оболочки и описываются квантовоймеханикой. Положение атома в таблице Менделеева определяется электрическимзарядом его ядра (то есть количеством протонов), в то время как количествонейтронов принципиально не влияет на химические свойства; при этом нейтронов вядре, как правило, больше, чем протонов. Если атом находится в нейтральномсостоянии, то количество электронов в нём равно количеству протонов. Основнаямасса атома сосредоточена в ядре, а массовая доля электронов в общей массеатома незначительна (несколько сотых процента массы ядра).
24. Квантовые числа,их физический смысл. Строение многоэлектронныхатомов
Ква́нтовоечисло́ в квантовой механике — численное значение какой-либо квантованнойпеременной микроскопического объекта (элементарной частицы, ядра, атома и т.д.), характеризующее состояние частицы. Задание квантовых чисел полностьюхарактеризует состояние частицы.
Некоторые квантовые числасвязаны с движением в пространстве и характеризуют пространственноераспределение волновой функции частицы. Это, например, радиальное (главное)(nr), орбитальное (l) и магнитное (m) квантовые числа электрона в атоме,которые определяются как число узлов радиальной волновой функции, значениеорбитального углового момента и его проекция на заданную ось, соответственно.
25. Развитиепредставлений о пространстве и времени. Пространство и время в современнойнаучной картине мира
Простра́нство-вре́мя— физическая модель, дополняющая пространство равноправным временны́мизмерением и, таким образом, создающая теоретико-физическую конструкцию,которая называется пространственно-временным континуумом. В соответствии стеорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одновременное измерение.
Концепцияпространства-времени сыграла исторически ключевую роль в созданиигеометрической теории гравитации. В рамках общей теории относительностигравитационное поле сводится к проявлениям геометрии четырехмерногопространства-времени, которое в этой теории не является плоским (гравитационныйпотенциал в ней отождествлен с метрикой пространства-времени).
Первый развёрнутыйвариант модели естественного объединения пространства и времени, пространствоМинковского, был создан Германом Минковскимв 1908 году на основе специальнойтеории относительности Эйнштейна, а несколько ранее (в 1905 году), существенноепродвижение на этом пути сделал Анри Пуанкаре, заложивший основы четырехмерногопространственно-временного формализма.
26. Особенностибиологического уровня организации материи
1 постулат: «Всеживые организмы должны быть единством фенотипа и программы для его построения(генотипа), передающегося по наследству из поколения в поколение».
2 постулат: «Наследственныемолекулы синтезируются матричным путем. В качестве матрицы, на которой строитсяген будущего поколения, используется ген предыдущего поколения».
3 постулат: «Впроцессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результатемногих причин изменяются случайно и не направленно, и лишь случайно этиизменения оказываются приспособительными».
4 постулат:«Случайные изменения генетических программ при становлении фенотиповмногократно усиливаются и подвергаются отбору условиями внешней среды».
27. Сущность живого,его основные признаки
Жизнь — формасуществования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической ихимической формами существования. Нет единого мнения о том, какие именноотличия являются необходимыми и достаточными для отнесения объекта к живому илинеживому. Например, неясно, можно ли считать живыми организмами вирусы.[1].Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая длярепликации. Развитие живой природы привело к появлению человечества.
Современная биология приописании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов.При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может датьпредставление о специфике жизни. Первое. Живые организмы характеризуютсясложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чемв неживых системах. Второе. Живые организмы получают энергию из окружающейсреды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая частьорганизмов прямо или косвенно использует солнечную энергию. Третье. Живыеорганизмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать навнешние раздражители – универсальное свойство всех живых существ, как растений,так и животных. Четвертое. Живые организмы способны не только изменяться, но иусложняться. Они могут создавать новые органы, отличающиеся от породивших ихструктур. Пятое. Живое способно к самовоспроизведению. Шестое. Живые организмыспособны передавать потомкам заложенную в них информацию, содержащуюся в генах– единицах наследственности. Эта информация в процессе передачи можетвидоизменяться и искажаться. Это предопределяет изменчивость живого. Седьмое.Живые организмы способны приспосабливаться к среде обитания и своему образужизни.
28. Принципыбиологической эволюции. Принципы воспроизводства и развития живых систем.Наследственность, изменчивость, естественный отбор
Биологическая эволюция —необратимое и направленное историческое развитие живой природы,сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированиемадаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем ибиосферы в целом. Биологическую эволюцию изучает эволюционная биология.
Наследственность — этосвойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ ииндивидуального развития в целом.
Изменчивость складываетсяиз мутаций, потока генов и рекомбинации генетического материала. Изменчивостьтакже увеличивается за счет обменов генами между разными видами, таких какгоризонтальный перенос генов у бактерий, гибридизация у растений. Несмотря напостоянные увеличение изменчивости за счет этих процессов, большая часть геномаидентична у всех представителей данного вида.
29. Современныепроблемы генетики
Как и любая другая наука,генетика была и остается оружием недобросовестных ученых и политиков. Такая ееветвь, как евгеника, согласно которой развитие человека полностью определяетсяего генотипом, послужила основой для создания в 1930–1960-е годы расовых теорийи программ стерилизации. Напротив, отрицание роли генов и принятие идеи одоминирующей роли среды привело к прекращению генетических исследований в СССРс конца 1940-х до середины 1960-х годов. Сейчас возникают экологические иэтические проблемы в связи с работами по созданию «химер» –трансгенных растений и животных, «копированию» животных путемпересадки клеточного ядра в оплодотворенную яйцеклетку, генетической «паспортизации»людей и т.п. В ведущих державах мира принимаются законы, ставящие цельюпредотвратить нежелательные последствия таких работ.
30. Молекулярныеосновы генетики. Роль ДНК в передаче наследственной информации. Открытие Д.Уотсона и Ф. Крика
Молекуля́рнаягене́тика— область биологии на стыке молекулярной биологии и генетики. По сути являетсяодним из разделов молекулярной биологии. В области генетики молекулярнаябиология вскрыла химическую природу вещества наследственности, показалафизико-химические предпосылки хранения в клетке информации и точногокопирования её для передачи в ряде поколений.
М. г. выделилась всамостоятельное направление в 40-х гг. 20 в. в связи с внедрением в биологиюновых физических и химических методов (рентгеноструктурный анализ,хроматография, электрофорез, высокоскоростное центрифугирование, электроннаямикроскопия, использование радиоактивных изотопов и т. д.), что позволилогораздо глубже и точнее, чем раньше, изучать строение и функции отдельныхкомпонентов клетки и всю клетку как единую систему. С новыми методами вбиологию пришли новые идеи физики и химии, математики и кибернетики.
В 1952 году Уотсон и Крикстали работать над моделированием структуры ДНК.
31. Синергетика –теория самоорганизации
Синерге́тика —междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого являетсяизучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизациисистем (состоящих из подсистем). "…Наука, занимающаяся изучением процессовсамоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структурсамой различной природы…".
С мировоззренческой точкизрения синергетику иногда позиционируют как «глобальный эволюционизм»или «универсальную теорию эволюции», дающую единую основу дляописания механизмов возникновения любых новаций подобно тому, как некогдакибернетика определялась, как «универсальная теория управления», одинаковопригодная для описания любых операций регулирования и оптимизации: в природе, втехнике, в обществе и т. п. и т. д.
Основное понятиесинергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результатемноговариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур илимногофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых системусреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости,притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особыхрежимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния. Вобозначенных системах неприменимы ни второе начало термодинамики, ни теоремаПригожина о минимуме скорости производства энтропии, что может привести кобразованию новых структур и систем, в том числе и более сложных, чем исходные.
32. Человек и биосфера
«ЧЕЛОВЕК ИБИОСФЕРА» (англ. ManandBiosphere, MAB) — долгосрочная межправительственнаямеждисциплинарная программа научных исследований проблем управленияестественными ресурсами. Принята в 1970 г. на 16-й сессии Генеральнойконференции ЮНЕСКО. В программе участвует свыше 100 государств, в т. ч. РФ.Программа «Ч. и б.» включает 14 проектов, в рамках которых изучаютвлияние многообразной деятельности человека на основные типы природныхсообществ и на окружающую среду в целом.
33. Взаимовлияниечеловека и природы. Экологические проблемы и их решение
Экологические проблемы,связанные с нарушением отдельных компонентов ландшафта или их комплекса можноусловно объединить в шесть групп:
* атмосферное(загрязнение атмосферы: радиологическое, химическое, механическое, тепловое);
* водные (истощение изагрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение морей и океанов);
*геолого-геоморфологическое (интенсификация неблагоприятных геолого-геоморфологическихпроцессов, нарушение рельефа и геологического строения);
* почвенные (загрязнениепочв, эрозия, дефляция, вторичное засоление, заболачивание и др.);
* биотические (сведениерастительности, деградация лесов, пастбищная дигрессия, сокращение видовогоразнообразия и др.);
* комплексные(ландшафтные) — опустынивание, снижение биоразнообразия, нарушение режимаприродоохранных территорий и т. д.
По основным экологическимпоследствиям изменения природы выделяют следующие экологические проблемы иситуации:
* антропоэкологические,по изменению условий жизни и здоровья населения;
* природно-ресурсные,связанные с истощением и утратой природных ресурсов, ухудшающие хозяйственнуюдеятельность на территории;
*ландшафтно-генетические, обусловленные нарушением целостности ландшафтов,утратой генофонда, потерей уникальных природных объектов.
/>