Контрольная работа по «Концепция современного естествознания»

не возникает  из несуществующего и не уходит в  небытие. Возникновение вещей есть

соединение  атомов, а уничтожение – распадение на части. Атомизм является

физической  доктриной. Причины естественных явлений безличны и имеют физическую природу, их следует искать в земном мире. Познание мира идет путем сочетания чувств, опыта и его рационального преобразования. Атомизм является физической программой и

служит инструментом объяснения многочисленных процессов и явлений природы,

проходящих  на микроуровне.

 

 

Литература:

Вавилов С.И. Избранные сочинения, т.3. М., 1956.

«Концепция  современного естествознания» под  ред. проф. Лаврененко. Москва, «Просвещение», 1997г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что такое вакуум? Каковы его свойства? Как их исследуют?

Вселенная начала своё существование  из состояния вакуума, мир рождается  как актуализация вакуума. В современной  физике вакуум рассматривается как  состояние материи, как "фермент" квантовой активности, кишащий виртуальными частицами, сложными взаимодействиями и содержащий гигантскую потенциальную энергию. Вакуум лишён вещества и излучения, но содержит частицы и вещество потенциально, нераспакованно, в возможности. Взорвался вакуум, начал инфлировать самопроизвольно, под действием сил отталкивания, за счёт собственной энергии. Самосоздающаяся Вселенная вытянула сама себя за собственные "шнурки" без помощи внешних факторов.

Из аппарата теории следовало, что  квантованное поле обладает энергией в нулевом состоянии, при отсутствии фотонов. Но до обоснования измеримости поля было абсолютно неясно, можно ли придать вакууму реальный физический смысл или его следует воспринимать только как вспомогательную теоретическую конструкцию. Физики склонялись ко второму выводу, так как энергия квантованного поля в нулевом состоянии оказывалась бесконечной. Кроме того, Ландау и Пайерлс связывали идею вакуума с парадоксом измеримости, и в их анализе вакуумные состояния фигурировали как одно из свидетельств принципиальной неприменимости квантовых методов к описанию электромагнитного поля. Но Бор и Розенфельд показали, что определение точного значения компонентов поля может быть осуществлено лишь тогда, когда в них включаются как флуктуации, связанные с рождением и уничтожением фотонов, так и неотделимые от них нулевые флуктуации поля, возникающие при отсутствии фотонов и связанные и нулевым энергетическим уровнем поля. То есть если убрать вакуум, то само представление о квантованном электромагнитном поле не будет иметь эмпирического смысла, поскольку его усредненные компоненты не будут измеримыми. Тем самым вакуумным состояниям был придан реальный физический смысл. После интерпретации аппарата квантованного электромагнитного поля Бор и Розенфельд проанализировали возможность построения идеализированных измерений для источников, взаимодействующих с квантованным полем излучения.

 

Литература:

 

Ландау Л.Д. Собрание трудов, т.1. М., 1966.

«Концепция  современного естествознания» под  ред. проф. Самыгина Ростов-на-Дону, «Феникс», 1997г.

Дэвис 1989: 210-215, Павленко 1997: 206-213.

 

 

 

 

 

 

Почему  невозможно предсказать траекторию броуновской частицы?

Рассмотрим такую систему, как  газ. Молекулы газа двигаются случайно, хаотично. Однако в опытах с броуновским  движением мы видим, что случайные, хаотичные движения молекул (микросистем) могут привести и к коллективному движению макроскопических частиц. Флуктуации представляют собой случайные отклонения системы на микро уровне. Но результат их действия может сказаться и на макро уровне, причем непредсказуемым образом. В критической точке эволюции, как правило, открывается несколько возможностей. Какой путь при этом выберет система, в значительной степени зависит от случайных факторов. И в целом поведение системы нельзя предсказать с полной достоверностью.

 

Литература:

 

Бор Н. Избранные научные труды, т.2. М., 1971.

Грушевская  Т.Г. «Концепция современного естествознания»  Москва, «Высшая школа», 1998г.

Солопов «Концепция современного естествознания»  Москва, «Владас», 1997-2002г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перечислите компоненты дарвиновского механизма эволюции. Как они называются, если из формулировки эволюционного механизма исключить биологическую специфику?

Теория Дарвина является одной  из наиболее известных концепций  биологической эволюции на нашей  планете. Несмотря на то, что она основана на обширном эмпирическом материале, собранном и осмысленном Ч.Дарвиным и его предшественниками и последователями, происхождение ее не является, строго говоря, естественнонаучным. Книга Дарвина называется "Происхождение видов", и основная ее идея состоит в использовании концепции естественного отбора для объяснения многообразия видов живых существ, обитающих на Земле. Однако уже сам Дарвин указывал, что эта концепция была взята им из социологии, где она присутствовала в так называемой доктрине Мальтуса. Борьба за существование и выживание сильнейшего в сообществах людей послужила моделью для описания биологических трансформаций в природе. По-видимому, внутривидовые изменения действительно могут происходить подобным образом. Однако уже "спуск" на следующий уровень, то есть род, вызывает вопросы. Что же касается распространения теории естественного отбора еще более глубоко в классификацию живых существ (классы, типы и т.д.), то она представляется мало удовлетворительной. Кроме того, можно перечислить некоторые факты эволюции, которые в рамках теории Дарвина представляются совершенно загадочными. Так, например,

* изменение зубов и копыт у  лошадей в процессе эволюции  указывает на то, что у эволюции  может быть определенное направление, никак не обусловленное борьбой за существование;

* многократное возникновение в  процессе эволюции одного и  того же явления (биолюминесценция у различных классов организмов, одни и те же последовательности ДНК обнаруживаются в одном и том же месте белковых молекул у разных видов) указывает на то, что они обусловлены скорее внутренними, чем внешними причинами;

* формирование определенных структур  может происходить до того, как они стали необходимы (так называемая преадаптация). Так, перо возникло до того, как сформировались птицы, а возникновение глаз нельзя объяснить отбором;

* существуют организмы (и гены), которые почти не эволюционируют (акула, опоссум, таракан).

Не  находит объяснения и часто задаваемый вопрос, почему в настоящее время  не происходит превращения обезьяны в человека. Обычный ответ на него, состоящий в том, что обезьяны, человекообразные обезьяны и люди есть оконечные ветви одного ствола, оставляет место для дальнейших вопросов о том, что явилось причиной такого расхождения. Другим примером является завоевание суши позвоночными. Обычно его представляют как весьма продолжительный процесс, явившийся результатом борьбы за выживание: произошло вытеснение менее приспособленных к водной среде видов, и они постепенно приспособились к жизни на суше. Однако некоторые обстоятельства жизнедеятельности определенных видов животных позволяют, по крайней мере, усомниться в этом. Превращение головастика в лягушку происходит без всякого отбора, а индуцируется синтезируемым в его организме химическим соединением тироксином, концентрация которого на определенном этапе повышается примерно в десять раз. Если у головастика удалить щитовидную железу, то он благополучно живет и развивается в водной форме. Если же впрыснуть ему в кровь тиреоидный гормон, то он превратится в лягушку. Известны и другие примеры: земноводное животное аксолотль в своих фазах настолько различается, что долгое время считалось, что это различные даже не виды, а рода. Отсутствие воды стимулирует выделение тироксина в организме аксолотля, и наступает разительная метаморфоза. Могло показаться (и казалось), что для таких изменений необходимы тысячи мутаций и отбор, а оказалось, что достаточно просто химического сигнала. Никаких изменений в генетической конструкции при этом не происходит. И это означает, что глубокие структурные и функциональные превращения могут происходить и без таких изменений. Любопытно, что и процесс рождения человека сходен с трансформацией у амфибий.

Теория  естественного отбора предполагает как бы воздействие вида на род, тип  и так далее, в то время как более последовательным выглядит эволюционный процесс, протекающий от типа к виду.

Во времена Дарвина говорить о молекулярной биологии было еще  рано. Однако идеи борьбы и выживания  с учетом современных представлений  о молекулярной основе живых существ находят свое отражение в различных неодарвинистских теориях. Проводятся следующие рассуждения. В первичном "бульоне", образовавшемся на поверхности планеты, под воздействием внешних факторов: тепла, излучения, электрических разрядов возникают различные молекулы (в том числе и органические). Эти молекулы могут существовать какое-то время, распадаться, взаимодействовать с другими молекулами, образуя с ними соединения. В результате всех этих процессов возникает своеобразный тип молекул - так называемых репликаторов, - которые способны создавать и отщеплять собственные копии, составляемые из "обломков" химических соединений, содержащихся в окружающей среде ("бульоне"). Понятно, что с течением времени число таких молекул будет все более возрастать за счет этого копирования. Предположим, что свойством реплицироваться обладает несколько различных молекул. Кто же уцелеет? Во-первых, долгоживущие. Чем дольше молекула сохраняет стабильность, тем больше копий она сумеет воспроизвести. Во-вторых, размножающиеся быстро. В-третьих, размножающиеся точно, с наименьшими отклонениями от исходных. И вот весь бульон съеден. В нем не осталось обломков, пригодных для использования в репликации, они поступают в него только с разрушением уже существующих молекул. Если по каким-то причинам у одного из видов репликаторов возникает механизм расщепления других молекул, то его численность возрастает. С другой стороны, вид репликаторов, обладающий по каким-то причинам механизмом защиты от такого воздействия - протооболочкой, также уцелевает в процессе такой эволюции. По мере усложнения "атакующих" усложняются и "защитные" механизмы. При этом необязательно говорить о целенаправленном усложнении, просто по прошествии достаточно большого промежутка времени останутся лишь те молекулы, в которых эти механизмы так или иначе, возникли. Путь от протооболчки ведет к протоклетке. Ее внутренняя часть содержит "исходную" реплицирующуюся молекулу. Это модель гена. И все дальнейшее есть лишь создание все более совершенных "машин" для выживания гена. Те сложные, часто многоклеточные, многофункциональные существа, которые мы теперь называем живыми (в том числе и человек), есть наиболее приспособившиеся потомки молекул-репликаторов.

Литература:

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – Новосибирск: ООО  «Издательство ЮКЭА», 1997. – 832с.

Фролов «Введение  в философию» в 2 т. Москва, «Просвещение», 1997г

 

Яблоков, Юсуфов «Эволюционное учение» Москва, 1988г.

 

Георгиевский  «дарвинизм» Москва. 1985г.

 

Дайте не менее пяти формулировок второго  закона термодинамики.

Трудами большой группы ученых (Н. Карно, Ю.Р. Майера, Г. Гельмгольца, Р. Клаузиуса, У. Томсона, В. Нернста и других) были установлены основныезаконы термодинамики.

Термодинамические законы Во второй половине "18" века радикальные изменения произошли в понимании физической картины Вселенной - представление о запретах, налагаемых законами природы и возникновение эволюционных идей в физике. Закон сохранения энергии (первое начало термодинамики): энергия может переходить из одной формы в другую, но она не может возникать из ничего и не может исчезать (Р. Майер, Д. Джоуль), нельзя совершить работу без внешней энергии, невозможно создать вечный двигатель.

Второе начало термодинамики или  закон возрастания энтропии: тепло идет только от горячего к холодному, но не наоборот или невозможно совершить работу за счет энергии тел в тепловом равновесии (Л. Карно), запрет позволяет ввести функцию - энтропию (от греч. поворот, превращение) как меру "степеней" хаоса, рассеивания энергии, однообразия, равновесия (Р. Клаузиус 1865). Формулировки второго начала (Моисеев 1998: 29-30, 78-80) - в любой замкнутой системе энтропия может либо оставаться постоянной (если в системе нет диссипации энергии), либо возрастать, или всякая система, не подверженная внешним воздействиям (взаимодействиям), стремится к состоянию максимального хаоса (термодинамического равновесия).

Второе начало термодинамики предсказывает, что  конец Эволюции Вселенной наступит, когда выровняется температура ее вещества - так как тепло передается от более теплых тел к более холодным, различие их температур со временем сглаживается, и совершение работы становится невозможным. Эта мысль о «тепловой смерти» Вселенной была высказана еще в 1854г. Германом Гельмгольцем (1821-1894). Небезынтересно отметить, что наше современное представление о

неограниченно расширяющейся Вселенной вместе с концепцией квантового излучения черных дыр, которая основана на аналогии между гравитацией и термодинамикой.

 

Теория тепловой смерти Вселенной (А. Эддингтон, Дж. Джинс). Концепция  необратимости и времени (нарушение симметрии прошлое-настоящее). Л. Больцман первый открыл смысл энтропии как меры молекулярного хаоса, связал энтропию с числом комплексов, применил вероятностный подход к трактовке второго начала термодинамики - порядок в Космосе, жизнь и Интеллект это результат маловероятной статистической флуктуации  Возникновение основного естественнонаучного парадокса эволюционной картины мира.

Условием эволюции является использование  свободной энергии, которая высвобождается при деградации систем с неустойчивым равновесием. Созидательные процессы всегда оплачиваются разрушением, а разрушение является источником созидания. Этот объективный закон есть следствие второго начала термодинамики, проклятье, извечно довлеющее над жизнью, обществом и составляющее коллизию, условие, импульс бытия. Всё созидается лишь ценой соответствующего разрушения.