Шпаргалка по "Концепции современного естествознания"

38) Теория синтетической  эволюции. Основа и доказательство  эволюционного процесса.Современное эволюционное учение часто называют синтетическим. Это потому, что оно включает в себя не только дарвинизм,но и открытия генетики, систематики, морфологии, биохимии, физиологии, экологии и других наук. Современное учение об эволюции основано на популяционной концепции. Н.В. Тимофеев-Ресовский сформулировал следующие положения:

• Популяция - наименьшее подразделение вида, меняющиеся во времени. Поэтому популяцию называют элементарной единицей эволюции;
• Изменение генотипического состава популяции является элементарным эволюционным явлением;
• Элементарным наследственным материалом является генофонд популяции;
• Элементарными эволюционными факторами являются мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор. Естественный отбор устраняет из популяции особей с неудачными комбинациями генов и сохраняет особей с генотипами, которые не нарушают процесс приспособительного формообразования. Мутационный процесс поддерживает генетическую неоднородность природных популяций. Популяционные волны ("волны жизни" 1905 г. С.С.Четвериков) поставляют массовый элементарный эволюционный материал для естественного отбора. Изоляция обеспечивает барьеры, исключающие свободное скрещивание организмов. Изоляция, мутационные процессы и популяционные волны, являясь факторами эволюции, влияют на эволюцию вида, но не направляют. направленность эволюции задается естественным отбором.

Важной составной частью синтетической  теории эволюции являются концепции микро- и макроэволюции. Микроэволюция происходит на основе явлений наследственной изменчивости под контролем естественного отбора. Благодаря процессу микроэволюции на Земле идет постоянное увеличение нового вида. Эволюционные события крупного масштаба, ведущие к образованию групп организмов высокого ранга, чем вид, отражают процесс макроэволюции. Однако все макроэволюционные процессы происходят на основе микроэволюции. Систематическая теория эволюции не является застывшей и завершенной концепцией.

Эволюция - это исторический процесс  развития живой природы, которая  зависит от взаимодействия многих внешних  и внутренних факторов при ведущей  роли отбора.

Рассмотрим основные особенности  эволюции:

1. Необратимый характер. Организмы, популяции и виды, возникшие в ходе эволюции, не могут вернуться к прежнему состоянию их предков.
2. При этом эволюция производит прогрессивное усложнение форм жизни от первичных организмов до человека по пути их адаптации к среде обитания.
3. Эволюция - незапрограммированный процесс. Направление, скорость и ход развития живой природы задаются и осуществляется отбором. В природе действует естественный отбор, а человек использует искусственный отбор.

Доказательства эволюционного  процесса:

1. эмбриологические: В процессе индивидуального развития (онтогенеза) эмбрионы как бы последовательно повторяют черты строения предковых форм.
2. морфологически: Связь между разными классами организмов хорошо иллюстрируют общность их происхождения.
3. палеонтологические: Все добытые палеонтологами сведения.
4. биохимические: Все клетки всех живых существ будь то прокариоты или эукариоты состоят из нуклеотидов, липидов, белков и углеводов, т.е. органических соединений.
5. биогеографические: Распространение различных животных и растений по всей территории планеты.

39) Становление электродинамической  картины мира ( Эрстед, Ампер, Фарадей,  Макс Велл, Герц) как пролог к  замене классической картины  мира. В конце XIX - начале XX в. произошли события, которые "потрясли мир". К.Рентген открыл "х-лучи".. А.Беккерель обнаружил явление радиоактивности (естественной). Дж.Томсон открыл электрон.Мария Кюри  и Пьер Кюри открыли новый химический элемент - радий. Э.Резерфорд и Ф.Содди создали теорию радиоактивности как спонтанного распада атомов и превращения одних элементов в другие (начало ядерной физики).Э.Резерфорд экспериментально обнаружил атомное ядро. В 1920-х годах была разработана серия моделей строения атома.Эти события привели к кризису ньютоновской парадигмы классической физической теории,Кризис разрешился революцией в физике, породившей: теорию относительности; квантовую механику; Эти теории ознаменовали переход от "классической" к "неклассической" науке.Создание теории относительности. Победа электромагнитной теории Максвелла привела к кризису ньютоновского взгляда на мир.С новой силой и аргументацией возродился спор XVII в. между Ньютоном и Лейбницем о существовании абсолютного пространства и времени.Центральное место в философии науки заняла критическая философия Эрнста Маха.На этом фоне вызревало противоречие между максвелловской электродинамикой и классической механикой как физическими теориями. Они сконцентрировались вокруг вопроса о распространении электромагнитных волн (частным случаем которых является свет) - квинтэссенции теории Максвелла и преобразованиях Лоренца.Специальная (частная) теория относительности (СТО) рождалась из преодоления этого теоретического противоречия. СТО полностью игнорировала гравитацию. Не было и речи об уравнениях гравитационного поля . Они впервые появились в 1915 г. в работе Эйнштейна, и с тех пор стали называться "уравнения Эйнштейна". Теория, изучающая эти уравнения и наблюдаемые следствия их решений, получила название общей теории относительности (ОТО).Квантовая механика. Также как галилеевско-ньютоновская механика рождается в результате преобразования сформулированных в Греции V в. до н. э. зеноновских парадоксов движения в определение новых фундаментальных идеальных объектов (ФИО) "Парадоксы" квантовой механики "Взгляды Эйнштейна представляют собой философское убеждение, которое не может быть ни доказано, ни опровергнуто физическими аргументами.Последние сформулировали свои претензии к первым в виде набора "парадоксов": ЭПР-парадокса, парадоксов нелокальности, шредингеровского кота и коллапса волновой функции при измерении, доказывающих, с их точки зрения, неполноту и незаконченность квантовой механики как физической теории. Эти "парадоксы" интенсивно обсуждаются физиками и сегодня. Причина этого спора не в физике, а в разнице философских позиций сторон. Главная задача химии, cформулированная Д.И.Менделеевым, - получение веществ с необходимыми свойствами. Это требует научно-исследовательских усилий по выявлению способов управления свойствами вещества.В первой половине XX в. эта задача решалась на структурно-молекулярном уровне. На такой базе возникла технология получения органических веществ. Одним из первых выдающихся достижений этой технологии стало получение синтетического каучука .После серии великих открытий второй половины XX в. носителей и кодов наследственности РНК и ДНК, биология вышла на молекулярный уровень изучения своих объектов и явлений, она приобрела черты физико-химической биологии. В последней трети XX в. усиливается развитие концепции эволюционной биологии, что, в принципе, делает реальной возможность осуществления глобального эволюционного синтеза.На исходе третьего десятилетия XX в. практически все главнейшие постулаты, ранее выдвинутые наукой, оказались опровергнутыми. В их число входили представления об атомах как твердых, неделимых и раздельных элементах материи, о времени и пространстве как независимых абсолютах, о строгой причинной обусловленности всех явлений, о возможности объективного наблюдения природы.С середины XX в. наука окончательно слилась с техникой, приведя к современной научно-технической революции. Квантово-релятивистская научная картина мира стала первым результатом новейшей революции в естествознании. Другим результатом научной революции стало утверждение неклассического стиля мышления. Новейшая революция в науке привела к замене созерцательного стиля мышления деятельностным.

40) Что означает эквивалентность  энергии и массы в специальной  теории относительностиЭквивалентность массы и энергии — физическая концепция, согласно которой масса тела является мерой энергии, заключённой в нём. Масса тела равна полной внутренней энергии тела, делённой на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме:Е= mc2

где E — полная внутренняя энергия тела, m — его масса, c —  скорость света в вакууме, равная 299 792 458 м/с.

Под энергией и массой выше подразумеваться или энергия и масса покоя покоящегося тела (E0 = m0c2 — изначальный смысл формулы Эйнштейна) или энергия и релятивистская масса движущегося тела (E = mrelc2). Термин «релятивистская масса» в современной физике считается не слишком удачным и практически не употребляется: когда говорят о массе, имеют ввиду массу покоя, а для движущихся частиц используют термин «энергия».В специальной теории относительности (СТО), выводятся формулы, связывающие энергию тела E, его скорость v, импульс p и массу m (c означает скорость света в вакууме):

E2 − p2c2 = m2c4

Подставим во вторую формулу  скорость v = 0, тогда очевидно: p = 0, теперь при таком рассмотрении из первого  выражения нетрудно получить:

E0 = mc2, p= Ev/c2, Это и есть  знаменитая формула связи массы  и энергии, такую энергию обычно называют энергией покоя и обозначают как E0.

41) Временные рамки трех этапов  становления неклассической картины  мира, содержание этих этапов.Этапы:Конец 19 века – 1920,1920 – 1940гг,1940 – 1975гг 
Конец 19 века – 1920 
1895 – Рентген открывает Х-лучи, 1896 – открытие радиоактивности урана,

Изучение радиоактивности  Беккерелем и супругами Кюри 
1897 – Томсон – открытие электрона,1899 – Резерфорд (вместе с Одди) – Теория радиоактивного распада,1900 – Планк – представление о квантах,1904 – Резерфорд – «Исследование радиоактивности»,1905 – Эйнштейн – новый вариант корпускулярной теории света,1906 – Томас Морган – учение о хромосомах 
1908 – описание броуновского движения,С 1908 Эксперименты Резерфорда по обстрелу металлической фольги.,Посчитал размеры атомов ядра  
1911 – Планетарная модель ядра Резерфорда,1912 – Вильнюс создает камеру для определения траектории полета частиц,1913 – структура атома водорода – модель Резерфорда-Бора,1915 – опыты Милликена по подтверждению теории Эйнштейна  
1915 – Эйнштейн – общая теория относительности (приравнивается инерционная и гравитационная массы),1916 – Эйнштейн предложил модель лазера 
1919 – Резерфорд открывает протон 
1920 – 1940гг 
1924 – Луи де Бройль – «Исследование по квантам»,1926 – Борн создал модель для любого произвольного атома,1927 – доказывается волновая природа электрона 
1931 – электрический микроскоп (Русколь),1932 – Чедвик (ученик Резерфорда) выделил нейтрон (до него Поль Дирак гипотетически),1939 – Зельдович и Харитон – цепная ядерная реакция,1940 – Пузырьковая камера 
1940 – 1975гг 
1941 – Фиринг – первая ядерная реакция (в Чикаго),1942 – первое испытание урановых бомб,1943 – первая вычислительная машина –Марк I 
1945 – взрыв плутониевой бомбы,1947 – транхисторы,1951 – американцы взорвали первое термоядерное устройство,1953 – «двойная спираль» Уотсона

42) Что такое фотоэффект? И какую  роль это явление сыграло в  доказательстве квантового строения  мира, света в частности.

Фотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г. Герцем и экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом .К этому времени уже был открыт электрон,и стало ясно, что фотоэффект (или точнее – внешний фотоэффект) состоит в вырывании электронов из вещества под действием падающего на него света.

1. Многочисленными экспериментаторами были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта:
2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности.
3. Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, т. е. наименьшая частота νmin, при которой еще возможен внешний фотоэффект.
4. Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света.
5. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > νmin.

Все эти закономерности фотоэффекта в корне противоречили представлениям классической физики о взаимодействии света с веществом. Согласно волновым представлениям при взаимодействии с электромагнитной световой волной электрон должен был бы постепенно накапливать энергию, и потребовалось бы значительное время, зависящее от интенсивности света, чтобы электрон накопил достаточно энергии для того, чтобы вылететь из катода. Как показывают расчеты, это время должно было бы исчисляться минутами или часами. Однако опыт показывает, что фотоэлектроны появляются немедленно после начала освещения катода. В этой модели также было невозможно понять существование красной границы фотоэффекта. Волновая теория света не могла объяснить независимость энергии фотоэлектронов от интенсивности светового потока и пропорциональность максимальной кинетической энергии частоте света.Законы фотоэффекта свидетельствуют, что свет при испускании и поглощении ведет себя подобно потоку частиц, получивших название фотонов или световых квантов.Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта.Таким образом, учение о свете, совершив виток длительностью в два столетия, вновь возвратилось к представлениям о световых частицах – корпускулах.Но это не был механический возврат к корпускулярной теории Ньютона. В начале XX века стало ясно, что свет обладает двойственной природой. При распространении света проявляются его волновые свойства (интерференция, дифракция, поляризация), а при взаимодействии с веществом – корпускулярные (фотоэффект). Эта двойственная природа света получила название корпускулярно-волнового дуализма. Позже двойственная природа была открыта у электронов и других элементарных частиц. Классическая физика не может дать наглядной модели сочетания волновых и корпускулярных свойств у микрообъектов. Движением микрообъектов управляют не законы классической механики Ньютона, а законы квантовой механики. Теория излучения абсолютно черного тела, развитая М. Планком, и квантовая теория фотоэлектрического эффекта Эйнштейна лежат в основании этой современной науки.

43) Способы познания  и овладения реальностью в  человеческой культуре (мифология,  религия, философия, искусство,  наука) Мифология - совокупность мифов разных эпох и народов, где миф является повествованием о первопредках, богах, духах, героях.В мифах переплетены ранние элементы религии, философии, науки и искусства, причем мифам разных народов присущи сходные и повторяющиеся темы и мотивы: о происхождении мира, богов, человека,солнца, луны,звезд , различных человеческих навыков и умений, обычаев и обрядов, жизни и смерти и др. Мифы объясняют устройство вещей и явлений, ход времени, повествуют о конце света, словом, дают единую картину мира древнего человека. В первобытном обществе все мифы являлись основным способом познания мира. В мифологических сказаниях накапливался опыт и знания многих поколений. При этом, может быть, ни в одной науке не содержится так много различных гипотез. Со второй половины XIX века черты мифологического объяснения реальности стали обнаруживаться даже там, где их меньше всего ожидали увидеть. Так, мифологические идеи о строении космоса, о возможности во Вселенной разных миров, неоднородности времени и пространства, материальности времени, взаимосвязи всего живого, противоречивости бытия, природно-духовной сущности человека, продления человеческой жизни,пределов человеческих возможностей и др. в значительной степени стимулировали развитие современной научной мысли.Мифы также выполняли аксиологическую функцию: в них сконцентрированы основные духовные ценности древнего человека – добро и зло, справедливость, любовь, счастье, красота, бог, душа, мудрость и т.д. Как правило, силы добра побеждают зло. Мифы устрашают, учат, воспитывают, напоминают.Общая черта мифов – синкретичность человека и природы, прошлого и настоящего, вымысла и реальности, естественного и сверхъестественного, вещи и слова, существа и его имени, а также наивное очеловечивание всей природы.Все мифы очень образны, наглядны: объясняемые явления персонифицированы, но в то же время в какой-то степени и обобщены. При этом использование архетипов, или смысло-образов в мифах свидетельствует о высоком уровне обобщений: абстрактные идеи принимают форму наглядно-чувственного образа, символа, аллегории. Таким символом может стать не любой образ, но только тот, который несёт универсальную объяснительную нагрузку (яйцо, вода, земля, огонь, уроборус, гора, лабиринт, лестница, круг или квадрат и др.). Мифы можно считать знанием, предшествующим философии.У философии - свой особый подход к предмету, отличающий философское мышление как от житейски-практического, так и от естественнонаучного. Осаго автомобиля в рассрочку. Калькулятор расчета страхования Подобно тому как математик ставит вопрос, что такое единица, и дает довольно-таки сложное определение этого, казалось бы, простейшего понятия, - так и философ с глубокой древности задается проблемой: что такое бытие? Что значит - быть?Эта специфика философии проливает известный свет и на вопрос о том, почему и когда философия возникает. В самом деле, размышлять над тем, что в повседневном обиходе кажется само собой понятным, Ч значит усомниться в правомерности и достаточности повседневного подхода к вещам. А это в свою очередь означает сомнение в общепринятом, в традиционном типе знания и поведения. Когда и почему такое сомнение становится возможным? Видимо, тогда, когда в общественной жизни и в общественном сознании возникают серьезные противоречия и конфликты, которые не поддаются разрешению с помощью традиционных убеждений и верований, связанных с греческой мифологией. Тут и появляется потребность различения того, что общепринято (мнение), и того, что истинно на самом деле (знание). Это различение рождается вместе с философией, и не удивительно, что философия с самого начала выступает как критика обычая, обычного права, обыденного сознания, традиционных норм нравственности и традиционных ценностей. Самые первые греческие философы выступили как критики традиционной греческой мифологии, прежде всего Гомера, обвиняя мифологию в логической непоследовательности и безнравственности.Весь драматизм истории философии - а историческая судьба философов нередко драматична, подчас даже глубоко трагична - коренится в отношении философа к традиции - религиозной и нравственной, культурной и художественной, политически-правовой, наконец, к традиционным формам быта и образа жизни.Философ в той или иной форме, в той или иной мере опирается опять-таки на те представления, которые он сам впитал с молоком матери, с обычаями и нравами своего народа.