Расширение Вселенной Реляционной концепции, пространство и время - страница 2 Большой взрыв. Антропный принцип Учебный сайт

Реляционной концепции, пространство и время - страница 2




reshenie-gorodskoj-dumi-goroda-nizhnego-novgoroda-ot-14-dekabrya-2011-g-n-181-o-byudzhete-goroda-nizhnego-novgoroda-na-2012-god-stranica-23.html
reshenie-gorodskoj-dumi-goroda-nizhnego-novgoroda-ot-14-dekabrya-2011-g-n-181-o-byudzhete-goroda-nizhnego-novgoroda-na-2012-god-stranica-29.html



Концепция бесконечной и вечной Вселенной противоречит наблюдениям (в этом случае должны иметь место: тепловая смерть Вселенной (Больцман), постоянное свечение неба (Ольберс), гравитационная неустойчивость (Зеелигер)). Расширение Вселенной предсказано Фридманом и экспериментально обнаружено Хабблом (в 1929г. открыл смещение спектральных линий излучения звезд в сторону красного света, т.н. «красное смещение»). Расширение Вселенной означает, что в ней происходит удаление галактик друг от друга, а не увеличение размеров окружающих нас предметов. Расширение обусловлено расширение пространства, которому препятствует взаимное притяжение галактик друг к другу.

Большой взрыв. Наблюдаемое расширение Вселенной приводит к выводу, что Вселенная образовалась в результате взрыва из точки в пространстве-времени приблизительно 15-20 млрд. лет назад. Вещество после взрыва было в виде элементарных частиц. Через сотни тысяч лет начали образовываться атомы водорода и гелия. Силы гравитации превращали газ в сгустки, ставшие материалом для возникновения галактик и звезд. В процессе расширения происходит охлаждение Вселенной и образование различных структур: элементарных частиц, атомных ядер, атомов, галактик, звезд, планет. Подтверждением модели «большого взрыва» является наблюдаемое реликтовое излучение (появившееся в момент образования атомов), наблюдаемое соотношение различных изотопов атомных ядер водорода и гелия.



Антропный принцип – единство законов природы, объясняющих развитие Вселенной и существования в ней человека, а также живой и неживой природы (мы наблюдаем Вселенную такой, какой она существует, потому что присутствуем в ней в качестве наблюдателя). Законы природы одинаковы для всех областей наблюдаемой Вселенной и не зависят от месторасположения наблюдателя. Методологически антропный принцип объединяет различные естественные науки в единое целое. Этот принцип возник в результате рассмотрения проблем поиска внеземных цивилизаций и позволяет объединить проблемы микро-, макро- и мегамира, а также соотнести понятия: Вселенная, жизнь, разум.

Биосфера – наружная оболочка Земли, область распространения жизни, включающая атмосферу, гидросферу, литосферу. Устойчивость биосферы обусловлена многообразием живых организмов и взаимодействием между ними. Ноосфера – сфера разума. Разум оказывает воздействие на биосферу, сравнимое с действием самой биосферы. В то же время без биосферы человек – носитель разума – существовать не может. Поэтому переход биосферы в ноосферу возможен при условии такого взаимодействия человека на биосферу, которое сохраняет биосферу в состоянии равновесия.

Критерии научности. Наука предполагает, что познающий субъект способен достичь объективной (независимой от сознания) истины. Классическая наука пытается устранить субъекта и субъективность из процесса познания. Процесс познания с т.з. эмпиризма начинается с чувственного восприятия, затем человек переходит к созданию логических понятий, суждений и теорий. На основе опыта создаются гипотезы и научные теории, выводы из которых проверяются экспериментально. Сами теории являются рационально обоснованными и непротиворечивыми.



Критерии научности: 1)в науке используются понятия, а не эмоционально-чувственные образы; 2)научные теории рационально обоснованы и непротиворечивы; 3)научные положения должны подтверждаться опытом (принцип верификации); 4)научные высказывания должны быть принципиально опровержимы (принцип фальсификации); (иногда принцип верификации и фальсификации, взятые вместе, считаются критериями истинной научности); 5)возможно предсказание явлений; 6)практическая применимость; 7)точность в описании и объяснении явлений. Все вышеперечисленное отличает науку от других форм общественного сознания: мифов, религий, идеологий и др.

Научные методы означают совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Различают два уровня научного познания: эмпирический (характеризуется непосредственным исследованием реально существующих объектов) и теоретический (раскрытие глубоких связей и закономерностей, присущих изучаемым объектам). Методы эмпирического познания: научное наблюдение, эксперимент, измерение. Методы теоретического познания: абстрагирование и идеализация, мысленный эксперимент, формализация, индукция и дедукция. Общенаучные методы: анализ и синтез, аналогия и моделирование.



Синергетика (от греч. совместно, согласованно), научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах благодаря интенсивному (потоковому) обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. Термин ввел Хакен. Синергетика возникла благодаря исследованиям И.Пригожина в области неравновесной термодинамики. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень ее упорядоченности, т.е. уменьшается энтропия и происходит самоорганизация. Основа синергетики - термодинамика неравновесных процессов, теория случайных процессов, теория нелинейных колебаний и волн.

Процессы, происходящие в различных явлениях природы, разделяют на два класса. К первому относят процессы, протекающие в замкнутых системах. Они развиваются в направлении возрастания энтропии и приводят к установлению равновесного состояния в системах. Ко второму классу относятся процессы, протекающие в открытых системах. В соответствующие моменты – моменты неустойчивости – в них могут возникать малые возмущения, флуктуации, способные разрастаться в макроструктуры. Т.о, хаос и случайность в нем могут выступать в качестве активного начала, приводящего к развитию новых самоорганизаций. Условия самоорганиз. сложных систем: открытость, т.е. необходимость внешнего источника энергии или информации. Наличие случайных факторов (внешних или внутренних). Наличие как отрицат., так и положительных связей (в случае положительных связей – катастрофа, в случае отрицат. –деградация).

Самоорганизация – целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Свойства самоорганизации обнаруживают объекты различной породы: клетка, организм, биологическая популяция, биогеоценоз, человеческий коллектив. Термин «самоорганизация» ввел англ. кибернетик У.Р.Эшби. Самоорганизация в сложных системах свидетельствует о невозможности установления жесткого контроля за системой, т.е. ей нельзя навязать путь развития, а можно лишь способствовать собственным тенденциям развития системы. Для самоорганизующихся систем существует несколько различных путей развития, т.к. выйдя из равновесия и достигнув точки бифуркации, на дальнейший ход системы могут оказывать воздействия даже ничтожно малые флуктуации и невозможно точно предсказать, какой путь эволюции выберет система.

Флуктуации – случайные отклонения физических величин от средних значений; происходят у любых величин, зависящих от случайных факторов. В статистической физике флуктуации вызываются тепловым движением частиц системы. Флуктуации определяют теоретически возможный предел чувствительности, приборов. Флуктуации давления проявляются, например, в броуновском движении малых частиц под влиянием точно не скомпенсированных ударов молекул окружающей среды. Флуктуации характерны для любых случайных процессов.

Бифуркация – приобретение нового качества в движениях динамической системы при малом изменении ее параметров. Основы теории бифуркации заложили А.Пуанкаре и А.М.Ляпунов в н.20в. Знание основ бифуркации позволяет существенно облегчить исследование реальных систем (физических, химических, биологических), в частности, предсказать характер новых движений, возникающих в момент перехода системы в качественно другое состояние, оценить их устойчивость и область существования.

Биосфера – область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы и их среда обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. Термин «биосфера» ввел в 1875г. Э.Зюсс. Учение о биосфере как об активной оболочке земли, в которой совокупная деятельность живых организмов (в т.ч. человека) проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, создано В.И.Вернадским в 1926г. По Вернадскому, вещество биосферы разнородно и состоит из совокупности живых организмов, биогенного вещества, косного вещества (атмосфера, газы, горные породы и др.), биокосного вещества (почвы), радиоактивного вещества, рассеянных атомов и вещества космического происхождения.

Вернадский указывает на то, что биосфера – это организованная оболочка, и быть живым – значит быть организованным. Форма деятельности живого заключается в осуществлении необратимых и незамкнутых круговоротов вещества между основными компонентами биосферы. Этот непрекращающийся процесс носит название биогеохимической цикличности.

Завершая исследования по биосфере, Вернадский формулирует учение о ноосфере как особом периоде развития планеты и окружающего космического пространства. Ноосфера вкл. в себя социальные и природные явления, взятые в их целостности, в их единстве и противоречиях. Становление ноосферы определяется социально-природной деятельностью чел., его трудом и знаниями, т.е. тем, что относится к космопланетарному измерению чел.. Понятие «ноосфера» введено фр. Учеными Э.Леруа и П.Тейяром де Куэртеном. Вернадский развил представление о ноосфере как о качественно новой форме организованности, возникающей при взаимодействии природы и общества, в рез. преобразующей мир творческой деятельности человека, опирающейся на научную мысль. Сейчас очевидна кардинальная противоречивость становления ноосферы и человека как ее создателя.

Генетика – наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. В завис. от объекта исслед. различают г. микроорганизмов, растений, животных и человека, а от уровня исследования – молекулярную г., цитогенетику и др. Основы соврем. генетики заложили Г.Мендель, открыв законы дискретной наследственности (1865), анализируя сорта гороха, контрастно отличающихся признаками, и школа Т.Моргана, обосновавшего хромосомную теорию наследственности. История генетики распадается на три этапа - классический (1900-1930), неоклассический (1930-1953) и синтетический (с 1953г.) Материалистический подход в развитии генетики обеспечил создание теории гена, хромосомной теории наследственности, теории мутации и современной молекулярной генетики.

В первом десятилетии XXв. в генетике на осн. огромного числа опытов с живыми орг. и растениями утверждалась теория генов, развиваясь, она признавала всеобщность генной организации наследственности для всех органич. форм, а также установила явления взаимодействия генов при развитии особи. Исключит. важным было обоснование учения о фенотипе и генотипе организмов, кот. положило начало рассмотрению «явления» и «сущности» в проблемах генетики. Работы датчанина В.Йогансена показали действие естеств. отбора как фактора, преобразующего генотип на основе наследственной изменчивости при формирующей роли среды. Развитие генетики этого периода оказало серьезное влияние на селекцию, и в первом десят. XX века нач. коренная перестройка методов селекции, кот. теперь переходит на аналитич. уровень путем выделения из популяции генотипически ценных линий.

4.13 Наследственность. Законы Менделя. В кратком изложении: Наследственные признаки передаются по наследству как некие дискретные единицы (гены). Гены кодируют определенные функционально-значимые белки. Гены могут объединяться в индивидууме, возникающем в результате оплодотворения, но затем расходятся, так что в репродуктивную клетку поступает для передачи следующему поколению либо один, либо другой ген. Механизмы деления и соединения хромосом обеспечивают определенную статистическую правильность распределения наследуемых черт. Если контрастирующие гены какого-либо признака присутствуют у гибридных индивидуумов, то один из них может проявляться (доминировать) у данного индивидуума и замаскировать (рецессировать) присутствие своего партнера.


Биологич. теории до Дарвина. Франц. биолог Ламарк в 1809г. выдвинул гипотезу о механизме эволюции, в основе которой лежали две предпосылки: упражнение и неупражнение частей организма и наследование приобретенных им признаков. Изм. среды могут вести, по его мнению, к изм. форм поведения, что вызовет необходимость исп. некот. органы по-новому или интенсивнее. В случае интенсивного исп. эффективность и величина органов будет возрастать, а при неиспользовании наступит его атрофия или дегенерация. Эти признаки, приобретенные организмом в теч. жизни должны, по Ламарку, наследоваться потомками. Ламарк был прав, подчеркивая роль условий жизни для возникн. фенотипичных признаков у данной особи, но эти призн. не затрагивают генотип и не передаются потомкам. Теор. Ламарка была историч. предпосылкой для признания наследования генетич. особенностей при половом размножении.

Эволюция в широком смысле - представление об изменениях в обществе и в природе, их направленности, порядке, закономерностях, определяющих состояние какой-либо системы, рассматривается как результат более или менее длительных изменений ее предшествовавшего состояния. В более узком смысле –представление о медленных, последовательных изменениях, в отличие от революции. Эволюция в биологии – необратимое историческое развитие живой природы. Определяется наследственностью, изменчивостью, естественным отбором. сопровождается приспособлением их к условиям существования, образованием и биогеоценозов и биосферы в целом. Сформулирована Дарвином в 1839г. Твердо установленных законов эволюции пока нет, есть лишь подкрепленные фактами гипотезы, которые в совокупности составляют достаточно обоснованную теорию.

Теория естественного отбора осн. на 3 наблюдениях и 2 выводах. Набл. 1.Особи, входящие в состав популяции, обладают большим репродуктивным потенциалом. Набл. 2. Число особей в каждой данной популяции примерно постоянно. Вывод 1. многим особям не удается выжить и оставить потомство. В популяции происх. борьба за существование. Набл. 3. во всех популяциях существует изменчивость. Вывод 2. В борьбе за существ. те особи, признаки кот. наилучшим образом приспособлены к условиям существования, обладают репродуктивным преимуществом и производят больше потомков, чем менее приспособленные особи. Теория эволюции Дарвина была расширена и разработана с сфере соврем. данных генетики, палеонтологии и др. и получила название «неодарвинизм», кот. можно определить как теорию органич. эволюции путем естеств. отбора признаков, детерминизированных генетически.

Основные этапы развития естествознания. 1.Возникновение разнрозненных научных представлений на основе мифологических сознаний. 2.Этап натурфилософского (синтетического) знания (14-15вв.) 3.Аналитическая стадия. Происходит дифференциация наук (15-16вв.), подготовка к первой научной революции. 4.Синтетическая стадия, вторая научная революция (к.19-н.20вв.) 5.»Интегрально-дифференциальная стадия» (с 60-х гг.20в.) В 60-е гг. XXв. возникла модель развития науки, связанная с именем амер. философа Т.Куна. С его т.з., развитие науки представляет эволюционно-революционную смену парадигм научного познания. Парадигма – способы и методы постановки задач, принятые в данном научном сообществе.

Стадии развития науки по Т.Куну. 1.Начальная (допарадигмальная). отсутствие фундаментальных теорий и существование множества равноправных точек зрения. 2.Возникновение консенсуса (добровольного идейного согласия) членов научного сообщества во взглядах на науку. Создание единой парадигмы. 3.Нормальное развитие: накопление фактов, совершенствование теорий и методов. 4.Появление противоположных теорий, что приводит к кризису и научной революции.

Как соотносятся между собой различные научные теории? 1.Кумулятивная схема развития научного знания –происходит простое накопление фактов, на базе которых возникает теория научного явления. 2.Процесс познания относителен исторически и представляет собой бесконечное приближение к абсолютной истине. Одна теория сменяется другой- более общей и совершенной. Причем предшествующая теория поглощается следующей. Пример поглощения – соотношение механики Ньютона и теории относительности, которая достаточно точно описывает скорость движения тел при малых скоростях по сравнению со скоростью света.
1 2 3 4 Биосфера –

mpedagog.ru