
- •1. Что такое закон природы?
- •2. Закон Архимеда.
- •3.Закон всемирного тяготения.
- •Билет 4. Естествознание и культура. Методы естествознания
- •5. Математика – язык естествознания. Математические структуры и методы.
- •6. Симметрия и законы сохранения.
- •7. Вечный двигатель.
- •8. Понятие о ньютоновской физике.
- •9. Первое и второе начало термодинамики.
- •10. Электродинамика
- •11. Понятие о римановой геометрии.
- •12. Понятие о теории относительности.
- •13.Детерминизм классической (неквантовой физики)
- •14. Детерминированный хаос
- •15. Четыре основных взаимодействия
- •16. Принцип неопределенности в квантовой механике.
- •17. Периодическая система элементов менделеева
- •18. Элементарные частицы
- •19. Атомная и термоядерная энергия, её использование человечеством.
- •20. Население солнечной системы.
- •21. Эволюция звезд.
- •22. Расширяющаяся вселенная
- •23. Устойчивое развитие. Ноосфера
22. Расширяющаяся вселенная
Размышляя над происхождением и устройством Вселенной, современные космологи сталкиваются с рядом затруднений. В первоначальных моделях горячей Вселенной не удавалось объяснить происхождение скоплений галактик. Исходя из различных моделей гравитационной неустойчивости, можно было объяснить происхождение отдельных звезд и планетных систем, но не скоплений галактик, В этой связи крепло убеждение, что происхождение гигантских космических образований следует объяснять не процессами, случившимися после Большого взрыва, а присущими его изначальной природе. Эта идея стала руководящей в размышлениях американца А.Гута (1980). Гут предложил модель расширяющейся, инфляционной (от лат. inflation – вздутие) Вселенной. Суть гипотезы Гута состоит в том, что в квантовом вакууме в условиях чрезвычайно высокой энергии частиц последние создают сильное натяжение. Давление внутри вакуума отрицательно (направлено внутрь среды). Отрицательное давление приводит к тому, что гравитационные силы становятся силами отталкивания. Под действием этих гигантских сил квантовый вакуум невообразимо быстро расширяется, приблизительно за 10-30 с. его размеры увеличиваются в 1030 раз. В результате расширения сам вакуум охлаждается, а заключенная в нем гигантская энергия выделяется в виде излучения, температура которого примерно 1028 К. При такой сверхвысокой температуре привычные нам частицы – кварки, лептоны и т.д. – просто не существуют. Для вакуума с отрицательным давлением начальным состояние будущих галактик и их скоплений являются квантовые флуктуации (случайные отклонения величины от ее среднего значения). Таким образом, Большой взрыв, согласно современным научным представлениям, – это длящееся невообразимо короткое мгновение расширение высокоэнергетического квантового вакуума. Вселенная родилась быстро и не из ничего, а из вакуума особой природы, по поводу которого ведутся большие дискуссии. Абсолютное большинство современных космологов являются приверженцами модели раздувающейся Вселенной. История нашей Вселенной – это преобразования, происходящие с излучением, явившимся результатом расширения вакуума с отрицательным давлением, Излучение в результате расширения охлаждается, что приводит к возникновению элементарных частиц, веществ, атомов водорода, звезд и планет. Первые звезды образовались спустя 10 млн. лет после фазы инфляции, что касается Солнца и Земли, то их возраст соответственно около 5 и 4.6 млрд. лет.
23. Устойчивое развитие. Ноосфера
Усто́йчивое разви́тие (англ. sustainable development) — гармоничное (правильное, равномерное, сбалансированное) развитие — это процесс изменений, в котором эксплуатация природных ресурсов, направление инвестиций, ориентация научно-технического развития, развитие личности и институциональные изменения согласованы друг с другом и укрепляют нынешний и будущий потенциал для удовлетворения человеческих потребностей и устремлений.
Можно выделить три главных больных вопроса устойчивого развития:
Невозможность обойтись без невозобновляемых природных ресурсов;
Стремление людей к росту потребления и материального благополучия, в сочетании с резким экономическим неравенством;
Моральный аспект отношения к росту народонаселения и демографической политике.
Сложность первого вопроса очевидна. Мы не можем и вряд ли сможем в обозримом будущем обойтись, прежде всего, без минерального сырья: нефти, газа, угля, металлов, строительных материалов, компонентов для производства минеральных удобрений и многого другого.
Что касается второго вопроса, то «постоянно растущие потребности» современного человека с постулатами устойчивого развития тоже сложно примирить. Кроме того, вопрос имеет острый социально-экономический аспект. Мы сталкиваемся с резким неравенством и между людьми, и между странами.
Если мы говорим, что человечеству надо умерить («рационализировать») потребление, то в равной мере обратиться с этим призывом к «олигарху» и «крестьянину» было бы, мягко говоря, несправедливо. Если взывать к «абстрактному» человечеству без учёта его крайней социально-экономической неоднородности, это выглядит лукавством и лицемерием.
Третий вопрос – о народонаселении, вероятно, самый болезненный. Если говорить прямо, то рост численности населения не способствует сохранению природной среды и ресурсов. Этой стороны дела касался ещё Томас Мальтус в конце XVIII века, а его последователи – «неомальтузианцы» развили тему даже с некоторым цинизмом и категоричностью.
Однако сама постановка вопроса о «контроле численности населения» является очень скользкой – с точки зрения традиционных норм нравственности и отношения к жизни, гуманизма, прав и свобод человека. Не говоря уже о том, что для нашей страны, страдающей как раз от демографического кризиса, актуально совсем другое.
Кроме того, хотя рост населения способствует увеличению нагрузки на природную среду и исчерпанию ресурсов, но, возвращаясь к сказанному выше, разрыв в потреблении между людьми очень велик. В чём проблема – в том, что «нас слишком много» или что «некоторые из нас слишком много потребляют»? Понятно, что «те, кого слишком много» и «те, кто слишком много потребляют» склонны давать на этот вопрос диаметрально противоположные ответы.
После всего этого неизбежен вопрос, достижимо ли в таком случае устойчивое развитие в принципе
Ноосфе́ра (греч. νόος — разум и σφαῖρα — шар) — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»)[1].
Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного
. У Вернадского, Н. - это качественно новый этап эволюции биосферы, детерминированный историческим развитием человечества, его трудом и разумом. Становление этого этапа связано, по Вернадскому, со следующими параметрами: планетарным характером человеческого бытия и единством человеческого рода; соизмеримостью человеческой деятельности по преобразованию природы земной поверхности с геологическими процессами; развитием демократических форм человеческого общежития; интенсивным развитием науки и техники. В современной литературе можно встретить различные определения термина Н., однако все авторы под Н. - сферой разума - понимают ту область биосферы, которая находится под влиянием человеческой активности, и поэтому многие ее процессы в принципе могут быть управляемы и направляемы человеком. Учение о Н. часто называют био-сферно-ноосферной концепцией Вернадского и трактуют как переход от биосферы к Н., который должен обязательно состояться. Основное содержание концепции Н. в учении Вернадского можно сформулировать в виде следующих посылок: 1) деятельность человека постепенно становится основным фактором эволюции биосферы как космического тела; 2) для дальнейшего развития человечества и биосферы человек должен взять на себя ответственность за характер протекания основных эволюционных процессов планеты. Исходя из этих установок, считается, что лучше говорить об эпохе Н., т.е. такой эпохе в истории человечества, когда развитие цивилизации в целом может и должно быть согласовано с развитием планеты и прежде всего биосферы.
конец.
Элементарные сведения из истории науки (время жизни с точностью до века и главные открытия корифеев науки)
Естествознание стало формироваться в 2000-200 годы до н.э. в Вавилоне, Китае, индии, Египте. В основном это были астрономия математика, геометрия, физика. Попытки обобщения данных приводили к предпосылкам формирования естествознания.
Формирование ест-я как науки связано с натурфилософией (в др Греции, затем в др.Риме.)
Стали формироваться отдельные области знания (алхимия, анатомия, медицина и т.д.). Демокрит (4-3 вв. до н.э.) идеи атомистического строения вещества и относительности механического движения. Архимед (второй век) статика и гидростатика, сведения о электрических и магнитных явлениях. Аристотель (384-322) создал учение о механическом движении. Дифференциация наук в системе естествознания впервые наметилась при Македонском.
Наука в средние века становится лишь придатком теологии. Но на востоке развитие продолжалось быстрыми темпами.
В эпоху возрождения прорыв. Географические открытия дают толчок. Во второй половине 15го века естествознание возникает как отдельная наука. формируется экспериментальное естествознание (благодаря Леонардо да Винчи 1452-1519).
В начале 17го века формируется механическое естествознание (механика и астрология выходят на первый план). Галилео Галилей (1564-1642) выступил против механики и астрологии Аристотеля, распространил и обосновал учение Коперника о строении вселенной.
В конце 17-начале 18го века господствующим методом мышления становится метафизика, появляется метафизическое естествознание, в развитии которого принимали участие Ньютон ( переворот в физике), Лейбниц (изучил бесконечно малые величины), Декарт (аналитическая геометрия), Ломоносов, Вольф.
В конце 18го века физика и химия выдвигаются на первый план (из-за промышленного переворота). В биологии утверждаются эволюционная теория, палеонтология, эмбриология. Клеточная теория, учение о превращении энергии, теории химического строения органических соединений и так далее. Естествознание становится диалектическим.