23. Основы специальной теории относительности. Релятивистское выражение для импульса и энергии. Взаимосвязь массы и энергии.

Основу СТО, опубликованной в 1905 г. Эйнштейном, составляют два постулата:

1. Принцип относительности Эйнштейна. Он гласит, что все физические процессы при одних и тех же условиях в инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Это значит, что все инерциальные системы равноправны и физические процессы, проходящие в них, описываются одними и теми же закономерностями.

2. Принцип постоянства скорости света. Скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения источника и приемника света. Она одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в вакууме – предельная скорость в природе. Это одна из важнейших физических постоянных, т.н. «мировых констант».

Из СТО следует ряд следствий:

1) Скорость движения любого тела в любой инерциальной системе отсчета не может быть больше скорости света с. Если одна из скоростей в такой системе равна с, то сумма скоростей тоже будет равна с.

2) Масса тела зависит от скорости его движения. На скоростях близких к скорости света, масса движущегося тела увеличивается по отношению к массе покоящегося.

3) В системе, движущейся на скорости близкой к скорости света, наблюдается замедление хода времени, по сравнению с ходом времени покоящейся системы. Отсюда вытекает т.н. «парадокс близнецов». Он заключается в следующем. Если один близнец остается на Земле (покоящаяся система), а другой улетает на ракете, движущейся со скоростью близкой к скорости света (движущаяся система), то, возвратившись на Землю, он обнаружит, что его брат-близнец стал намного старше его.

4) Взаимосвязь массы и энергии, выражаемая знаменитой формулой Эйнштейна E=mc2 Здесь энергия – это вся энергия, запасенная массой, а не кинетическая энергия. Эта энергия, высвобождаемая при радиоактивном распаде, термоядерном синтезе и др.

24.Уравнения химических реакций как классические модели химических процессов. Типы химических связей и типы химических реакций. Химическим уравнением (уравнением химической реакции) называют условную запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических символов. Уравнение химической реакции даёт качественную и количественную информацию о химической реакции, реагентах и продуктах реакции; его составление основывается на законах стехиометрии, в первую очередь, законе сохранения массы веществ в химических реакциях. Кроме уравнений используются полные и краткие схемы химических реакций – условные записи, дающие представление о природе реагентов и продуктов, т. е. качественную информацию о химической реакции. Типы химических связей и реакции Ковалентная связь образуется за счёт общих электронных пар, возникающих в оболочках связываемых атомов. Она может быть образована атомами одного итого же элемента и тогда она неполярная; например, такая ковалентная связь существует в молекулах одноэлементных газов H2, O2, N2, Cl2 и др.

Ковалентная связь может быть образована атомами разных элементов, сходных по химическому характеру, и тогда она полярная; например, такая ковалентная связь существует в молекулах H2O, NF3, CO2. Ковалентная связь образуется между атомами элементов, обладающих электроотрицательным характером.

Ионная связь — прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью (>1,7 по шкале Полинга) электроотрицательностей, при которой общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Ионная связь возможна только между атомами электроположительных и электроотрицательных элементов, находящихся в состоянии разноименно заряженных ионов.

Ионы - это электрически заряженные частицы, образующиеся из нейтральных атомов или молекул путем отдачи или присоединени электронов. При отдаче электронов образуется положительно заряженный ион-катион, при присоединении-отрицательный-анион.

Металлическая связь - Металлы и их сплавы кристаллизуются в форме металлических решёток. Узлы в металлической решётке заняты положительными ионами металлов. Валентные электроны, отделившиеся от атомов металлов и оставшиеся в узлах кристаллической решётки ионы, более или менее свободно перемещаются в пространстве между катионами и обуславливают электрическую проводимость металлов. Между ионами и свободными электронами возникают электростатические взаимодействия, которые и являются причиной возникновения металлической связи. Простые химические реакции, в свою очередь, обычно подразделяют на четыре типа: реакции соединения, реакции разложения, реакции замещения и реакции обмена. химические реакции соединения A+B=AB Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное химические реакции разложения AB=A+B Из сложного вещества образуется несколько простых или сложных веществ химические реакции замещения A+BC=AC+B Атом простого вещества замещает один из атомов сложного химические реакции ионного обмена AB+CD=AD+CB Сложные вещества обмениваются своими составными частями

25. Формирование планеты Земля. Её строение и эволюция. Согласно современным научным представлениям, Земля и другие планеты Солнечной системы, сформировались 4,54 млрд лет назад из протопланетарного диска пыли и газа, оставшегося после формирования Солнца. Луна сформировалась позднее, вероятно, в результате касательного столкновения Земли с объектом, по размерам близким Марсу и массой 10 % от земной. Часть массы этого тела слилась с Землёй, а часть была выброшена в околоземное пространство и образовала кольцо обломков, со временем агрегировавшееся и давшее начало Луне. Внутреннее строение земли таково: Первый слой: Земная кора, затем верхняя мантия, мантия, внешнее ядро и внутреннее ядро. Кора Земли разделена на несколько сегментов, или тектонических плит, которые постепенно мигрируют по поверхности за периоды во много миллионов лет. Приблизительно 70,8 % поверхности планеты занимает Мировой океан, остальную часть поверхности занимают континенты и острова. Жидкая вода, необходимая для всех известных жизненных форм, не существует на поверхности какой-либо из известных планет и планетоидов Солнечной системы, кроме Земли. Внутренние области Земли достаточно активны и состоят из толстого, очень вязкого слоя, называемого мантией, которая покрывает жидкое внешнее ядро (которое и является источником магнитного поля Земли) и внутреннее твёрдое ядро, предположительно, железное.

Выделение газов из коры и вулканическая активность привели к образованию первичной атмосферы. Конденсация водяного пара, усиленная льдом, занесённым кометами, привела к образованию океанов. Существует ряд гипотез возникновения жизни на Земле. Около 3,6—4,1 млрд лет назад появился «последний универсальный общий предок»

Развитие фотосинтеза позволило живым организмам напрямую накапливать солнечную энергию. В результате в атмосфере стал накапливаться кислород, а в верхних слоях — формироваться озоновый слой. Слияние мелких клеток с более крупными привело к развитию сложных клеток — эукариотов. Настоящие многоклеточные организмы, стали всё больше приспосабливаться к окружающим условиям. Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем, жизнь смогла начать освоение поверхности Земли.

Поскольку поверхность планеты постоянно изменялась в течение сотен миллионов лет, континенты появлялись и разрушались, порой собираясь в суперконтинент. Приблизительно 750 млн лет назад, самый ранний из известных суперконтинентов — Родиния, стал раскалываться на части. Позже континенты объединились в Паннотию (600—540 млн лет назад), затем в последний из суперконтинентов — Пангею, который распался 180 миллионов лет назад.

Около 535 млн лет назад, было пять массовых вымираний. Последнее массовое вымирание случилось 65 млн лет назад, когда, вероятно, падение метеорита привело к исчезновению динозавров (не птиц) и других крупных рептилий, но обошло мелких зверей, таких как млекопитающие, которые тогда напоминали землероек. В течение последних 65 миллионов лет, развилось огромное количество разнообразных видов млекопитающих, и несколько миллионов лет назад обезьяноподобные животные получили способность прямохождения. Это позволило использовать орудия и способствовало общению, которое помогало добывать пищу и стимулировало необходимость в большом мозге. Развитие земледелия, а затем цивилизации, в короткие сроки позволило людям воздействовать на Землю как никакая другая форма жизни, влиять на природу и численность других видов.

Последний ледниковый период начался примерно 40 млн лет назад, его пик приходится на плейстоцен около 3 миллионов лет назад. На фоне продолжительных и значительных изменений средней температуры земной поверхности, что может быть связано с периодом обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики(около 200 млн лет),имеют место и меньшие по продолжительности циклы похолодания и потепления,происходящие каждые 40—100 тысяч лет.

26. Научные и этические проблемы клонирования. Основные принципы и запреты биоэтики.

Клонирование - это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.

Этические аспекты

За:

1. Клонирование постоянно происходит в естественных условиях, когда рождаются идентичные близнецы с одинаковым генотипом.

2. Появление возможности выращивания органов для пересадки их в организм, что позволит победить массу болезней таких как рак, спасти жизни людей пострадавших от катастроф и.т.д.

3. Возможность для бездетных людей иметь собственных детей.

4. Клонирование поможет людям, страдающим тяжёлыми генетическими болезнями. Если гены, определяющие какую-либо болезнь, содержатся в хромосомах отца, то в яйцеклетку матери пересаживается её собственная соматическая клетка, и тогда появляется ребенок, лишённый опасных генов, точная копия матери, и наоборот.

Против:

1. Одна из целей клонирования – «копирование» великих людей. Но становление человека как личности, базируется не только на биологической наследственности, оно определяется также семейной, социальной и культурной средой

2. Практически все религиозные учения настаивают, что появление человека на свет - в "руках" высших сил, что зачатие и рождение должно происходить естественным путем.

3. При терапевтическом клонировании человека остановка развития 14-дневного эмбриона фактически является убийством, а для женщины, отдавшей свою яйцеклетку - абортом.

4. Неудавшиеся эксперименты, угрожающие деформации являются весьма серьезными аргументами против клонирования, даже если речь идет о том, чтобы только отважиться на «поделки», сопряженные с опасностью различного рода уродств.

5. Право на это достоинство человек имеет по одной единственной причине – просто потому, что он является человеком. Это достоинство безусловно и не совместимо с какими либо требованиями целесообразности.

6. Если клонирование найдет применение как средство преодоления бесплодия, то это может привести к обострению тенденции превращения жизни в рыночный товар. Клонированный ребенок может стать жертвой современного отношения к вещам (вещи очень часто выбрасываются и заменяются новыми).

Тот, кто присваивает себе функции Бога и хочет производить людей, должен понимать, что обращение с людьми будет все более похожим на обращение с продуктами.

7. Каждый ребенок представляет собой результат совершенно новой, никогда ранее не существовавшей комбинации наследственных признаков его родителей. 8. Клонирование обостряет одну из тенденций репродуктивной медицины: взаимоотношения мужчины и женщины, объединяющихся чтобы зачать ребенка,. когда два человека – если они любят друг друга – объединяются, чтобы зачать ребенка, произвести его на свет, вырастить даже в том случае, если он вовсе не отвечает нашим лучшим ожиданиям, и заботится о нем до тех пор, пока он не будет в состоянии вести собственную жизнь.

На сегодняшний день эксперименты по клонированию человека запрещены (либо наложен мораторий) практически во всех развитых и развивающихся странах, кроме того существует специальная резолюция Совета безопасности ООН, вводящая мораторий на любые эксперименты по клонированию человека. Биоэ́тика — учение о нравственной стороне деятельности человека в медицине и биологии. Основные принципы и запреты биоэтики.Биоэтику (или сложные поведенческие программы, присущие животному миру) следует рассматривать как естественное обоснование человеческой морали. Ведь много признаков, присущих человеку, генетически обусловлено. И только часть человеческих черт обусловлена воспитанием и другими факторами внешней среды обитания. Поэтому суть эволюции составляет процесс передачи генов от поколения к поколению. Все человеческие действия – это его поведение. Хронометрия человеческого поведения показывает, в какой значительной степени биологично ваше поведение. Основные принципы биоэтики: По мнению выдающего австрийского этолога Конрада Лоренца, это создание естественным способом врожденного заперта выполнять обычные программы поведения в некоторых случаях возникающие при общении с себе подобными. Значит, полезный необходимый инстинкт остается неизменным (у хищника это гонять добычу, убивать ее, рвать на части и пр.), но для особых случаев его проявление было бы вредно, вводиться специально созданный механизм торможения. Любопытно, что культурно-историческое развитие человеческого общества происходит аналогичным образом, ведь важнейшие требования всех моральных заповедей и кодексов – это не предписания, а именно запреты. Как врожденные механизмы и ритуалы, препятствующие асоциальному поведению животных, так и человеческие табу определяют поведение, аналогичное истинно моральному лишь с функциональной точки зрения; во всем остальном оно так же далеко от морали, как животное от человека.

Все эти запреты возникают под жестким давлением отбора ради выполнения задачи сохранности вида.

27.-2

28. Биоэтика. Ранговая иерархия высших животных. Иерархия потребностей человека. Проблема жизни и смерти.

Биоэ́тика — учение о нравственной стороне деятельности человека в медицине и биологии.

Биоэтику (или сложные поведенческие программы, присущие животному миру) следует рассматривать как естественное обоснование человеческой морали.

Термин был введён в 1969 году американским онкологом и биохимиком В. Р. Поттером для обозначения этических проблем, связанных с потенциальной опасностью для выживания человечества в современном мире.  Ключевые вопросы биоэтики

- Эвтаназия

- Пересадка органов

1) Гомотрансплантация

2) Ксенотрансплантация

- Аборт

- Клонирование

- Стволовые клетки

- Проведение клинических испытаний

- Суррогатное материнство

- Евгеника

А что такое ранговый потенциал по смыслу биологическому?

Об его очевидной связи с физической силой уже говорилось, однако очень важны и другие составляющие рангового потенциала. Начнём с того, что у многих животных на теле имеются специальные знаки, прямо обозначающие его ранговый потенциал! У ос например, ранговый потенциал показан врождённым количеством щетинок на определённых частях тела. У петухов ранговый потенциал показан высотой гребня; у самцов оленей — размером и ветвистостью рогов, у дрозда — размером пятна на горле. И даже у человека есть такой знак, правда как и у оленей — только у мужчин. В силу многих причин этот знак не имеет у людей той непреодолимой власти, какую имеет, к примеру у петухов размер гребня, однако его влияние нельзя полностью сбрасывать со счетов

Иерархия потребностей человека. Пирамида потребностей- идея американского психолога А. Маслоу.

(низший) Физиологические потребности: голод, жажда, половое влечение и т. д.

Потребность в безопасности: чувство уверенности, избавление от страха и неудач.

Потребность в принадлежности и любви.

Потребность в уважении: достижение успеха, одобрение, признание.

Познавательные потребности: знать, уметь, исследовать.

Эстетические потребности: гармония, порядок, красота.

(высший) Потребность в самоактуализации: реализация своих целей, способностей, развитие собственной личности.

Проблема жизни и смерти

Идея жизни и смерти пронизывает все содержание работ М. Хайдеггера, Ж.П. Сартра, А. Камю, Г. Марселя, К. Ясперса и других западных мыслителей. Ключевое значение она приобретает и для отечественной философии в связи с тем, что значительная часть населения оказалась за чертой бедности и находится на грани выживания, воспринимая по-особому конечность своего существования. В создавшейся ситуации неизбежность собственной смерти воспринимается человеком не как отвлеченная проблема, а вызывает сильнейшее эмоциональное потрясение, затрагивает самые глубины его внутреннего мира.

Жизнь и смерть - вечная проблема человеческого существования. 

29.-19

30. Биосфера, ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости. Биосфе́ра — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

Эволюция 1.  Первый этап — возникновение жизни и первичной биосферы. Ведущие факторы здесь — геохимические и климатические изменения на Земле. 2. Второй этап — усложнение структуры биосферы в результате появления многочисленных и разнообразных эукариотных организмов — как одноклеточных, так и многоклеточных. Движущим фактором выступает биологическая эволюция. 3. Третий этап — возникновение человека, человеческого общества и постепенное превращение биосферы в ноосферу. Ресурсы Источниками существования живого в биосфере, или ее ресурсами, являются кислород, вода, почва, минералы, растительность, животные и др. Ресурсы делятся на неисчерпаемые и исчерпаемые. Неисчерпаемость Космоса, энергии Солнца, гравитации и многого другого в масштабе сроков эволюции человека в биосфере очевидна. Быстро возобновимые исчерпаемые ресурсы воссоздаются популяциями, имеющими большой биотический потенциал Относительно (медленно или не полностью) возобновимые ресурсы являются сложными многокомпонентными экосистемами (почва, лес). Для восстановления 1 см толщины плодородного слоя почвы требуется в среднем около 150 лет. В разных климатических и ландшафтных зонах этот процесс идет с разной скоростью. Для восстановления зрелого хвойного леса (устойчивое климаксное сообщество) требуется около 100 лет. Молодые леса, не являющиеся устойчивыми сообществами, восстанавливаются быстрее. Невозобновимые ресурсы биосферы (например, ископаемые руды, осадочные породы и др.) и сейчас образуются при геохимических процессах в недрах, глубинах океана, а также на поверхности земной коры, но скорость их формирования в земной коре или ландшафтной сфере несравнимо меньше скорости их потребления человеческим обществом. Ресурсы классифицируют : по их использованию - на производственные (промышленные исельскохозяйственные), здравоохранительные, рекреационные, эстетические, научные; по принадлежности к тем или иным компонентам природы (земельные, водные, минеральные, животные, растительные); по заменимости (напр., кислород заменить нечем);по исчерпаемости. Пределы устойчивости. Стабильность биосферы основывается на высоком разнообразии живых организмов, отдельные группы которых выполняют различные функции в поддержании общего потока вещества и распределении энергии, на теснейшем переплетении и взаимосвязи   биогенных и абиогенных процессов, на согласовывании циклов отдельных элементов и уравновешивании емкости отдельных резервуаров. В биосфере действуют сложные системы обратных связей и зависимостей. Однако стабильность атмосферы имеет определенные пределы, и нарушение ее регуляторных возможностей чревато серьезными последствиями. Выступая как важнейший агент связывания и перераспределения на поверхности Земли космической энергии, живое вещество выполняет тем самым функцию космического значения. Современная деятельность человека во многом нанесла непредвиденный ущерб окружающей среде, что в конечном итоге угрожает дальнейшему развитию самого человечества. Эти изменения на данном этапе еще не являются непоправимыми. Поэтому одна из задач современной экологии - это изучение регуляторных процессов в биосфере, создание научного фундамента ее рационального использования. Основные законы функционирования биосферы уже вырисовываются, но предстоит еще многое сделать объединенными усилиями экологов всех стран мира.

31. Планетарная модель атома Резерфорда и ее особенности модель атома и теория Бора Модель атома, предложенная Резерфордом в 1911 г., напоминала солнечную систему: в центре находится атомное ядро, а вокруг него но своим орбитам движутся электроны. Ядро имеет положительный заряд, а электроны — отрицательный. Вместо сил тяготения, действующего в Солнечной системе, в атоме действуют электрические силы. Электрический заряд ядра атома, численно равный порядковому номеру в периодической системе Менделеева, уравновешивается суммой зарядов электронов — атом электрически нейтрален. Неразрешимое противоречие этой модели заключалось в том, что электроны, чтобы не потерять устойчивость, должны двигаться вокруг ядра. В то же время они, согласно законам электродинамики, обязательно должны излучать электромагнитную энергию. Но в таком случае электроны очень быстро потеряли бы всю свою энергию и упали на ядро. Следующее противоречие связано с тем, что спектр излучения электрона должен быть непрерывным, так как электрон, приближаясь к ядру, менял бы свою частоту. Опыт же показывает, что атомы излучают свет только определенных частот. Именно поэтому атомные спектры называют линейчатыми. Другими словами, планетарная модель атома Резерфорда оказалась несовместимой с электродинамикой Дж. К. Максвелла. такой атом не может быть устойчивым: двигаясь по круговым (или эллиптическим) орбитам, электрон испытывает ускорение, а поэтому он должен излучать электромагнитные волны, несущие энергию. Потеря энергии приведет электрон к падению на ядро. Таким образом, подобный атом не может быть устойчивым, а потому в реальности не может существовать. Таким образом, классическая физика не могла найти объяснения устойчивости атомов. Суть опыта Резерфорда:Резерфорд изучал явление, которое наблюдалось при бомбардировке пластинки тонкой золотой фольги альфа-частицами, излучаемыми таким радиоактивным элементом, как уран. Оказалось, что с помощью угла отражения альфа-частиц можно изучать структуру устойчивых элементов, из которых состоит пластинка. Согласно принятым тогда представлениям, модель атома была подобна пудингу с изюмом: положительные и отрицательные заряды были равномерно распределены внутри атома и, следовательно, не могли в значительной мере изменять направление движения альфа-частиц. Резерфорд, однако, заметил, что определенные альфа-частицы отклонялись от ожидаемого направления в значительно большей степени, чем это допускалось теорией. Работая с Эрнестом Марсденом, студентом Манчестерского университета, ученый подтвердил, что довольно большое число альфа частиц отклоняется дальше, чем ожидалось, причем некоторые под углом более чем 90 градусов. Тот факт, что многие альфа-частицы проходили сквозь фольгу, не отклоняясь от своего направления движения, говорит о том, что атом не является сплошным образованием. Так как масса альфа-частицы почти в 8000 раз превосходит массу электрона, то электроны, входящие в состав атомов фольги, не могут заметно изменить траекторию альфа-частиц. Рассеяние альфа-частиц может вызывать положительно заряженная частица атома – атомное ядро. Планетарная модель атома не могла объяснить ни устойчивости атомов, ни линейчатый характер спектра газов и паров. I постулат - постулат стационарных состояний: В атоме существуют стационарные квантовые состояния, не изменяющиеся с течением времени без внешнего воздействия на атом. В этих состояниях атом не излучает электромагнитных волн, хотя и движется с ускорением. Каждому стационарному состоянию атома соответствует определенная энергия атома.

Модели атома и теория Бора Модель атома Н. Бора, разрешавшая все противоречия резерфорда (Планетарная модель атома не могла объяснить ни устойчивости атомов, ни линейчатый характер спектра газов и паров.) базировалась на планетарной модели Э. Резерфорда и на разработанной им самим квантовой теории строения атома. Н. Бор выдвинул гипотезу строения атома, основанную на двух постулатах, совершенно несовместимых с классической физикой: 1) в каждом атоме существует несколько стационарных состояний (говоря языком планетарной модели, несколько стационарных орбит) электронов, двигаясь по которым электрон может существовать, не излучая; 2) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атом излучает или поглощает порцию энергии. Постулаты Бора объясняют устойчивость атомов: находящиеся в стационарных состояниях электроны без внешней на то причины не излучают электромагнитной энергии. Теория атома Н. Бора позволяла дать точное описание атома водорода, состоящего из одного протона и одного электрона трудностями. Чем подробнее теоретики пытались описать движение электронов в атоме, определить их орбиты, тем большим было расхождение теоретических результатов с экспериментальными данными. Как стало ясно в ходе развития квантовой теории, эти расхождения главным образом были связаны с волновыми свойствами электрона. Т. е., следует учитывать, что электрон не точка и не твердый шарик, он обладает внутренней структурой, которая может изменяться в зависимости от его состояния. При этом детали внутренней структуры электрона неизвестны. Следовательно, точно описать структуру атома на основании представления об орбитах точечных электронов принципиально невозможно, поскольку таких орбит в действительности не существует. Вследствие своей волновой природы электроны и их заряды как бы размазаны по атому, однако не равномерно, а таким образом, что в некоторых точках усредненная по времени электронная плотность заряда больше, а в других — меньше. Модели атома. Модель атома, предложенная Резерфордом в 1911 г., напоминала солнечную систему: в центре находится атомное ядро, а вокруг него но своим орбитам движутся электроны. Ядро имеет положительный заряд, а электроны — отрицательный. Вместо сил тяготения, действующего в Солнечной системе, в атоме действуют электрические силы. Электрический заряд ядра атома, численно равный порядковому номеру в периодической системе Менделеева, уравновешивается суммой зарядов электронов — атом электрически нейтрален. Неразрешимое противоречие этой модели заключалось в том, что электроны, чтобы не потерять устойчивость, должны двигаться вокруг ядра. В то же время они, согласно законам электродинамики, обязательно должны излучать электромагнитную энергию. Но в таком случае электроны очень быстро потеряли бы всю свою энергию и упали на ядро. Следующее противоречие связано с тем, что спектр излучения электрона должен быть непрерывным, так как электрон, приближаясь к ядру, менял бы свою частоту. Опыт же показывает, что атомы излучают свет только определенных частот. Именно поэтому атомные спектры называют линейчатыми. Другими словами, планетарная модель атома Резерфорда оказалась несовместимой с электродинамикой Дж. К. Максвелла. Согласно первой пудинговой модели, предложенной английским физиком Джозефом Джоном Томсоном, положительный заряд как бы размазан внутри объема атома. В атом как бы вкраплены отдельные электроны, нейтрализующие положительный заряд. Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. II постулат - правило частот: При переходе атома из одного стационарного состояния в другое излучается или поглощается 1 фотон.

32. Структурные уровни биосферы, взаимосвязь ее компонентов.

1.Молекулярный. Любая живая система выявляется на уровни взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, полисахаридов, а тоже других важных органических веществ.

2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов только подтверждает это правило, т.к. яны могут выявлять свойства живых систем только в клетках.

3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельного существования. Многоклеточный организм образованный совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения разных функций.

4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, похожих по структурно-функциональной организации, располагавших одинаковый кариотип и единственное происхождение и которые занимают определенный ареал поселения, свободно перекрестных промеж собой и дательных плодовитое потомство, что характеризуются похожим поведением и определенными взаимоотношениями с другими видами и факторами неживой природы. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местам поселения, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

5.Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов разных видов и разной сложности организации со всеми факторами определенной среды их поселения - компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

6.Биосферный. Биосфера - сомы высокий уровень организации жизни на нашей планете. В ей выделяют живое вещество - совокупность всех живых организмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва)

Общие закономерности организации биосферы. Биосферу формируют в большей степени не внешние факторы, а внутренние закономерности. Важнейшим свойством биосферы является взаимодействие живого и неживого. Количество живого вещества в биосфере, как известно, не подвержено заметным изменениям. Эта закономерность была сформулирована в виде закона константности количества живого вещества В. И. Вернадского: количество живого вещества биосферы для данного геологического периода есть константа. Практически данный закон является количественным следствием закона внутреннего динамического равновесия для глобальной экосистемы — биосферы. Поскольку живое вещество в соответствии с законом биогенной миграции атомов есть энергетический посредник между Солнцем и Землей, то или его количество должно быть постоянным, или должны меняться его энергетические характеристики. Закон физико-химического единства живого вещества (все живое вещество Земли физико-химически едино) исключает значительные перемены в последнем свойстве. Отсюда для живого вещества планеты неизбежна количественная стабильность. Она характерна в полной мере и для числа видов. Живое вещество как аккумулятор солнечной энергии должно одновременно реагировать как на внешние (космические) воздействия, так и на внутренние изменения. Снижение или увеличение количества живого вещества в одном месте биосферы должно приводить к процессу с точностью наоборот в другом месте, потому что освободившиеся биогены могут быть ассимилированы остальной частью живого вещества или будет наблюдаться их недостаток. Здесь следует учитывать скорость процесса, в случае антропогенного изменения намного более низкую, чем прямое нарушение природы человеком. Помимо константности и постоянства количества живого вещества, нашедшего отражение в законе физико-химического единства живого вещества, в живой природе наблюдается постоянное сохранение информационной и соматической структуры, несмотря на то» что она и несколько меняется с ходом эволюции. Данное свойство было отмечено Ю. Голдсмитом (1981) и получило название закона сохранения структуры биосферы — информационной и соматической, или первого закона экодинамики.

33.-16

34. Современное естествознание и проблема социума. Техногенное общество. Роль современного естествознания в преодолении энергетического, экологического и информационного кризисов. Современная наука представляет собой целостный динамически организованный и саморазвивающийся организм. Вместе с социально-практической основой происхождения и развития науки, с ее приложениями на практике в ней сильны также и тенденции собственной эволюции, продиктованные внутренними причинами. Такое совершенствование наук влияет как на научноехнический прогресс, так и на социальный. Традиционно принято считать, что наиболее активно на социальный прогресс влияют общественные науки, а естествознание – лишь на научно-технический прогресс. Вместе с тем современный уровень состояния естествознания, обретение им более глубоких взаимосвязей с другими науками, прямое и опосредованное влияние на динамику производительных сил позволяют и ему включиться в решение общесоциальных задач. Осознание того факта, что социальный и научнотехнический прогрессы в настоящее время тесно связаны, взаимозависимы, помогает увидеть возрастающее влияние естествознания на социальный прогресс, на качество общественного устройства. Особенно это заметно на примерах решения проблем планирования, проектирования, экологии и др. Наиболее значимые, эффективные теоретические подходы к разрешению экологического кризиса, использование естественно-научных концепций, математического эксперимента приводят к выводу о необходимости согласованного действия социальной и научно- технической компонент при построении любого общества. витии претерпело ряд модификаций. Исторически разным предстает его объект, хотя это всегда природа. Различна и историческая роль этой системы в динамике взаимосвязи науки и практики. Современное осмысление естествознания предполагает выявление способов функционирования; структурного, предметного, методологического оснащения; а также эволюционной динамики его концепций, исторических и логических взаимопереходов отражательных и конструирующих возможностей. Выбор наиболее актуальных вопросов для исследования зависит и от оценки роли внутренних механизмов в прогрессе отмеченного блока знаний или отдельных егодисциплин, и от сопряженных с ними внешних факторов. Техногенное общество благодаря наукотехнике в мире формируется постаграрное общество: вначале индустриальное, а с конца ХХ в. индустриально развитые капиталистические страны переходят на новую стадию развития- постиндустриальную. Глобализирующееся под воздействием научно-технического прогресса и других факторов современное техногенное общество головокружительными темпами меняет весь социоприродный мир. Наибольшие блага при этом получают промышленно развитые, урбанизированные страны, а развивающиеся находятся в технико-экономической зависимости от развитого мира. Современное общество является историческим компонентом в сложной системе эволюции жизни на Земле в целом; и естественно, оно должно рассматриваться в этом широком контексте, в том числе в социоприродном единстве жизни. Теоретико-методологической базой нашего исследования является системный социоприродный подход к изучению взаимосвязанных явлений единой эволюции общества и биосферы. Как показывают наши исследования, в техногенном (индустриальном и постиндустриальном) обществе развитие осуществляется на основе наукотехники и создаваемой ею искусственной предельно урбанизированной среды - техносферы, которые, взаимодействуя с социумом и биосферой, подчиняют, трансформируют и разрушают их. Техносфера целенаправленно создается людьми для приобретения ими независимости от неблагоприятных факторов природной среды и более того – комфортного существования, то есть для удовлетворения социально-экономических потребностей населения. Техносфера является посредником в системе «человек-биосфера». Поэтому, помимо технико-технологических связей, для техногенного общества присущи еще социотехнические,биосферотехнические, экономические, научные и культурные связи на индустриальной и постиндустриальной ступени исторического развития. Таким образом, техногенное общество представляет собой систему «социум-техносфера-биосфера» и развивается на основе техногенеза, техногенной эволюции современного земного мира. Совокупность национальных техногенных обществ образует в отдельных регионах техногенную цивилизацию, а совокупность последних – сообщество техногенных цивилизаций.

35. Синергетика и основные принципы самоорганизации систем.

Синерге́тика  междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем

«…Наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы…»

Основные принципы:

Природа иерархически структурирована в несколько видов открытых нелинейных систем разных уровней организации: в динамически стабильные, в адаптивные, и наиболее сложные - эволюционирующие системы.

-Связь между ними осуществляется через хаотическое, неравновесное состояние систем соседствующих уровней

-Неравновесность является необходимым условием появления новой организации, нового порядка, новых систем, т.е. — развития

-Когда нелинейные динамические системы объединяются, новое образование не равно сумме частей, а образует систему другой организации или систему иного уровня

-Общее для всех эволюционирующих систем: неравновесность, спонтанное образование новых микроскопических (локальных) образований, изменения на макроскопическом (системном) уровне, возникновение новых свойств системы, этапы самоорганизации и фиксации новых качеств системы.

36. Ноосфера Вернадского и экология окружающей природной среды. Ноосфе́ра — 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») Ноосфера - это современная биосфера, частью которой является человечество. "Человечество, взятое в целом - писал Вернадский - становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера… [Человек] может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше". Эколо́гия — наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.  Современная экология — сложная, разветвлённая наука. Ч. Элтон использовал концепции трофической (пищевой цепи), пирамиды численности, динамики численности^[5]. Полагают, что вклад в теоретические основы современной экологии внёс Б. Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии: 1.Всё связано со всем 2.Ничто не исчезает в никуда 3.Природа знает лучше — закон имеет двойной смысл — одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами. 4.Ничто не даётся даром (вольный перевод — в оригинале что-то вроде «Бесплатных обедов не бывает») 5.1)Сегодня, как никогда, актуальна проблема охраны окружающей среды. Если обратиться к истории природопользования, то это сравнительно новое понятие. 2)Давно не является секретом тот факт, что человеческая деятельность оказывает непосредственное воздействие на состояние экологии окружающей среды, что в свою очередь негативно отражается на здоровье человека. Особенно это отражается на состоянии воды, воздуха, почвы. 3)Еще с давних времен человек постоянно изменял внешнюю среду, облегчая свое существование. До определенного момента окружающая среда могла противостоять негативным последствиям вмешательства человека. К изменению ситуации привел дальнейший прогресс человечества. Бурное развитие промышленности, значительный рост населения Земли, появление мегаполисов привели к тому, что окружающая нас среда утратила способность к самостоятельному восстановлению. Сохранение таких тенденций и в дальнейшем, может создать угрозу существования самого человечества. Еще сравнительно недавно всем индустриально-развитым странам были характерны черные облака от дыма от развитой промышленности, вода, больше похожая на стоки, свалки и терриконы на месте когда-то плодородных земель. И, что самое главное, человечество это мало волновало – все его силы были направлены только на дальнейший прогресс. 4)И только во второй половине 20 века, когда проблема экология окружающей среды приобрела глобальный характер, человечество заметило, что состояние настолько катастрофическое, что многие растительные и животные сообщества с трудом существуют в сложившейся экосистеме. Только тогда люди осознали, что угроза стоит не только над животными и растениями, но и над человечеством в целом. 5)Нельзя сказать, что до этого момента природоохранными вопросами никто не занимался. Просто с осознанием угрозы человечеству изменилось отношение к данному вопросу, были поставлены другие акценты природоохранных мероприятий.

37. Корпускулярно-волновой дуализм и принцип дополнительности В 1924 г. произошло одно из величайших событий в истории физики: французский физик Л. де Бройль выдвинул идею о волновых свойствах материи. В своей работе «Свет и материя» он писал о необходимости использовать волновые и корпускулярные представления не только в соответствии с учением А. Эйнштейна в теории света, но также и в теории материи. Л. де Бройль утверждал, что волновые свойства, наряду с корпускулярными, присущи всем видам материи: электронам, протонам, атомам, молекулам и даже макроскопическим телам. Смелая мысль Л. де Бройля о всеобщем «дуализме» частицы и волны позволила построить теорию, с помощью которой можно было охватить свойства материи и света в их единстве. Кванты света становились при этом особым моментом всеобщего строения микромира. Волны материи, которые первоначально представлялись как наглядно-реальные волновые процессы по типу волн акустики, приняли абстрактно-математический облик и получили благодаря немецкому физику М. Борну символическое значение как «волны вероятности». Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике стал всеобщим. Любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых свойств. Тот факт, что один и тот же объект проявляется и как частица и как волна, разрушал традиционные представления. Форма частицы подразумевает сущность, заключенную в малом объеме или в конечной области пространства, тогда как волна распространяется по его огромным областям. В квантовой физике эти два описания реальности являются взаимоисключающими, но равно необходимыми для того, чтобы полностью описать рассматриваемые явления. Квантово-механическое описание микромира основывается на соотношении неопределенностей, установленном немецким физиком В. Гейзенбергом, и принципе дополнительности Н. Бора. С точки зрения классической механики, соотношение неопределенностей представляется абсурдом. Чтобы лучше оценить создавшееся положение, нужно иметь в виду, что мы, люди, живем в макромире и, в принципе, не можем построить наглядную модель, которая была бы адекватна микромиру. Соотношение неопределенностей есть выражение невозможности наблюдать микромир, не нарушая его. Любая попытка дать четкую картину микрофизических процессов должна опираться либо на корпускулярно, либо на волновое толкование. Фундаментальным принципом квантовой механики, наряду с соотношением неопределенностей, является принцип дополнительности, которому Н. Бор дал следующую формулировку «Понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего». С теоретической точки зрения, микрообъекты, для которых существенным является квант действия М. Планка, не могут, рассматриваться так же, как объекты макромира, ведь для них планковская константа h из-за ее малой величины не имеет, значения. В микромире корпускулярная и волновая картин сами по себе не являются достаточными, как в мире больших тел. Обе «картины» законны, и противоречие между ними снять нельзя. Поэтому корпускулярная и волновая картины должны дополнять одна другую, т. е. быть комплементарными. Только при учете, обоих аспектов можно получить общую картину микромира.

38.-20