
- •Isbn 5-329-00647-3 (ооо «Издательский дом «оникс 21 век») isbn 5-94666-055-1
- •Часть I. Физические основы строения материального мира
- •Глава 1. Общие представления об естествознании ........................................... 12
- •Глава 2. Механика дискретных объектов.................................................................. 32
- •Глава 3. Физика полей .............................................................................................................. 49
- •Глава 4. Теория относительности эйнштейна — мост между
- •Глава 5. Основы квантовой механики и квантовой электродинамики
- •Глава 6. Физика вселенной................................................................................................... 77
- •Глава 7. Проблема «порядок—беспорядок» в природе и обществе.
- •Глава 8. Симметрия и асимметрия в различных физических
- •Глава 9. Современная естественно-научная картина мира с позиции
- •Часть II. Физика живого и эволюция природы и общества 145
- •Глава 10. Общие проблемы физики живого ............................................................ 145
- •Глава 11. От физики существующего к физике возникающего ............. 146
- •Глава 12. Физические аспекты и принципы биологии .................................. 172
- •Глава 13. Физические принципы воспроизводства и развития живых
- •Глава 14. Физическое понимание эволюционного и
- •Глава 15. Физические и информационные поля биологических
- •Глава 16ю физические аспекты биосферы и основы экологии.............. 265
- •Глава 17. Физические модели самоорганизации в экономике............... 285
- •Часть I. Физические основы строения
- •Глава 1. Общие представления об естествознании
- •1.1. Этапы развития и становления естествознания
- •1.1.1. Программа Платона
- •1.1.2. Представления Аристотеля
- •1.1.3. Модель Демокрита
- •1.2. Проблемы естествознания на пути познания мира
- •1.2.1. Физический рационализм
- •1.2.2. Методы познания
- •1.2.3. Целостное восприятие мира
- •1.2.4. Физика и восточный мистицизм
- •1.2.5. Взаимосвязь естественных и гуманитарных наук
- •1.2.6. Синергетическая парадигма
- •1.2.7. Универсальный принцип естествознания — принцип
- •Глава 2. Механика дискретных объектов
- •2.1. Трехмерность пространства
- •2.2. Пространство и время
- •2.3. Особенности механики Ньютона
- •2.4. Движение в механике
- •2.5. Законы Ньютона — Галилея
- •2.6. Законы сохранения
- •2.7. Принципы оптимальности
- •2.8. Механическая картина мира
- •Глава 3. Физика полей
- •3.1. Определение понятия поля
- •3.2. Законы Фарадея — Максвелла для электромагнетизма
- •3.3. Электромагнитное поле
- •3.4. Гравитационное поле
- •3.5. Электромагнитная картина мира
- •Глава 4. Теория относительности эйнштейна —
- •4.1. Физические начала специальной теории относительности (сто)
- •4.1.1. Постулаты а. Эйнштейна в сто
- •4.1.2. Принцип относительности г. Галилея
- •4.1.3. Теория относительности и инвариантность времени
- •4.1.4. Постоянство скорости света
- •4.1.5. Преобразования г. Лоренца
- •4.1.6. Изменение длины и длительности времени в сто
- •4.1.7. «Парадокс близнецов»
- •4.1.8. Изменение массы в сто
- •4.2. Общая теория относительности (ото)
- •4.2.1. Постулаты ото
- •4.2.2. Экспериментальная проверка ото
- •4.2.3. Гравитация и искривление пространства
- •4.2.4. Основные итоги основ теории относительности
- •Глава 5. Основы квантовой механики и квантовой
- •5.1. Описание процессов в микромире
- •5.2. Необходимость введения квантовой механики
- •5.3. Гипотеза Планка
- •5.4. Измерения в квантовой механике
- •5.5. Волновая функция и принцип неопределенности в. Гейзенберга
- •5.6. Квантовая механика и обратимость времени
- •5.7. Квантовая электродинамика
- •Глава 6. Физика вселенной
- •6.1. Космологическая модель а. Эйнштейна — a.A. Фридмана
- •6.2. Другие модели происхождения Вселенной
- •6.2.1. Модель Большого Взрыва
- •6.2.2. Реликтовое излучение
- •6.2.3. Расширяется или сжимается Вселенная?
- •6.2.4. Сценарий развития Вселенной после Большого Взрыва
- •6.2.5. Модель раздувающейся Вселенной
- •6.3. Современные представления об элементарных частицах как
- •6.3.1. Классификация элементарных частиц
- •6.3.2. Кварковая модель
- •6.4. Фундаментальные взаимодействия и мировые константы
- •6.4.1. Мировые константы
- •6.4.2. Фундаментальные взаимодействия и их роль в природе
- •6.4.3. Из чего же состоит вещество Вселенной?
- •6.4.4. Черные дыры
- •6.5. Модель единого физического поля и многомерность
- •6.5.1. Возможность многомерности пространства
- •6.6. Устойчивость Вселенной и антропный принцип
- •6.6.1. Множественность миров
- •6.6.2. Иерархичность структуры Вселенной
- •6.7. Антивещество во Вселенной и антигалактики
- •6.8. Механизм образования и эволюции звезд
- •6.8.1. Протон-протонный цикл
- •6.8.2. Углеродо-азотный цикл
- •6.8.3. Эволюция звезд
- •6.8.4. Пульсары
- •6.8.5. Квазары
- •Глава 7. Проблема «порядок—беспорядок» в
- •7.1. Неравновесная термодинамика и синергетика
- •7.2. Динамика хаоса и порядка
- •7.3. Модель э. Лоренца
- •7.4. Диссипативные структуры
- •7.6. Реакции Белоусова — Жаботинского
- •7.7. Динамический хаос
- •7.8. Фазовое пространство
- •7.9. Аттракторы
- •7.10. Режим с обострением
- •7.11. Модель Пуанкаре описания изменения состояния системы
- •7.12. Динамические неустойчивости
- •7.13. Изменение энергии при эволюции системы
- •7.14. Гармония хаоса и порядка и «золотое сечение»
- •7.15. Открытые системы
- •7.16. Принцип производства минимума энтропии
- •Глава 8. Симметрия и асимметрия в различных
- •8.1. Симметрия и законы сохранения
- •8.2. Симметрия—асимметрия
- •8.3. Закон сохранения электрического заряда
- •8.4. Зеркальная симметрия
- •8.5. Другие виды симметрии
- •8.6. Хиральность живой и неживой природы
- •8.7. Симметрия и энтропия
- •Глава 9. Современная естественно-научная
- •9.1. Классификация механик
- •9.2. Современная физическая картина мира
- •Часть II. Физика живого и эволюция природы
- •Глава 10. Общие проблемы физики живого
- •Глава 11. От физики существующего к физике
- •11.1. Термодинамические особенности развития живых систем
- •11.1.1. Роль энтропии для живых организмов
- •11.1.2. Неустойчивость как фактор развития живого
- •11.2. Энергетический подход к описанию живого
- •11.2.1. Устойчивое неравновесие
- •11.3. Уровни организации живых систем и системный подход к
- •11.3.1. Иерархия уровней организации живого
- •11.3.2. Метод Фибоначчи как фактор гармонической
- •11.3.3. Физический и биологический методы изучения природы
- •11.3.4. Антропный принцип в физике живого
- •11.3.5. Физическая эволюция л. Больцмана и биологическая
- •11.4. Физическая интерпретация биологических законов
- •11.4.1. Физические модели в биологии
- •11.4.2. Физические факторы развития живого
- •11.5. Пространство и время для живых организмов
- •11.5.1. Связь пространства и энергии для живого
- •11.5.2. Биологическое время живой системы
- •11.5.3. Психологическое время живых организмов
- •11.6. Энтропия и информация в живых системах
- •11.6.1. Ценность информации
- •11.6.2. Кибернетический подход к описанию живого
- •11.6.3. Роль физических законов в понимании живого
- •Глава 12. Физические аспекты и принципы
- •12.1. От атомов к протожизни
- •12.1.1. Гипотезы происхождения жизни
- •12.1.2. Необходимые факторы возникновения жизни
- •12.1.3. Теория абиогенного происхождения жизни а.И. Опарина
- •12.1.4. Гетеротрофы и автотрофы
- •12.2. Химические процессы и молекулярная самоорганизация
- •12.2.1. Химические понятия и определения
- •12.2.2. Аминокислоты
- •12.2.3. Теория химической эволюции в биогенезе
- •12.2.4. Теория молекулярной самоорганизации м. Эйгена
- •12.2.5. Циклическая организация химических реакций и гиперциклы
- •12.3. Биохимические составляющие живого вещества
- •12.3.1. Молекулы живой природы
- •12.3.2. Мономеры и макромолекулы
- •12.3.3. Белки
- •12.3.4. Нуклеиновые кислоты
- •12.3.5. Углеводы
- •12.3.6. Липиды
- •12.3.7. Роль воды для живых организмов
- •12.4. Клетка как элементарная частица молекулярной биологии
- •12.4.1. Строение клетки
- •12.4.2. Процессы в клетке
- •12.4.3. Клеточные мембраны
- •12.4.4. Фотосинтез
- •12.4.5. Деление клеток и образование организма
- •12.5. Роль асимметрии в возникновении живого
- •12.5.1. Оптическая активность вещества и хиральность
- •12.5.2. Гомохиральность и самоорганизация в живых организмах
- •Глава 13. Физические принципы воспроизводства и
- •13.1. Информационные молекулы наследственности
- •13.1.1. Генетический код
- •13.1.2. Гены и квантовый мир
- •13.2. Воспроизводство и наследование признаков
- •13.2.1. Генотип и фенотип
- •13.2.2. Законы генетики г. Менделя
- •13.2.3. Хромосомная теория наследственности
- •13.3. Процессы мутагенеза и передача наследственной информации
- •13.3.1. Мутации и радиационный мутагенез
- •13.3.2. Мутации и развитие организма
- •13.4. Матричный принцип синтеза информационных макромолекул и
- •13.4.1. Передача наследственной информации через репликации
- •13.4.2. Матричный синтез путем конвариантной редупликации
- •13.4.3. Транскрипция
- •13.4.4. Трансляция
- •13.4.5. Отличия белков и нуклеиновых кислот
- •13.4.6. Новый механизм передачи наследственной информации и
- •Глава 14. Физическое понимание эволюционного и
- •14.1. Онтогенез и филогенез. Онтогенетический и популяционный
- •14.1.1. Закон Геккеля для онтогенеза и филогенеза
- •14.1.2. Онтогенетический уровень жизни
- •14.1.3. Популяции и популяционно-видовой уровень живого
- •14.2. Физическое представление эволюции
- •14.2.1. Синтетическая теория эволюции
- •14.2.2. Эволюция популяций
- •14.2.3. Элементарные факторы эволюции
- •14.2.4. Живой организм в индивидуальном и историческом
- •14.2.5. Геологическая эволюция и общая схема эволюции Земли
- •14.3. Аксиомы биологии
- •14.3.1. Первая аксиома
- •14.3.2. Вторая аксиома
- •14.3.3. Третья аксиома
- •14.3.4. Четвертая аксиома
- •14.3.5. Физические представления аксиом биологии
- •14.4. Признаки живого и определения жизни
- •14.4.1. Совокупность признаков живого
- •14.4.2. Определения жизни
- •14.5. Физическая модель демографического развития сп. Капицы
- •Глава 15. Физические и информационные поля
- •15.1. Физические поля и излучения функционирующего организма
- •15.1.1. Электромагнитные поля и излучения живого организма
- •15.1.2. Тепловое и другие виды излучений
- •15.2. Механизм взаимодействия излучений человека с окружающей
- •15.2.1. Электромагнитное и ионизирующее излучения
- •15.2.2. Возможности медицинской диагностики и лечения на
- •15.3. Устройство памяти. Воспроизводство и передача информации в
- •15.3.1. Физические процессы передачи информационного сигнала
- •15.3.2. Физическая основа памяти
- •15.3.3. Человеческий мозг и компьютер
- •Глава 16ю физические аспекты биосферы и основы
- •16.1. Структурная организованность биосферы
- •16.1.1. Биоценозы
- •16.1.2. Геоценозы и биогеоценозы. Экосистемы
- •16.1.3. Понятие биосферы
- •16.1.4. Биологический круговорот веществ в природе
- •16.1.5. Роль энергии в эволюции
- •16.2. Биогеохимические принципы в.И. Вернадского и живое вещество
- •16.2.1. Живое вещество
- •16.2.2. Биогеохимические принципы в.И. Вернадского
- •16.3. Физические представления эволюции биосферы и переход к
- •16.3.1. Основные этапы эволюции биосферы
- •16.3.2. Ноосфера
- •16.3.3. Преобразование биосферы в ноосферу
- •16.4. Физические факторы влияния Космоса на земные процессы
- •16.4.1. Связь Космоса с Землей по концепции а.Л. Чижевского
- •16.5. Физические основы экологии
- •16.5.1. Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую
- •16.5.2. Физические принципы ухудшения экологии
- •16.6. Принципы устойчивого развития
- •16.6.1. Оценки устойчивости биосферы
- •16.6.2. Концепция устойчивого развития и необходимость
- •Глава 17. Физические модели самоорганизации в
- •17.1. Экономическая модель длинных волн н. Д. Кондратьева
- •17.2. Обратимость и необратимость процессов в экономике
- •17.3. Синергетические представления устойчивости в экономике
- •17.4. Физическое моделирование рынка
- •17.5. Циклический характер экономических процессов в модели н.Д.
- •17.6. Модель колебательных процессов в экономике
- •Глава 1. Общие представления об естествознании..........5
- •Глава 2. Механика дискретных объектов.....................42
- •Глава 3. Физика полей.......................................73
- •Глава 4. Теория относительности эйнштейна - мост между
- •Глава 5. Основы
- •Глава 6. Физика вселенной.................................122
- •Глава 7. Проблема «порядок-беспорядок» в природе
- •Глава 8. Симметрия и асимметрия в различных физических
- •Глава 9. Современная естественно-научная картина мира с
- •Глава 10. Общие проблемы физики живого.................. 239
- •Глава 11. От
- •Глава 12. Физические аспекты и принципы биологии.......289
- •Глава 13. Физические принципы воспроизводства и развития
- •Глава 14. Физическое понимание эволюционного
- •Глава 15. Физические и информационные поля биологических
- •Глава 16. Физические
- •Глава 17. Физические
Глава 9. Современная естественно-научная
КАРТИНА МИРА С ПОЗИЦИИ ФИЗИКИ
Многообразие отдельных законов пронизана некими общими принципами, которые
так или иначе содержатся в каждом законе.
Р. Фейнман
Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21
век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.
Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
140
Природа — сфинкс.
И тем верней своим искусом губит человека,
что, может статься, никакой от века
загадки нет и не было у ней.
Ф. Тютчев
В заключение можно отметить, что физический аспект лежит в основе всего
естествознания. Развитие физики показывает, что происходит непрерывное движение от
понимания отдельных, частных проблем ко все более общим законам природы.
Появление релятивистской механики Эйнштейна отнюдь не отменило классическую
физику Ньютона. Последняя оказалась следствием механики Эйнштейна при условии,
что скорости движения малы по сравнению со скоростью света. Законы
макроскопической механики являются следствием законов квантовой механики,
управляющих микромиром.
На эмоционально-лингвистическом уровне можно в шутку сказать, что Ньютон внес
«новый тон» (new tone) в описание динамических законов природы или вообще построил
целый «новый город» в современной для того времени физике (new town), оправдывая
тем самым свою знаменитую фамилию Newton. А на то, что соответствующие
фундаментальные законы природы вообще должны представлять собой нечто
принципиально единое и незыблемое как некий монолит или один-единственный
краеугольный камень, или короче — просто один камень (ein Stein), — на это обратил
должное внимание как раз Эйнштейн, опять-таки как бы оправдывая, словно по воле
Провидения, свою столь же знаменитую фамилию Einstein.
В современной постнеклассической физике замечено, что с каждым новым шагом
развития ее основные законы и теории как бы упрощаются, становятся более
фундаментальными. Как сказал А. Мигдал, «в науке в отличие от искусства глубокая
мысль выигрывает от упрощения». Естественно, новая теория должна переходить в
старую в тех условиях, для которых эта старая теория была установлена. Это позволяет
отделять, согласно М. Гелл-Манну, возможное от еще не изученного. Ученый дол-
231 жен быть непредвзятым и отказываться от привычных представлений только тогда,
когда новые представления не противоречат установленным фактам. Все большее число
известных ранее законов и положений становится следствием более общих. При этом
старые утверждения, как часть новых, можно вывести, опираясь на законы формальной
логики. Например, по мере развития физики число фундаментальных взаимодействий и
фундаментальных частиц уменьшилось. Почему это происходит, не совсем понятно, но
это исторический факт, который интуитивно еще в XIV в. был осознан францисканским
монахом и философом У. Оккамом и получил название принципа бритвы Оккама. Его
утверждение гласит: «Чем ближе мы находимся к некоторой истине, тем проще
оказываются законы, выражающие эту истину» или: «не приумножай сущностей сверх
необходимого», т.е. объясняй факты простейшим способом. Это одна из аксиом науки.
Возможно, число законов природы конечно, но способы познания их, т.е. наука, остаются
при этом бесконечными. Как сказал Р. Фейнман: «Может быть, вещь проста только
тогда, когда ее можно исчерпывающим образом охарактеризовать несколькими
различными способами, еще не зная, что на самом деле ты говоришь об одном и том
же». Кроме того, познанные законы природы показали, что установление рамок, границ,
в пределах которых действует та или иная физическая модель, также является своего
рода фундаментальным законом. Как сказал Л. Ландау: «Главное в физике — это умение
пренебрегать». По существу, все физические теории, основанные на предыдущих,
надежно установленных и объясненных наукой наблюдениях, сузили круг тех вопросов,
которые можно задавать природе. Как справедливо указывалось в [62], «осознание новых
ограничений стало признаком фундаментальных теорий».