- •Тема 1 Естествознание и мировая культура
- •Культура. Естественнонаучная и гуманитарная культуры
- •Наука и ее место в мировой культуре
- •Научный метод
- •История естествознания
- •Основные черты современной научной картины мира
- •Тема 2 Концепции пространства и времени в современном естествознании
- •2.1 Структурные уровни организации материи;
- •Микро-, макро- и мегамиры
- •Современное естествознание выделяет три структурных уровня организации материи по критерию масштабности: микромир, макромир и мегамир.
- •2.2 Понятия пространства и времени и их основные свойства
- •2.3 Принципы относительности
- •2.4 Основные положения специальной теории относительности
- •2. 5 Принцип эквивалентности сил инерции и тяготения
- •2. 6 Элементы общей теории относительности и их экспериментальные подтверждения
- •Контрольные вопросы
- •Тема 3 Принципы симметрии и законы сохранения
- •3.1 Понятие симметрии. Теорема Нетер
- •3.2 Однородность времени и закон сохранения энергии
- •3.3 Однородность пространства и закон сохранения импульса
- •3.4 Изотропность пространства и закон сохранения момента импульса
- •Контрольные вопросы
- •Тема 4 Корпускулярная и континуальная концепции описания природы
- •4.1 Вещество и поле
- •4.2 Гравитационное поле и его основные характеристики
- •4.3 Электростатическое поле
- •4.4 Магнитное поле
- •4.5 Основы электромагнитной теории Максвелла. Электромагнитные волны
- •4.6 Волновые и корпускулярные свойства электромагнитного излучения
- •Эффектом Комптона называется явление упругого рассеяния фотонов рентгеновского излучения на свободных и слабо связанных электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны излучения
- •4.7 Волновые свойства микрообъектов и их вероятностное описание
- •4.8 Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств материи
- •Контрольные вопросы
- •Тема 5 Особенности организации материи в микромире
- •5.1 Современные представления о строении атома
- •5.2 Строение атомного ядра
- •5.3 Радиоактивность. Радиоактивное излучение
- •5.4 Основные типы физических взаимодействий и классификация элементарных частиц
- •5.5 Частицы и античастицы. Антивещество
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6 Порядок и беспорядок в природе
- •6.1 Равновесная термодинамика и ее законы
- •6.2 Хаос и порядок. Статистический смысл второго начала термодинамики
- •6.3 Понятие самоорганизации
- •6.4 Изменение энтропии в открытых системах
- •6.6 Самоорганизация в живой и неживой природе
- •1. Самоорганизация в неживой природе
- •2. Самоорганизующийся мир живого
- •Контрольные вопросы
- •Тема 7 Современные космологические концепции
- •7.1 Космологические модели Вселенной
- •7.2 Большой взрыв и теория Горячей Вселенной
- •7.3 Образование крупномасштабных структур во Вселенной. Эволюция галактик и звезд
- •Контрольные вопросы
- •Тема 8 Концепции современной химии
- •8.1 Классификация химических соединений
- •8. 2 Типы химических связей
- •8.3 Реакционная способность веществ
- •Контрольные вопросы
- •Тема 9 Биологический уровень организации материи
- •9.1 Сущность живого и его основные признаки
- •9.2 Гипотезы возникновения жизни на Земле
- •9.3 Структурные уровни организации живой материи
- •9.4 Принципы биологической эволюции
- •9.5 Биологическая эволюция человека. Проблема антропогенеза
- •9.6 Основные системы организма человека
- •9.7 Эмоции, творчество, работоспособность
- •1. Эмоции
- •2. Творчество
- •3. Работоспособность
- •Контрольные вопросы
- •Тема 10 Эволюция биосферы
- •Биосфера. Круговорот веществ и энергии
- •Биоценоз как живая часть биогеоценоза
- •Основные проблемы современные экологии
- •10.4 Учение в.И. Вернадского о ноосфере
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Краткий словарь основных понятий и терминов
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются химические вещества?
2. Какие типы химических связей Вы знаете?
3. Что такое реакционная способность?
4. Приведите примеры солей, оксидов.
5. Как и почему скорость химических реакций зависит от температуры?
6. Какие вещества называются катализаторами? Приведите примеры каталитических реакций.
Тема 9 Биологический уровень организации материи
9.1 Сущность живого и его основные признаки
Интуитивно мы хорошо понимаем, что представляет собой живое, а что – мертвое. Однако при попытке определения сущности жизни, как на обыденном, так и на научном уровне, возникают большие трудности.
В XIX веке в биологии возникли концепции механистического материализма и витализма, между которыми началась ожесточенная борьба идей о происхождении и сущности жизни. Механистический материализм не признавал качественной специфики живых организмов и представлял их как сложные машины; жизненные процессы представлялись как результат действия химических и физических процессов. Противоположный подход к этой проблеме предлагал витализм (от лат. vitalis – жизненный), который объяснял качественное отличие живого от неживого наличием в живых организмах особой “жизненной силы”, отсутствующей в неживых предметах и не подчиняющейся физическим законам.
Большинство ученых убеждены, что жизнь представляет собой особую форму существования материального мира, закономерно возникшую на определенном этапе его развития. До конца 50-х годов XX века в научной и философской литературе общепринятым было знаменитое определение Ф. Энгельса, согласно которому жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой. Однако обмениваться веществами с окружающей средой могут и мертвые объекты. С физико-химической точки зрения живая мышь и горящая свеча находятся в одинаковом состоянии обмена веществ с окружающей средой, потребляя кислород и выделяя углекислый газ, но в первом случае в результате дыхания, а во втором – в результате горения.
При описании живого и определения сущности жизни современная биология идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. Представление о специфике жизни может дать только совокупность данных свойств. Перечислим основные свойства живых организмов.
1. Все живые организмы имеют клеточное строение.
2. Живые организмы способны к росту за счет деления клеток.
3. Живые организмы характеризуются сложной упорядоченной структурой. Уровень организации живых организмов обычно значительно выше, чем в неживых системах.
4. Живые организмы получают энергию из окружающей среды и расходуют ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть живых организмов прямо или косвенно использует энергию солнечного света.
5. Живые организмы активно и адекватно реагируют на внешние воздействия.
6. Живые организмы приспосабливаются к условиям внешней среды путем естественного отбора.
7. Все живое размножается. При самовоспроизведении проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы.
8. Живые организмы передают потомкам генетическую информацию. Генетический материал определяет направление развития организма.
В более обобщенном и упрощенном варианте все вышеизложенное можно выразить так: все живые организмы питаются, дышат, растут и размножаются, а неживые объекты не питаются, не дышат, не растут и не размножаются. Необходимо еще раз подчеркнуть, что все перечисленные свойства отделяют живое от неживого только в комплексе, строгое разграничение живого и неживого встречает определенные трудности. Так, например, вирусы не имеют клеточной структуры и вне клеток другого организма не обладают ни одним из вышеперечисленных атрибутов живого. У вирусов есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты. Вирусы могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки другого организма и используя его ферментные системы.
Можно дать следующее обобщенное определенное сущности жизни: жизнь есть форма существования сложных открытых систем, которые способны к самоорганизации и самовоспроизведению. Самыми важными функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты.
Некоторые ученые (например, Ф. Типлер) выделяют из всех критериев жизни в качестве основного способность живых организмов сохранять и передавать информацию.