СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Точное естествознание – вполне оформленное, часто в математических формулах, точное знание обо всем, что в действительности существует или возможно во Вселенной.

Междисциплинарные науки – новые науки, стоящие на пересечении нескольких традиционных естественных наук.

Дифференциация науки – создание узких областей какой-либо науки.

Иерархичность – важнейшее свойство систем со сложной структурой, характеризующиеся наличием субординации или соподчинения ее подсистем или структурных уровней.

Редукционизм – направление в науке, согласно которому все «высшее» сводится к более простому «низшему», т.е. все биологические явления к химическим, а химические к физическим.

Интегратизм ( холизм) - обратное редукционизму направление в науке, согласно которому, «низшее» объясняется понятиями, полученными на более высоких уровнях организации материи.

Метод – совокупность определенных правил, приемов, норм познания и действия, систематический способ достижения определенной цели.

Методология – учение о методе, исследование метода.

Методика – совокупность приемов и операций целесообразного проведения работы. В узком смысле слова – рецептурная пропись, предусматривающая строгую последовательность действий для получения желаемого результата.( можно говорить о различных методиках химического анализа в рамках какого-либо одного метода.

Всеобщие методы – методы, используемые во всех отраслях науки.

Анализ – мысленное или реальное расчленение объекта на части.

Синтез – соединение мысленное или реальное раздельных элементов в единое целое,

( химический синтез – целенаправленное получение сложных веществ из более простых, основанное на знании молекулярного строения и реакционной способности последних).

Индукция- метод научного познания, состоящий в формулировании логического умозаключения на основе обобщенных данных эксперимента и наблюдений.

Дедукция- вывод по правилам логики от общего к частному. Считается, что если посылки дедукции истинны, то и истинны ее следствия. Дедукция – одно из основных средств доказательства.

Гипотеза – некоторое предположение или предсказание, выдвигаемое для разрешения неопределенной ситуации в научном исследовании.

Моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии ( модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя.

Абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений.

Аналогия – соответствие, сходство предметов ( явлений, процессов), позволяет переносить знание с изучаемого объекта на неизученный при сходстве.

Верификация – эмпирическое подтверждение теоретических данных науки путем сопоставления их с чувственными данными, экспериментами.

Фальсификация – означает, что предметом науки может быть только принципиально опровергаемое знание. Знание, которое нельзя опровергнуть, не может относиться к науке.

Суммативное множество – полученное путем простого сложения составных частей.

Системное множество ( система) – это такая совокупность элементов, или частей, в которой существует их взаимосвязь, взаимовлияние и взаимное качественное преобразование.

Системный подход – метод научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объекта, выявление многообразных связей и сведение в единую картину представления явления, объектов, предметов.

Методы эмпирического уровня исследования – наблюдение, эксперимент, описание, измерение.

Наблюдение – целенаправленное восприятие явлений объективной действительности.

Эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явлений при повторении условий.

Описание - фиксаиия средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах.

Измерение – сравнение объектов по каким – либо сходным свойствам или сторонам.

Методы теоретического уровня исследования – формализация, аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный метод.

Формализация – построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности.

Аксиоматизация – построение теорий на основе аксиом – утверждений, доказательства истинности которых не требуется.

Гипотетико - дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Мегамир – мир больших космических масштабов и скоростей. Пространство измеряется в астрономических единицах, световых годах и парсеках.

Макромир – мир объектов, размерность которых соотносима с масштабами жизни на Земле. Пространство измеряется в миллиметрах, сантиметрах и километрах.

Время измеряется в секундах, минутах, часах, годах.

Микромир – мир предельно малых масштабов. Пространственные характеристики исчисляются от 10^-8 до 10^-16 см. Время измеряется от бесконечности до 10^-24 с.

Научная революция –радикальное изменение всех элементов научного знания, приводящее к смене картины мира.

Научная картина мира – системные научные представления о строении мира, характеристиках, закономерностях и тенденциях его эволюции.

Парадигма (греч. – пример, образец) – научная теория, воплощенная в системе понятий, выражающих существенные черты действительности, исходная концептуальная модель постановки проблем и их решения, методов исследования, господствующих в течение определенного времени в научном сообществе, и дающих представление о мире. Смена парадигм происходит в ходе научных революций.

Нормальная наука – накопление знаний в рамках существующей парадигмы.

Итог аристотелевской научной революции – создание последовательного учения о геоцентрической системе мира Аристотеля.

Программа Платона – научную программу Платона можно назвать математической. В основе ее лежит идея Пифагора, что « числа – суть вещей». Согласно учению Платона, материальный мир бытия является лишь отражением мира идей человека, его представлений, а не реально существующей материей.

Представления Аристотеля ( 384-322 до н.э.), – согласно континуальному подходу весь мир состоит из непрерывной субстанции, находящейся в постоянном движении. Все объекты природы не возникают и не уничтожаются, а существуют вечно и проявляются в различных формах. Аристотель ввел понятие естественных и насильственных движений тел. Именно Аристотель первым ввел термин « физика » для обозначения учения о природе.

Аристотель основоположник логики и геоцентризма.

Суть учения Демокрита ( 460 – 370 г. до н.э.) – сводится к следующему:

• не существует ничего кроме атомов и пустого пространства ( т.е. пустоты, небытия).

• Атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме.

• Из ничего не происходит ничего.

• Ничто не совершается случайно, но по какому-нибудь основанию и с необходимостью.

• Различие между вещами происходит от различия их атомов в числе , величине , форме и порядке.

Эвклид ( III в. до н.э.) – основоположник современной школьной геометрии. Ее постулаты и теоремы – это переработанные « Начала» Евклида. В этой работе выстроена логическая схема геометрии.

Архимед (287 – 212 г. до н.э.) – первый представитель математической физики, воплотивший законы механики ( закон рычага, учение о центре тяжести, о плавании тел и пр.) в действующие конструкции машин.

К. Птоломей ( 87 – 165 гг.) – построил геоцентрическую модель Мира ( по сути дела – модель Солнечной системы), которая позволила объяснить все наблюдаемые особенности движения планет, Солнца и Луны, а главное, имела мощное предсказательное значение.

Н. Коперник (1473 – 1543 гг.) – основоположник гелиоцентрической модели строения Мира.

Тихо Брагге – (1546 – 1601 гг.) – датский астроном ( точнейшие телескопные наблюдения).

Законы движения планет И. Кеплера (1571 – 1630 гг.),

1.Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем площадь сектора орбиты, описанная рвдиусом-вектором планеты, изменяется пропорционально времени обращения.

3. Квадраты времени обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний до него.

Принцип относительности Г. Галилея – никакими механическими опытами, проведенными внутри системы, невозможно установить, покоится система или движется прямолинейно и равномерно.

Закон инерции Г. Галилея – равномерное прямолинейное движение, равно как и покой могут существовать при отсутствии всяких сил.

Сущность механистической картины мира (МКМ) – Природа– сложная механическая система, материя – дискретна и состоит из атомов, пространство –трехмерно, время – не зависит ни от пространства ни от материи, движение – перемещение по непрерывным траекториям в соответствии с законами механики.

А.Ампер (1775 – 1836 ) – французский физик, основоположник электродинамики.

Х.К. Эрстед (1777 – 1836 ) – датский физик, открыл магнитное действие электрического тока (1820г)

М. Фарадей (1791 –1867) – английский физик, ( электролиз и его законы, электромагнитная индукция и ее законы), основоположник учения об электромагнитном поле.

Явление электромагнитной индукции – возникновение тока в проводнике вблизи движущегося магнита, отрыто английским естествоиспытателем М. Фарадеем.

Д. Максвелл ( 1831 – 1879 ) – английский физик ( теория газов, термо- и электродинамика, статистическая физика). Создатель классической электродинамики.

Поле физическое – особая форма материи, создаваемая частицами ( гравитационное, электромагнитное, поле ядерных сил и пр.) и переносящая их взаимодействия; система с бесконечным числом степеней свободы.

Вещество – некая субстанция, представляющая вид материи и состоящая из дискретных образований, обладающих массой покоя, в том числе из неделимых частиц, обладающими физическими параметрами ( заряд, масса, энергия, спин и т.д.)

Близкодействие – передача взаимодействия посредством полей от точки к точке с конечной скоростью, не превышающей скорость света в вакууме.

Дальнодействие – представление, по которому действие передается мгновенно через пустоту на любые расстояния.

Электромагнитная картина мира (ЭМКМ) – формируется на основе начал электромагнетизма М.Фарадея, теории электромагнитного поля Д.Максвелла, электронной теории Г.Лоренца и постулатов теории относительности А.Эйнштейна.

Эйнштейновская глобальная научная революция – Радикально преобразила научную картину мира, изменив астрономию, космологию, физику и означала полный отказ от всякого центризма.

Постулаты СТО – первый постулат (принцип относительности): все инерциальные системы отсчета эквивалентны друг другу в отношении постановки в них любых физических экспериментов; второй постулат: скорость света является постоянной в любых инерциальных системах отсчета.

Основные выводы из СТО – сокращение длины; замедление времени и увеличение массы в движущейся системе .

ОТО А. Эйнштейна – теория, совершившая переворот в физических представлениях о природе гравитационного взаимодействия.

Масса – одна из основных физических характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства. В механике – коэффициент пропорциональности

Между действующей на тело силой и ускорением: величина, измеряющая количество вещества в теле.

Масса покоя частицы ( тела) –масса частицы в системе отсчета, в которой она покоится.

Принцип эквивалентности – движение в неинерциальной системе отсчета эквивалентно некоторому гравитационному полю.

Квантовая электродинамика – теория электромагнитных взаимодействий, которая рассматривает процесс взаимодействия заряженных частиц как обмен фотонами.

Кварки – гипотетические частицы с дробным зарядом и со спином ½, из которых, возможно, состоят все адроны.

Фермионы -_элементарные частицы с полуцелым спином ( ½,3/2); к ним относятся электроны, протоны, нейтроны, кварки.

Лептоны – элементарные частицы со спином ½, не участвующие в ядерных взаимодействиях. К лептонам относятся электроны, мюоны и лептоны, электронное , мюонное и лептонное нейтрино и их античастицы. Все они участвуют в слабых взаимодействиях.

Мезоны – нестабильные элементарные частицы с нулевым или целым спином, принадлежащие к классу адронов.

Барионы – элементарные частицы , относящиеся к классу адронов, с полуцелым спином и массой не меньше массы протона.

Физический вакуум – пространство в котором отсутствуют реальные частицы и выполняется условие минимума плотности энергии в данном объеме. В квантовой теории поля – наинизшее энергетическое состояние.

Сильное взаимодействие – удерживает кварки внутри протона и нейтрона, а протоны и нейтроны – внутри атомного ядра.

Слабое взаимодействие – короткодействующее (порядка 10^-16см.) взаимодействие микрочастиц, превращающее одни элементарные частицы в другие; переносится с помощью векторных бозонов; проявляется при взрыве сверхновых звезд.

Электромагнитное взаимодействие – имеет универсальный характер и может выступать в зависимости от знака заряда либо как притяжение, либо как отталкивание. Оно определяет возникновение атомов, молекул и макроскопических тел.

Гравитационное взаимодействие - имеет универсальный характер и выступает в виде притяжения. Оно является самым слабым из всех остальных взаимодействий.

Глюон - частица со спином 1, переносчик сильного взаимодействия.

Фотон – квант электромагнитного поля, переносчик электромагнитного взаимодействия заряженных частиц, нейтральная элементарная частица с нулевой массой покоя и спином, равным 1.

Гравитон – гипотетический квант гравитационного поля, имеющий нулевую массу покоя и заряд.

Корпускулярно-волновой дуализм – двойственная природа мельчайших частиц вещества, состоящая в наличии у них не только корпускулярных, но и волнл\овых свойств.

Интерференция - явление, состоящее в стационарном пространственном распределении амплитуды и фазы волны, образованной при одновременном распространении нескольких волн. Интерференция возможна при когерентности волн, т.е. при условии постоянства разности их фаз.

Дифракция - огибание волнами препятствий, имеет место, если размеры препятствия порядка длины волны. В более общем смысле – любое отклонение от законов геометрической оптики в неоднородных средах.

Фотоэффект – освобождение электронов вещества при поглощении им электромагнитного излучения (фотонов).

Принцип дополнительности Н.Бора – сформулирован в 1927 г. , состоит в том , что при экспериментальном исследовании микрообъектов могут быть получены точные данные либо об их энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и времени.

Постулаты квантовой модели строения атома – В атоме существуют стационарные орбиты, двигаясь по которым, электрон не излучает и не поглощает энергию.

При переходе из одного стационарного состояния в другое, электрон излучает или поглощает квант энергии.

Принцип неопределенностей В.Гейзенберга – фундаментальный принцип в квантовой теории, определяющий границы применимости классических представлений при описании свойств микромира: принципиально нельзя определить одновременно координату и импульс частиц точнее, чем это допускает принцип неопределенностей

Квантово-полевая картина мира (КПКМ) – формируется на основе квантовой гипотезы М.Планка, волновой механики Э.Шредингера, квантовой механики В.Гейзенберга и квантовой теории атома Н.Бора.

Астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца, принимаемой за 146,6 млн. км.

Параллакс секунда – расстояние с которого радиус Земли виден под углом 1 с.; 1 пк= 206 265 а.е.=3 св. года=3 10¹⁶м..

Световой год - единица расстояния, равная пути, который проходит свет за 1 год. 1 св. г.=0.3 пк=9.5 10¹⁵

Звезда – гравитационно-связанное тело в котором в значительных масштабах происходили, происходят или будут происходить термоядерные реакции превращения водорода в гелий.

Светимость звезды – мощность излучения.

Галактики - гигантские звездные системы (до сотен миллиардов звезд), разделяемые по внешнему виду на спиральные, эллиптические и неправильные

Белый карлик – очень плотные звезды с массами не более 1,4 солнечной, радиусом в 100 меньшим и низкой светимостью ( порядка 0.0001 солнечной очень плотные звезды с массами). Таковых в Галактике почти 10%.

Квазар - ( квазизвездный источник радиоизлучения) космический объект большой удаленности от Солнечной системы, обладающий интенсивным радиоизлучением, источник огромной энергии которого неизвестен.

Пульсар - космический источник импульсного радиооптического, рентгеновского и гамма-излучения.

Комета – небольшое по массе космическое тело, член Солнечной системы, движущееся по сильно вытянутой орбите; при приближении к Солнцу у кометы выделяют «голову»

( центральную часть называют ядром) и «хвост»; состоит из замерзших газов и частичек пыли.

Сверхновые звезды – внезапно вспыхивающие звезды, мощность излучения которых во время вспышки во много раз превышает мощность вспышки новой звезды.

Красное смещение – увеличение длины волны в спектре источника, удаляющегося от наблюдателя, связанное с эффектом Доплера.

Сингулярность – сверхплотное состояние вещества Вселенной составляло 10⁹³г/см³, а ее первоначальный размер 10^-33 см.

Реликтовое излучение – открыто в 1965г. А.Пензиасом и Р. Вилсоном. По расчетам, температура реликтового излучения к настоящему времени должна составить 3-3,5 К. Реликтовое излучение теоретически было предсказано в 1948г. Г. Гамовым.

Химия – наука о химических элементах и их соединениях.

Основная проблема химии – получение веществ с заранее заданными свойствами; проблема выявления и определения методов ( способов) управления свойствами веществ.

Химическая картина мира – формируется на основе четырех концептуальных систем химического знания:

• учения о составе вещества

• учения о структуре вещества

- учения о химических процессах

• эволюционной химии

Учение о составе – охватывает три основных проблемы:

-проблему химического элемента

проблему химического соединения

проблему вовлечения и применения все большего числа химических элементов для производства новых материалов.

Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Сродство – химический термин, обозначающий количество атомов водорода, которое может заместить данный химический элемент.

Валентность – свойство частиц вступать в химическое взаимодействие, количественной мерой которого является число не спаренных электронов, не поделенных электронных пар и вакантных орбиталей, участвующих в образовании химических связей.

Химическая связь – вид взаимодействия между отдельными атомами или между атомно-молекулярными частицами, который обусловлен совместным использованием их электронов. Тип связи определяется характером физического взаимодействия атомно- молекулярных частиц друг с другом. Существуют ковалентная, полярная, ионно-ковалентная и ионная связи.

Проблемы на уровне химических процессов – сводятся к изучению термодинамических и кинетических условий протекания химического процесса.

Термодинамические методы – влияют на смещение химического равновесия.

Кинетические методы – влияют на скорость протекания реакции.

Проблемы на уровне эволюционной химии – создание катализаторов, свойства которых максимально приближены к природным катализаторам.

Субстратный подход – состоит в исследовании вещественной основы биологических систем, т.е. определенного состава элементов-органогенов и определенной структуры входящих в живой организм химических соединений.

Функциональный подход – состоит в исследовании процессов самоорганизации материальных систем, выявлении законов, которым подчиняются такие процессы.

Проблемы эволюционной химии сводятся к процессам самопроизвольного синтеза новых химических соединений, являющихся более сложными и высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными веществами.

Катализ – это процесс изменения скорости или возбуждения химической реакции веществами-катализаторами, которые участвуют в реакции, но не входят в состав конечных продуктов. Вещества, замедляющие химическую реакцию, называются ингибиторами.

К. Линней (1707-1778) – выдающийся шведский биолог-натуралист, все его труды посвящены грандиозной систематизации растительного и животного мира по произвольно выбранным, зачастую единичным признакам.

Наследственная изменчивость – это изменчивость, которая обусловлена возникновением новых генотипов ( аналог «неопределенной изменчивости»).

Ненаследственная изменчивость – это изменчивость, которая отражает изменения фенотипа под влиянием условий внешней среды ( аналог « определенной изменчивости»)

Онтогенетическая изменчивость – отражает изменения в онтогенезе особи или изменчивость отдельных клеток в процессе дифференциации.

Микроэволюция – означает совокупность эволюционных процессов в популяциях, сопровождающихся изменением генофонда и образованием новых видов.

Репликация ДНК – самоудвоение молекул ДНК. Матричная ДНК, состоящая из двух скрученных молекулярных цепочек или нитей, раскручивается. Образуются две молекулярные нити, каждая из которых служит матрицей для синтеза новой нити, комплементарной к ней.

Комплементарность – термин, обозначающий, что синтез новой цепи ДНК происходит таким образом, что последовательность нуклеиновых оснований в одной цепи ДНК однозначно определяет их последовательность в другой цепи.

Мутация генов – механизм непосредственного преобразования генов при сильном внешнем воздействии. При этом механизме порядок расположения генов в хромосоме не изменится.

Генная инженерия – наука , целью которой стало создание новых форм организмов, в том числе и высших, наделенных свойствами, ранее у них отсутствующих, на основе создания гибридных молекул с новыми ( нужными) свойствами.

Метаболизм – обмен веществ, совокупность процессов катаболизма, амфоболизма и анаболизма.

Амфоболизм – процесс преобразования мелких молекул в ходе катаболизма, которые затем принимают участие в строительстве более сложных молекул.

Анаболизм или ассимиляция – разветвленная система процессов биосинтеза сложных молекул с расходованием энергии АТФ.

Архебактерии – клетки, которые по гипотезе ученых, являются эволюционными предками прокариотов и эукариотов.

Биоценоз – совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой.

Ген – еденица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака.

Гетеротрофы – организмы, питающиеся органическими веществами.К ним относятся многие микроорганизмы, грибы, все животные, человек.

Коацерваты – области полимера, биополимера ( капли, слои) с повышенной концентрацией этого вещества по сравнению со всем остальным раствором.

Популяция – относительно изолированная от других и обладающая определнным генофондом совокупность особей определенного вида, в течение длительного времени (большое число поколений) населяющих определенное пространство; рассматривается кака элементарная единица эволюции.

Хиральность молекулярная (диссимметрия) – отсутствие зеркальной симметрии у молекул живой материи, приводящее к отклонению ими поляризованного луча света.

Хромосомы – структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК. В которой заключена наследственная информация организма. В хромосомах в линейном порядке расположены гены.