22.4. Макросвіт.

Макросвіт існує у вигляді живої й неживої матерії та силових полів. Нежива матерія існує в різноманітних формах. Сполучення нуклонів та електронів утворює атоми, а їх сполучення у свою чергу утворює розмаїття молекул і хімічних речовин, число яких налічується до мільйона. До того ж слід додати велике число існуючих рідких та твердих розчинів і сплавів із різноманітними властивостями. При достатньо низьких температурах усі тіла існують у вигляді кристалічних структур, за виключенням гелію та, котрі майже при гелійових температурах та тисках менше 2,510⁶ Па залишаються рідкими. Частинки кристала локалізуються в обмеженому просторі стану рівноваги, здійснюючи малі теплові коливання. При збільшенні температури, збільшується амплітуда коливання. Зростання температури переводить кристали у рідкий стан. Такий процес називається плавленням і кожна з речовин має свою характерну температуру плавлення. Частинки рідини вже не локалізуються і їх рух має складний характер.

При подальшому збільшенні температури рідини переходять у газ, причому у процесі утворення, він спочатку характеризується як пар: простим стисненням він може бути переведений у рідину. При збільшенні температури за критичну, таке перетворення газу у рідину неможливе.

Подальше значне підвищення температури середовища ( ~ 10^4-5 К) призводить до іонізації його атомів: розпаду їх на іони та електрони. Такий стан речовини називається плазмою. Плазма при певних густинах проявляє колективні властивості, характерні конденсованому стану : твердим тілам та рідинам. Для довідки вкажемо характерні значення концентрації частинок у макротілах та плазмі у звичайних умовах: тверді тіла та рідини ; гази; плазма.

Найбільш близьким для нас є власний людський організм та усе живе на землі, які містять у собі біологічну інформацію виникнення й розвитку. Вона закодована в генах - окремих ланках молекул ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота), що є в основі усього живого на Землі. З точки зору фізики життя є формою існування біополімерних тіл (систем), здатних до самовідтворення в умовах сталого обміну речовиною й енергією з оточуючим середовищем.

Людина в середньому містить у собі близько 10¹⁶ елементарних фізіологічних комірок, які називаються клітинами. В одній клітині міститься, в свою чергу, близько 10¹² - 10¹⁴ атомів. До кожної з клітин входить щонайменш одна довга молекулярна нитка - ДНК, яка є носієм усіх хімічних даних для формування цілого живого організму. Молекула ДНК містить ~ 10⁸ - 10¹⁰ атомів, взаємне розташування яких не повторюється від особи до особи і змінюється при переході від одного виду живого до іншого. На сьогодні налічується понад 10⁶ відомих біологічних видів.

Методами молекулярної біології та генетики встановлено структуру ДНК та механізм кодування розвитку живого на клітинному рівні. ДНК має структуру подвійної спіралі з двох полінуклоїдних ланцюгів, закручених одна з другою за законами взаємного доповнення. Показано, що кодування виконується лінійною послідовністю чотирьох різних молекулярних груп, що є похідними органічних основ: аденіна (А), тиміна (Т), гуаніна (Г) та цитозина (Ц). Порядок розташування цих нуклеотидних основ закладає всю необхідну інформацію розвитку. При біологічному відтворенні молекули ДНК нова молекула будується за певними закономірностями: група А викликає створення в новій нитці групу Т і навпаки (принцип А-Т), а група Г - Ц ( принцип Г-Ц). Після нарощування повного ланцюга молекула ділиться на дві молекули. Слід зауважити, що відтворення ДНК відбувається як під впливом білків-ферментів, так і спонтанно.

В 2002 році американські та англійські вчені заявили, що ними створено геном людини – розшифровано генну структуру будови клітинок.