35. Корпускулярно-волновой дуализм и принцип дополнительности

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ - важнейшее универсальное свойство природы, заключающееся в том, что всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные и волновые характеристики. Так, напр., электрон, нейтрон, фотон в одних условиях проявляются как частицы, движущиеся по классич. траекториям и обладающие определ. энергией и импульсом, а в других - обнаруживают свою волновую природу, характерную для явлений интерференции и дифракции частиц. В качестве первичного принципа К--в. д. лежит в основе квантовой механики и квантовой теории поля.

Принцип дополнительности — простая констатация этого факта. Согласно этому принципу, если мы измеряем свойства квантового объекта как частицы, мы видим, что он ведет себя как частица. Если же мы измеряем его волновые свойства, для нас он ведет себя как волна. Оба представления отнюдь не противоречат друг другу — они именно дополняют одно другое, что и отражено в названии принципа.

№36"Теория эволюции живых организмов. Возникновение и эволюция основных видов живых организмов по Дарвину»

Ответ :Под эволюцией понимают необратимое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, прогрессивным усложнением строения форм живого. Сам термин « эволюция » (от лат. evolutio – развертывание) впервые был использован в одной из эмбриологических работах швейцарским натуралистом Шарлем Боннэ в 1762 г.

Основные принципы эволюционной теории Ч. Дарвина Все живые организмы имеют индивидуальную наследственную изменчивость

Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии

Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены.В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи. Поэтому возникает борьба за существование

Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.

В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи.

Потомки наследуют благоприятные свойства для данной среды

Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование:

Внутривидовую – наиболее напряжённую, потому что особи одного вида живут в одинаковых условиях и имеют одинаковые потребности при ограниченности пищевых ресурсов;

Межвидовую – борьбу с особями других видов, в том числе с хищниками, паразитами;

Борьбу с неживой природой – засухой, наводнениями, сильными морозами.

Согласно учению Дарвина, движущими силами эволюции служат изменчивость, наследственность и естественный отбор, составляющие так называемую Дарвиновскую триаду.

№37 «Мегамир. «Горячее» рождение вселенной. Модели развития вселенной,

неоднознач. сценария.»

Ответ: Между мегамиром и макромиром нет строгой границы. Обычно полагают, что он начинается с расстояний около 107 и масс 1020 кг. Опорной точкой начала мегамира может служить Земля (диаметр 1,28×10+7 м, масса 6×1021 кг. Поскольку мегамир имеет дело с большими расстояниями, то для их измерения вводят специальные единицы: астрономическая единица, световой год и парсек. Астрономическая единица (а.е.) – среднее расстояние от Земли до Солнца, равное 1,5×1011м. Световой год – расстояние, которое проходит свет в течение одного года, а именно 9,46×1015м. Парсек (параллакс-секунда) – расстояние, на котором годичный параллакс земной орбиты (т.е. угол, под которым видна большая полуось земной орбиты, расположенная перпендикулярно лучу зрения) равен одной секунде. Это расстояние равно 206265 а.е. = 3,08×1016 м = 3,26 св. г. Небесные тела во Вселенной образуют системы различной сложности. Так Солнце и движущиеся вокруг него 9 планет образуют Солнечную систему. Все планеты – остывшие тела, светящиеся отраженным от Солнца светом. В ясную ночь мы видим множество звезд, которые составляют лишь ничтожную часть звезд, входящих в нашу Галактику. Основная часть звезд нашей галактики сосредоточена в диске, видимом с Земли «сбоку» в виде туманной полосы, пересекающей небесную сферу – Млечного Пути. Часто говорят, что наша Галактика называется Млечный Путь (собственно, слово галактика происходит от греческого слова «галактос» – молочный, млечный). Все небесные тела имеют свою историю развития. Возраст Вселенной равен 15…20 млрд. лет (иногда указывают среднее число – 18 млрд. лет). Возраст Солнечной системы оценивается в 5 млрд. лет, Земли – 4,5 млрд. лет. Основоположник теории «горячей» Вселенной — американский физик Георгий Антонович Гамов. В 1946 г. он заложил основы этой теории и в дальнейшем занимался ее изучением. Гамов на протяжении почти десяти лет консультировался с различными учеными и занимался разработкой формулы и схемы. В результате кропотливого труда появилась А — Б — Г- теория по именам ее создателей: Алфер, Бете, Гамов. Теория «горячей» Вселенной дала необходимые соотношения таких веществ, как водород и гелий в современной Вселенной. Тяжелые элементы рождались, возможно, при взрывах сверхновых звезд. Также Гамов в своей заметке, опубликованной в 1953 г., предсказал фоновое излучение. Вопросом происхождения нашей Солнечной системы занимается космогония.

Одну из главных теорий происхождения Солнечной системы выдвинул Кант. Он утверждал, что Солнечная система образовалась из хаоса. Также он говорил, что все мировое пространство заполнено некоей инертной материей, которая является неупорядоченной, но «стремится преобразоваться в более организованную путем естественного развития». В результате проведенных исследований и многочисленных наблюдений Кант представил свою структуру Вселенной: Вселенная — это не что иное, как иерархия самогравитирующих систем. Все системы, считал он, должны иметь сходную структуру.

№38 «Человек: поведение и высшая нервная деятельность.»

Ответ: Высшая нервная деятельность — это процессы, происходящие в высших отделах центральной нервной системы животных и человека. К этим процессам относят совокупность условных и безусловных рефлексов, а также «высших» психических функций, которые обеспечивают адекватное поведение животных и человека в изменяющихся окружающих природных и социальных условиях. Термин "высшая нервная деятельность" ввел в науку И П. Павлов. Проявлением высшей нервной деятельности у человека являются многочисленные осознаваемые и неосознанные условные рефлексы, возникающие и исчезающие в течение жизни, а также ощущения, восприятия, воображение, память, мышление, чувства, воля и другие психические процессы и состояния. У человека они тесно связаны с речью. Индивидуальные особенности высшей нервной деятельности сказываются на темпераменте, характере, способностях человека. И. П. Павлов сформулировал три основных принципа работы головного мозга позвоночных.

-Принцип структурности. Психическая функция любой степени сложности осуществляется отделами головного мозга.

-Принцип детерминизма. Любой психический процесс — ощущение, воображение, память, мышление, сознание, воля, чувства и другие — есть отражение материальных событий, происходящих в окружающем мире и в организме. Именно эти материальные явления в итоге определяют поведение.

-Принцип анализа и синтеза. Сложные предметы и явления действительности воспринимаются обычно не целиком, а по отдельным признакам. Раздражители, воздействуя на рецепторы соответствующих органов чувств, вызывают потоки нервных импульсов. Они поступают в мозг и там синтезируются, в результате чего возникает целостный субъективный образ. Эти образы составляют своеобразную модель окружающей обстановки и дают возможность ориентироваться в ней.

. Левое полушарие в большей степени отвечает за логическое, абстрактное мышление, словесное восприятие, а правое - за образное восприятие и мышление, эмоциональность психических процессов.

№39: Закон Хаббла, «красное» смещение и нестационарность Вселенной

Ответ: Фундаментальным свойством Вселенной является ее общее расширение. Наблюдения показывают, что скопления (и сверхскопления) галактик, разделенные расстояниями, превышающими 100—300 Мпс, удаляются друг от друга. Этот факт установлен Э. Хабблом в конце 20-х годов. Известно, что когда источник звука удаляется от нас, воспринимаемая нами частота звуковых колебаний уменьшается, а при приближении источника она, наоборот, возрастает. Аналогичное явление имеет место и при распространении света. Оно получило название эффекта Доплера. Если источник излучения движется от нас, и притом с большой скоростью, то частота воспринимаемых колебаний также понижается. Цвет при этом меняется, переходя, скажем, от синего к желтому или от желтого к красному. Э. Хаббл, наблюдая свет, испускаемый далекими галактиками, установил, что спектральные линии в их излучении смещены в красную сторону спектра. При этом, чем дальше от нас галактика, тем больше это «красное смещение» приходящего от нее излучения. Отсюда следует, что галактики удаляются от нас и скорость их удаления тем больше, чем дальше находится галактика. Но ведь наша собственная Галактика, из которой мы ведем наблюдения,— отнюдь не центр мира, и, очевидно, нужно считать, что галактики или, точнее, скопления галактик, разбегаются не от нас, а вообще все они удаляются друг от друга. Если расстояние между скоплениями есть L, то скорость их взаимного удаления v=HL. Это соотношение называют законом Хаббла; Н — постоянная Хаббла, ее величина не зависит от положения скоплений в пространстве. По современным оценкам H = 55—75 км/(с•Мпс). За несколько лет до открытия Хаббла нестационарность Вселенной была предсказана А. А. Фридманом, основоположником современной космологии. Опираясь на общую теорию относительности А. Эйнштейна, Фридман разработал модель однородной Вселенной, которая, как оказалось, не может находиться в состоянии покоя, а должна быть нестационарной. Эта нестационарность и проявляется в разбегании галактик и их скоплений. Оно происходит так, что общая однородность распределения скоплений (или сверхскоплений) не нарушается. Как показывает теория, сохранение однородности требует, чтобы скорости удаления тел друг от друга были прямо пропорциональны расстояниям между ними; именно это и найдено в астрономических наблюдениях. Скорости космологического разбегания весьма значительны. Если скопление галактик находится от нас на расстоянии, скажем, тысячи мегапарсеков, то,— по закону Хаббла,— оно удаляется от нас со скоростью не меньше 55 тысяч км/с. Самые далекие квазары имеют скорости удаления, лишь немногим уступающие скорости света, равной 300 000 км/с. Расширение происходит с большими скоростями, а всемирное тяготение, взаимное притяжение космических систем, стремится его затормозить и обратить расширение сжатием. Тяготение, очевидно, тем сильнее, чем больше массы систем и меньше расстояния между ними, и потому можно ожидать, что судьба расширения зависит от плотности вещества во Вселенной. Чтобы тяготение преодолело расширение, плотность должна быть достаточно большой, а именно превышать некоторое критическое значение. Критическую плотность можно найти, оценивая запас энергии разлета по наблюдаемым скоростям космических систем. Современные данные приводят к величине от 10-29 до 5•10-30 г/см3, что соответствует примерно десяти или пяти атомам водорода в кубическом метре. Это больше усредненной плотности галактик, но не превосходит, по-видимому, ту плотность, которую могли бы дать «скрытые массы». Вопрос о судьбе космологического расширения остается, таким образом, открытым: если «скрытые массы» действительно существуют и создаваемая ими плотность соответствует максимальной оценке, то начального «разгона» недостаточно, чтобы расширение Вселенной продолжалось неограниченно. В этом случае тяготение способно остановить в будущем расширение и через 10—15 миллиардов лет привести к сжатию Вселенной. Обратимся теперь не к будущему, а к прошлому Вселенной, к ее истории. Если сейчас космические системы удаляются друг от друга, то когда-то в прошлом они были ближе друг к другу или даже «касались» друг друга. В еще более ранние времени ни скопления, ни галактики, ни даже отдельные звезды не могли, очевидно, существовать в их современном виде, а вещество, из которого они состоят, должно было быть равномерно перемешано и составляло единую космическую среду.