25. Второй этап в развитии электромагнитной картины мира. Представление об общей теории относительности

Принимая законы электродинамики в качестве основных законов физической реальности, А. Эйнштейн ввел в электромагнитную картину мира идею относительности пространства и времени. Общая теория была опубликована Эйнштейном в 1916г. Основные принципы общей теории относительности (ОТО) сводятся к следующему:

1) принцип постоянства скорости света специальной теории относительности (СТО) ограничен областями, где гравитационными силами можно пренебречь;

2) принцип относительности СТО распространяется на все движущиеся системы.

Из ОТО был получен ряд важных выводов.

1. Свойства пространства-времени зависят от движущейся материи

2. Луч света, обладающей инертной, а, следовательно, и гравитационной массой, должен искривляться в поле тяготения

3. Частота света под действием поля тяготения должна смещаться в сторону более низких значений.

ОТО рассматривает мир как четырехмерный: к трем пространственным измерениям добавляется время. Все четыре измерения неразрывны, образуют четырехмерный пространственно-временной континуум (пространство-время). Поэтому речь идет уже не о пространственном расстоянии между объектами, как это имеет место в трехмерном мире, а о пространственно-временных интервалах между событиями.

Согласно ОТО, гравитация – это следствие деформации («искривления») пространства-времени под воздействием массы. При этом, чем массивнее, тяжелее тело, тем сильнее пространство-время деформируется вокруг него. То, что нам кажется силой тяжести, на самом деле является внешним проявлением искривления пространства-времени.

26. Обмен веществ и энергии в клетке как модель классической динамики живых объектов.

Обмен веществ и энергии, или метаболизм, – это совокупность химических реакций, происходящих в организме. Процесс, который лежит в основе всех явлений жизни.

В ходе превращения веществ в клетках образуются конечные продукты обмена, которые могут быть токсичными для организма и выводятся из него (например, аммиак). Таким образом, все живые организмы постоянно потребляют из окружающей среды определенные вещества, преобразуют их и выделяют в среду конечные продукты.

Совокупность химических реакций, происходящих в организме, называется обменом веществ или метаболизмом. В зависимости от общей направленности процессов выделяют катаболизм и анаболизм.

Катаболизм (диссимиляция) — совокупность реакций, приводящих к образованию простых соединений из более сложных. К катаболическим относят, например, реакции гидролиза полимеров до мономеров и расщепление последних до углекислого газа, воды, аммиака, т. е. реакции энергетического обмена, в ходе которого происходит окисление органических веществ и синтез АТФ.

Анаболизм (ассимиляция) — совокупность реакций синтеза сложных органических веществ из более простых. Сюда можно отнести, например, фиксацию азота и биосинтез белка, синтез углеводов из углекислого газа и воды в ходе фотосинтеза, синтез полисахаридов, липидов, нуклеотидов, ДНК, РНК и других веществ.

Синтез веществ в клетках живых организмов часто обозначают понятием пластический обмен, а расщепление веществ и их окисление, сопровождающееся синтезом АТФ, — энергетическим обменом. Оба вида обмена составляют основу жизнедеятельности любой клетки, а следовательно, и любого организма и тесно связаны между собой. С одной стороны, все реакции пластического обмена нуждаются в затрате энергии. С другой стороны, для осуществления реакций энергетического обмена необходим постоянный синтез ферментов, так как продолжительность их жизни невелик