Вопрос 23.

Симметрия, асимметрия, диссимметрия в природе.

Симметрия - свойство объектов сохранять определённые характеристики при преобразованиях.

Ассиметрия - отсутствие симметрии.

Диссиметрия - частичное отсутствие симметрии, расстройство симметрии, выраженное в наличии одних симметричных свойств и отсутствии других.

Симметрия в природе:

1. Симметрия кристалов.

Впервые на снежинки как на кристалы строгой формы обратил внимание И. Кеплер. Р. Декартом описаны некоторые редко встречающиеся формы кристаллов, например 12-лучевые снежинки. Уже М. Ломоносов изображал внутреннее строение твёрдых тел в виде периодической симметрии плотно упакованных атомов-шаров.

2. Симметрия в изобразительном искусстве.

Картина А. Рублёва "Сень надвратная из иконостаса"

3. Симметрия в архитектуре

Эйфелева башня

Ассиметрия в природе:

1. Ассиметрия в архитектуре

Храм Василия Блаженного

2. Ассиметрия в природе

Молния

3. Ассиметрия в одежде

Диссиметрия:

1. Диссиметрия в природе

Брюшко у рака, гриб

2. Диссиметрия в архитектуре

Зимний дворец

3. Диссиметрия в искусстве

Вопрос 24.

Основные категории естествознания: живое и неживое. Различия живых и неживых систем.

Жизнь качественно превосходит другие формы существования материи в отношении многообразия и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращений. Живые системы характеризуются гораздо более высоким уровнем структурной и функциональной упорядоченности в пространстве и во времени.

Живые системы обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией, являясь, таким образом, открытыми системами. При этом, в отличие от неживых систем, в них не происходит выравнивания энергетических разностей и перестройки структур в сторону более вероятных форм, а непрерывно происходит работа «против равновесия». На этом основаны ошибочные утверждения, что живые системы якобы не подчиняются второму закону термодинамики. Однако снижение энтропии в живых системах возможно только за счёт повышения энтропии в окружающей среде (негэнтропия), так что в целом процесс повышения энтропии продолжается, что вполне согласуется с требованиями второго закона термодинамики.

Различие живых и неживых систем

Живые системы подчиняются второму закону термодинамики. Но это не значит, что он может объяснить специфическое поведение, подобно тому как живые системы подчиняются закону гравитации, который также не может объяснить их специфического поведения. В целом при иерархическом строении систем законы низших уровней действуют для систем высших уровней, хотя и не определяют их специфическое поведение. Чем выше ранг закона, тем фундаментальнее и универсальнее сам этот закон; чем ниже уровень системы, тем выше ранг ее законов, и наоборот.

Вопрос 25.

Основные положения общей и специальной теория относительности.

Общая теория относительности — геометрическая теория тяготения, развивающая специальную теорию относительности (СТО), опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915—1916 годах.

Основные принципы ОТО сводятся к следующему:

• Ограничение применимости принципа постоянства скорости света областями, где гравитационными силами можно пренебречь; (там, где гравитация велика, скорость света замедляется);

• Распространение принципа относительности на все движущиеся системы (а не только на инерциальные).

В общей теории относительности (ОТО), или теории тяготения он также исходит из экспериментального факта эквивалентности масс инерционных и гравитационных, или эквивалентности инерционных и гравитационных полей.

Правда, принцип эквивалентности справедлив только при строго локальных наблюдениях. Так, представим себе лифт, стоящий на Земле. Наблюдатель в лифте бросает два шара. Они будут двигаться по направлению к центру Земли и, следовательно, друг к другу. Если же мы будем тянуть лифт с ускорением § в пустоте, то те же шары будут двигаться параллельно друг другу.

Специальная теория относительности – физическая теория, описывающая преобразование законов движения, законов механики, электродинамики и лоренц-инвариантной теории гравитации на основе пространственно-временных отношений в инерциальных системах отсчёта, при скоростях движения, которые могут достигать скорости света.

Основные принципы СТО сводятся к следующему:

• Принцип относительности Эйнштейна - этот принцип явился обобщением принципа относительности Галилея на любые физические явления. Он гласит: все физические процессы при одних и тех же условиях в инерциальных систем отсчета (ИСО) протекают одинаково. Это означает, что никакими физическими опытами, проведенными внутри замкнутой ИСО, нельзя установить, покоится ли она или движется равномерно и прямолинейно. Таким образом, все ИСО совершенно равноправны, а физические законы инвариантны по отношению к выбору ИСО (т.е. уравнения, выражающие эти законы, имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета).

• Принцип постоянства скорости света - скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения источника и приемника света. Она одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в вакууме - предельная скорость в природе - это одна из важнейших физических постоянных, так называемых мировых констант.