16. Понимание энтропии как меры беспорядка

Существует мнение, что мы можем смотреть на и как на меру беспорядка в системе. В определённом смысле это может быть оправдано, потому что мы думаем об «упорядоченных» системах как о системах, имеющих очень малую возможность конфигурирования, а о «беспорядочных» системах как об имеющих очень много возможных состояний. Собственно, это просто переформулированное определение энтропии как числа микросостояний на данное макросостояние.

Рассмотрим, например, распределение молекул идеального газа. В случае идеального газа наиболее вероятным состоянием, соответствующим максимуму энтропии, будет равномерное распределение молекул. При этом реализуется и максимальный «беспорядок», так как при этом будут максимальные возможности конфигурирования.

Границы применимости понимания энтропии как меры беспорядка

Подобное определение беспорядка термодинамической системы как количества возможностей конфигурирования системы фактически дословно соответствует определению энтропии как числа микросостояний на данное макросостояние. Проблемы начинаются в двух случаях:

когда начинают смешивать различные понимания беспорядка, и энтропия становится мерой беспорядка вообще;

когда понятие энтропии применяется для систем, не являющихся термодинамическими.

В обоих этих случаях применение понятия термодинамической энтропии совершенно неправомерно[1].

Рассмотрим оба пункта подробнее.

Рассмотрим пример термодинамической системы — распределение молекул в поле тяготения. В этом случае наиболее вероятным распределением молекул будет распределение согласно барометрической формуле Больцмана. Другой пример — учёт электромагнитных сил взаимодействия между ионами. В этом случае наиболее вероятным состоянием, соответствующим максимуму энтропии, будет упорядоченное кристаллическое состояние, а совсем не «хаос». (Термин «хаос» здесь понимается в смысле беспорядка — в наивном смысле. К хаосу в математическом смысле как сильно неустойчивой нелинейной системе это не имеет отношения, конечно.)

Рассмотрим случай с кристаллической решёткой более подробно. Кристаллическая решётка может быть и в равновесном, и в неравновесном состоянии, как и любая термодинамическая система. Скажем, возьмём следующую модель — совокупность взаимодействующих осцилляторов. Рассмотрим некоторое неравновесное состояние: все осцилляторы имеют одинаковое отклонение от положения равновесия. С течением времени эта система перейдёт в состояние ТД равновесия, в котором отклонения (в каждый момент времени) будут подчинены некоторому распределению типа Максвелла (только это распределение будет для отклонений, и оно будет зависеть от типа взаимодействия осцилляторов). В таком случае максимум энтропии будет действительно реализовывать максимум возможностей конфигурирования, то есть — беспорядок согласно вышеуказанному определению. Но данный «беспорядок» вовсе не соответствует «беспорядку» в каком-либо другом понимании, например, информационному. Такая же ситуация возникает и в примере с кристаллизацией переохлаждённой жидкости, в которой образование структур из «хаотичной» жидкости идёт параллельно с увеличением энтропии.

Это неверное понимание энтропии появилось во время развития теории информации, в связи с парадоксом термодинамики, связанным с мысленным экспериментом т. н. «демона Максвелла». Суть парадокса заключалась в том, что рассматривалось два сосуда с разными температурами, соединённых узкой трубкой с затворками, которыми управлял т. н. «демон». «Демон» мог измерять скорость отдельных летящих молекул, и таким образом избирательно пропускать более быстрые в сосуд с высокой температурой, а более медленные — в сосуд с низкой. Из этого мысленного эксперимента вытекало кажущееся противоречие со вторым началом термодинамики.

Парадокс может быть разрешён при помощи теории информации. Для измерения скорости молекулы «демон» должен был бы получить информацию о её скорости. Но всякое получение информации — материальный процесс, сопровождающийся возрастанием энтропии. Количественный анализ показал, что приращение энтропии при измерении превосходит по абсолютной величине уменьшение энтропии, вызванное перераспределением молекул «демоном».

17. Специальная теория относительности А. Эйнштейна.
В 1905г. Эйн. издал статью «Электронное движ. тел» в этой статье была изложена теория, которая наз. СТО. Эта теория базировалась на 2 постулатах: 1. Расширенный принцип относительности в общих инерц. системах отсчета. Все физические процессы протекают одинаково, т.е. утверждения Г. в том, что в инерц. системах механическое движение протекает одинаково. Э. расширил распространение на общих инерц. системах.; 2. Принцип постоянства света. Согласно этому постулату не зависит от движ. источника света или наблюдателя (одинаково во всех инерц. системах отсчета и яв-ся предельной распростр. какого-либо сигнала). Из постулатов Эйн. вытекают выводы о том, что понятие одновременности событий, длительности временного промежутка (м/у событиями) и длины отрезка перестают носить абсолютный характер. Эти понятия относительны. Эти величины становятся зависимыми от выбора системы отсчета => они всегда относительны. Из одновременности событий можно сделать 3 релятивистских эффекта. При света: 1) Сокращение лин. размеров тела в направлении движ-я при света. Позднее Эйн. показал, что преобразования Лоренца, отражают не реальные изменения размера тела, а измененные результаты измерений этих размеров. 2) Увеличение массы быстродвиж. тел. Масса движения тела, с точки зрения наблюдателя, неподвижного оказывается больше массы покоя этого же тела. Е=мс2. Эйн. удалось доказать, что м яв-ся мерой содержания энергии.3) Замедление времени в быстро движ. телах. Т.О. СТО утвержд., что пространство и время нельзя рассматривать изолированно. На основе этих выводов в 1907г. Минковекий высказал предположения о том, что 3 пространства и 1 временная размерность общих материальных тел тесно связанных м/у собой. Все события во вселенной происходят в едином 4х мерном пространстве и времени. СТО Эйн. относит к инерц. системам отсчета, т.е движутся одновременно. (ДЛЯ МЕГА УРОВНЯ!)


Общая теория относительности Эйнштейна.
Эйн. разработал эту теорию. В 1906-1915г. Он обратился к проблеме тяготения ОТО наз. ОТТ. ОТО основывается на 3х постулатах: 1)Расширенный принцип относительности. Он утверж. Инвариантность законов природы в общих системах отсчета как инерц, так и не инерциональных, которые движ. с ускорением либо с замедлением.2) Принцип const=света=300 тыс. км/с. 3)Принцип эквивалентности инертной и гравитационных масс. Эффекты возникают под действием гравитационных сил. Эквивалентны эффектам возник. под действием ускорения. Важнейшим выводом ОТО стала идея о том, что изменения пространства и временных тел, происходит не только при движ. с большими скоростями, но и в гравитационных полях. ОТО установила искривления пространства под действием полей тяготения; замедления хода времени в сильных гравитац. полях. ОТО подтверждена экспериментально! Пр.1. Зарегистрирована прецессия эллиптической орбиты Меркурия. (прецессия – поворот осей эллиптических орбитам). Согласно законам механики, планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптических орбитам. ОТО уточняет это положение тем, что эллипсы тоже должны вращаться. Сильнее всего этот эффект проявл. у Меркурия, его орбита делает полный круг за 3 млн. лет.


18. Космологические модели Вселенной.
Космологические модели вселенной строятся в соответствии с требованиями теории относительности на основе наблюдаемых астрофизических явлениях. К таким явлениям относятся: 1. Однородность и изотропность космического пространства. 2. Конечная интенсивность светового потока, приходящего из космоса. 3. Красное смещение в световых спектрах излучения далёких звёзд.
1)Классическая модель.в 18-19 веке создана полицентрическая картина мира - основа научной космологии. В этой модели, вселенная бесконечна в пространстве и времени, т.е. она вечная. Основной закон движения небесных тел - закон всемирного тяготения. Пространство не связано с космическими телами. Время яв-ся универсальной длительностью и не зависит от материи. Количество звездных систем и звезд, планет во Вселенной бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит опред. длит. Жизненный путь, а на смену погасшим звездам приходят новые. Классическая модель просуществовала до конца 19в., в конце 19в появились космологические парадоксы: а)фотометрический парадокс..Жан- де - Шезо. высказал сомнения по поводу бесконечности Вс. Огромной количество небесных тел в бесконечности Вс, должно было бы привести к постоянному наблюдению. Небосвод имел бы бесконечную светимость, но этого не наблюдалось, что и противоречит наблюдению. б) Гравитациооный парадокс. В нач. 19в. нем. астроном, Хуга Зеллигер, обратил внимание. Суть этого парадокса в том, что на данное тело должно было бы оказывать бесконечно большая результирующая сила, объем должен был уменьшаться, так как этого не происходит, Зелигер сделал вывод о том, что кол-во небесных тел ограничено. А значит пространство не яв-ся бесконечным.
в) Т/Д парадокс. Так же сформулирован в 19в. и вытекает из 2ого закона т/д. Из принципа повышения энтропии. Е характер. Материю заполняющую Вс., подчинен основному закону природы – закону сохран. Е. Из этого вытекает вечный круговорот материи во Вс., т.е. если в природе материя не исчезает и не возникает из ничего, то лишь переходит из одного вида в др, то тогда Вс вечна, а материя прибывает в постоянном круговороте. Но согласно 2му закону т/д во всех превращениях Е общего вида в конечном итоге переходит в тепловую Е, которая рассив. В пространстве. Т.О. этот процесс яв-ся необратимым и рано или поздно все звезды погаснут и наступит тепловая смерть Вс. 2)Релятивистская модель. Эта модель была предложена А. Эйнштейном в 1917г. В основу этой модели составила релятивистская теория тяготения. Эйн. отказался от постулатов абсолютности и бесконечности пространства и времени, но сохранил принцип неизменности Вс. Вселенная с его точки зрения не измена во времени и конечна в пространстве. Св-ва Вс. в этой модели опред. распред. в ней гравитационных масс. Вс. безгранична, но при этом замкнута в пространстве. - согласно этой модели, пространство однородно (одинакого по составу) и изотропно (одинаково во всех направлениях); материя распред. равномерно; -время бесконечно, а его течение не влияет на св-ва Вс. Объем такой Вс. может быть конечным числом кубометров, но каждая по объему Вс. безгранична – это сфера (поверхность любой сферы). Вс. Эйн. содержит ограниченное число звезд и звездных систем. Парадоксы не применимы к этой модели, но тепловая смерть Вс. не отсекается.3)Модель расширения вселенной. В 1922 Александр Фридман установил, что вселенная не может быть стационарной. Используя уравнение Эйнштейна он доказал, что вселенная может расширяться или сжиматься, таким образом, радиус и площадь поверхности вселенной изменяется. В 1929 году Хаббс обнаружил эффект красного смещения спектральных линий. Красное смещение было объяснено как следствие удаления галактик друг от друга со скоростью, возрастающей с расстояние. Он обосновал представление, согласно которому, вселенная – множество галактик, разделенных между собой огромными расстояниями. Работы Хаббла могут служить эмпирическим подтверждением модели расширяющейся вселенной. Исходя из предположений, Фридмана рассматривал 2 модификации Вс: 1) Замкнутая модель. Вс. расширяется затем расширение останавливается и изменяется сжатием до конечного объема и бесконечной плотности. Пространство образует сферу. В этой модели Вс- замкнута, её кривизна «+», т.е. Вс. конечна и безгранична – сфера. Кривизна «+», если центр искривл. Поверхности нах-ся внутри. Если центр кривизны нах-ся вне системы, то такая кривизна «-». 2) Открытая модель. Вс. расширяется, темп расширения вначале падает, а потом стабилизируется. Вс. – безгранична, в этой модели, не замкнута. И кривизна пространства отрицательна. По какому из этих вариантов идет эволюция Вс. зависит от соотношения гравитационной и кинетической Е вещ-ва. Если Ек>Е гравитационной, то процесс расширения будет необратимым- открытая.. Если Ек< Еграв., то расширение Вс сменится сжатием. Если Ек = Еграв, то достигаем равновесие, расширение не прекратиться, а его стабилизируется.


20. Происхождение Вселенной, концепция БВ.
Фиксируемое разбегание галактик наводит на мысль, что в прошлом вещество было более плотным. Возникает вопрос о начале эволюции вселенной, рождении и ее конце (смерти). Все существующие теории не доказаны. Они не объясняют причин и процесса рождения вселенной. Частично некоторые факты, связанные с возникновением и развитием вселенной, были объяснены теорией Большого взрыва Георгия Антоновича Гамова (1904 – 1968). Основная черта этой модели была использована американскими и советскими учеными тезиса, введенного Гамовым. Затем появилась теория инфляции (вздутия) – раздувающаяся вселенная. В 1948 году Гамов выдвинул предположение, что вселенная образовалась в результате гигантского взрыва, который произошел около 18 млрд. лет назад. Тогда все вещество и вся энергия вселенной были сконцентрированы в сверхплотном сгустке. Вначале радиус расширения был равен 0, а ее плотность – бесконечности. Это начальное состояние называется сингулярность. По принципу неопределенности этот сгусток имел размер и плотность. Известные сейчас законы позволяют воспроиз. сценарий расширения, начиная с нескольких тысячных секунды после взрыва. Что было до взрыва подтвердить невозможно. Основная идея концепции «БВ» состоит в том, что на ранних стадиях возник. ВС имела неустойчивое, вакуумноподобное состояние. Плотность энергии была очень большой, возникла Е из квантового излучения. Пока вакуум находится в равновесном состоянии, в нем существ. виртуальные частицы, кот берут из вакуума Е, через короткое время возвращают энергию и исчезают. Когда вакуум находится в точке сингулярности, он может выйти из состояния равновесия. Виртуальные частицы захватывают Е, не возвращают ее и превращают в реальную. Таких частиц может быть много. Возбужденный вакуум разрушается. Освобождается огромное количество энергии. Эта модель назыв. инфляционной. В первые моменты после взрыва Т вселенной была очень высокой. В ней могли существовать только самые легкие элементарные частицы (фотоны, нейтрино). Быстрое расширение горячего газа приводит к его охлаждению. На первых порах температура достигала 1013 К. И стало возможно образование протонов и электронов. Они были в виде горячей плазмы. Они сильно взаимод. друг с др. и с излучением. На ранней стадии (1 млн лет) во вселенной преобладали электомагнитные и ядерные взаимод. После завершения первой стадии Т падает до 3000 К. Возникают нейтральные атомы водорода. С этого момента взаимодействия излучения с веществом прекращаются и основная доминирующая роль достается гравитации. Излучение, остывая в процессе расширения вселенной, формирует реликтовый фон. Вс. продолжает расширяться, ее температура понижается, возникают гравитационные неустойчивости. За счет этих флуктуаций появляются зоны уплотнения, которые притягивают газ из соседних областей. Т.О. увелич. собств. Гравит. поле. Это способ. возник. упорядоченной межгалактической структуры. Фрагментация этой структуры дает начало будущим галактикам и звездам.


21. Эволюция и строение галактик.
Галактика - гигантское звездное скопление.
Галактики образуются группировками. Несколько галактик образуют группы. Сотни тысяч галактик - скопление галактик. Облака скопления - сверхскопления. Размеры галактик изменяются, есть размеры галактик в несколько десятков световых лет - карликовые, до 18 млн., световых лет галактики великаны. Галактики имеют различные формы. Эдвин Хаббл выдвинул три типа галактик: 1.эллиптические - наиболее простые, в их центре нет ядра, они не содержат горячих звезд, пыли, газовых туманностей. 2.спиральные; 3.неправильные (галактики неправильной формы) - обладают небольшой яркостью, в них много горячих сверхгигантов, но большинство галактик карлики. Т.О. Галактика - система, состоящая из скопления звезд и туманностей и образующая в пространстве сложную конфигурацию. Строение галактик выделяют центральное ядро и периферию. Актив ядер галактик проявляется в непрерывном излучении потоков вещества, выброса сгустков газа, в радиоизлучении. Самой исследованной группой галактик является Млечный Путь и туманность Андромеды.Млечный Путь - наша галактика. В семейство нашей галактики входят 14 карликовых эллиптических, несколько внегалактических шаровых скоплений, ряд неправильных галактик, среди них наиболее известные Магелановые облака. Семейство туманности Андромеды меньше, в неё входит одна спиральная галактика, две эллиптических и несколько неправильных. Млечный Путь - звездная система, которая включает от 150-200 млрд., звезд. Среди них и Солнце. Диаметр Млечного Пути около 10 000 световых лет. Большинство звезд, нашей галактики, карликовые. Все звезды, в том числе и Солнце, участвуют во вращении галактик. Галактика вращается вокруг оси перпендикулярно её экваториальной плоскости. Солнце совершает полный оборот вокруг оси галактики за 200 млн. лет. В конце 70-х годов астрономы обнаружили, что галактики в сверхскоплениях распределены неравномерно. Если на карте вселенной обозначить точкой каждую галактику, то скопления будут выглядеть, как цепочка точек. Эти цепочки пересекаются, соединяются и образуются ячеистую структуру. Размер ячеек от 100 до 300 млн., световых лет. Таким образом, галактики расположены вблизи границ ячеек.


23. Строение Солнечной Системы.
СС состоит из множества звезд. На современном этапе эволюции вселенной выяснилось, что основная масса вс. 97% сосредоточенная в звездах. Методом спектрального анализа обнаружено, что хим. состав звезд и солнца приблизительно одинаков. 80% - 85% состоят из водорода (Н) 12% - 18% состоят из гелия (Не) Кроме того, присутствуют азот (N), кислород (О), углерод (С), железо (Fe), кремний (Si). В группу звезд СС входят: •Солнце • 10 больших планет Планета - наиболее массивное тело СС, она движется по эллиптическим орбитам и светится отраженным светом. Кроме того, к СС относятся: •10 спутников планет; •1 000 малых планет - астероидов. • сотни комет •большое количество метеоритных тел. Все они объединены в одну систему благодаря силам притяжения. Единый характер СС проявляется в том, что все планеты вращаются вокруг солнца в одном и том же направлении. Закономерно и строение СС. Каждая следующая планета удалена от солнца на расстоянии приблизительно в 2 раза больше, чем предыдущая. Основная масса солнечной системы приходится на солнце - 99, 8%. Сегодня достаточно известно, что СС образовалась 5 млрд., лет тому назад. В настоящее время не существует доказанной теории эволюции в СС. Самыми яркими небесными объектами являются: •Луна; •Солнце. В атмосфере солнце (короне) наблюдается вспышки, которые называются протубирансы. Планеты расположены в следующем порядке: Солнце, Меркурий, Венера, Земля (Спутник- Луна), Марс (Спутники - Фобос, Демос), Юпитер (15 спутников),Сатурн (16 спутников), Уран (5 спутников), Нептун (2 спутника), Плутон (1 спутник). В 2006г. принято Плутон как таковую планету не считать. Солнце - звезда, представляющая собой плазменный шар с плотностью 1, 4 г/см , радиус 700 000 км, Т на поверхности примерно 6 000 . Активность солнца циклична. Периодичность составляет 11 лет. Земля к солнцу расположена в 40 раз ближе, чем Плутон и в 2,5 раза дальше, чем Меркурий. Спутники планет, вращаясь вокруг собственной оси, вращаются вокруг своей планеты и вместе с системой вращаются вокруг солнца. С 1962г. планеты и спутники стали исследоваться космическими аппаратами. Были исследованы атмосферы Венеры и Марса. По физ. характер. планеты делятся на две группы: 1. Планеты-гиганты(Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Они состоят из водорода и гелия, которые при приближении к центру переходят сначала в жидкое, а потом в твёрдое состояние. 2.Планета Земного типа (Венера, Земля, Марс, Меркурий). Они состоят из ядра (основной элемент – железо) и силикатной оболочки, а также имеют газовую атмосферу. Малые планеты называются астероидами. Их количество достигает 3,5 тысячи, большинство их них движется между орбитами Марса и Юпитера, тем самым, образуя пояс астероида. Размеры астероида небольшие, самый крупный 1000 км, а самый маленький 700м. У астероидов нет атмосферы, и температура не превышает 100 С. Солнце – это звезда, представляющая плазменный шар, с плотностью 1,4 г/ см . Радиус примерно 700.000 км, температура на поверхности около 6000 С . Активность солнца циклична, периодичность цикла 11 лет. Кометы состоят из головы и хвоста, а голова из: ядра; кому. Ядра комет состоят изо льда, и при приближении к солнцу лёд плавится, испаряется, в результате образуется кома – облако газа вокруг ядра. В межпланетном пространстве движется большое количество частиц, размером до нескольких метров, их назыв. метеорными телами, а они образ. при разрушении астероидов. В атмосфере они сгорают, а не сгоревшие остатки падают на поверхность. Большинство метеоритов состоят из железа.

24.Земля и ее строение.
 Земля – третья планета по порядку от солнца, удалена от него примерно на 150 млн. км. Земля и окружающая её среда сформировались примерно 4,7 млрд. лет назад, сформировалась в результате всей СС. Земля получает энергию от солнца, которая передаётся от солнца Земле в виде электромагнитного излучения. Радиус – 6,3 тысячи км. Масса - 6 тонн. Средняя плотность – 5,5 г / см . Скорость вращения - 30 км в секунду. Вращения вокруг собственной оси совершается за 23 часа 56 минут и 4 секунды, т.о, обеспечивая смену дня и ночи. Период вращения вокруг солнца -365,24 происходит смена времён года. Земля обладает магнитным полем, имеет неоднородное строение и состоит из концентрических внутренних оболочек – геосфер. К внутренним сферам относится ядро и мантия, а к внешним: литосфера, гидросфера, атмосфера Основными типами земной коры являются: 1.Океанический, 2.Материковый Океаническая кора с учётом слоя воды может изменяться в пределах 5 – 10 км. Она состоит из базальта, а базальт – это горная порода, образовавшаяся в результате вулканической деятельности. Толщина материковой коры до 80 км. В горных районах кора состоит из базальта и гранита. Мантия расположена между земной корой и ядром на глубину 2900 км. Она состоит из кремния, железа, никеля, магния, кислорода. Ядро начинается с глубины 2900 км. Состоит из внешнего ядра (жидкость, смесь серы и железа) и внутреннего ядра (твёрдая, состоящая из железо-никелевых сплавов). Литосфера – это внешняя твёрдая оболочка Земли, разбитая глубинными разломами на крупные блоки, которые называются литосферными плитами. Они могут перемещаться в горизонтальном направлении. Земная кора содержит важные для человека ресурсы: 1.горючие полезные ископаемые (уголь, нефть); 2.руды (железа, меди, алюминия); 3.нерудные полезные ископаемые (известняки, песок, гравий). Гидросфера. Водная оболочка Земли, состоит из поверхностных и подземных вод. Поверхностная гидросфера – это водная оболочка поверхностной части Земли, в которую входят воды океанов, морей озёр, ледников, рек. Она не образует сплошного слоя и на 70,8 % прерывисто покрывает Земную поверхность. Подземная гидросфера включает подземные воды, находящиеся в верхней части земной коры. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью Земли, нижняя граница не определена. Основную часть гидросферы составляет Мировой океан – 96,53% , а на долю подземных вод – 1,69%. Более 98% водных ресурсов составляют солёные воды. Общий объём пресных вод на Земле около 2% от общего объёма гидросферы. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках и используется незначительно. Атмосфера. Газовая оболочка Земли. Она состоит из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Общая масса составляет 5,15 * 10 тонн. На высоте 20-25 км расположен озоновый слой, который защищает Землю от ультрафиолетовых излучений. Атмосфера воздействует на литосферу, регулируя распределение тепла и влаги. Погода и климат Земли зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха, является источником осадков. Атмосфера поддерживает различные формы жизни. Нижняя часть атмосферы – тропосфера, толщина которой в тропических широтах составляет 16-18 км. В полярных широтах 8-10 км. В умеренных широтах 10-12 км. Стратосферой называют область холодного, разреженного, сухого воздуха, толщиной 20 км. Сквозь стратосферу проникают метеоритные дожди, пыль и в неё выбрасывается вулканическая пыль. Атмосфера, гидросфера и стратосфера взаимодействуют между собой. Почти все поверхностные геологические процессы обусловлены этим взаимодействием и происходят в биосфере.

25. Антропный принцип.

Место человека во Вселенной в науке 20 в. часто рассматривается на основе антропного принципа (от греч. antropos - человек), который утверждает, что существование и развитие человека обусловлено закономерностями Вселенной, что он занимает во Вселенной привилегированное положение, т.е. Вселенная – дом человека. Истоки этого принципа связывают с идеями К.Э.Циолковского. По его мнению, материя породила человека в ходе эволюции, чтобы двигаться к высшему уровню своего развития и при помощи человека познать себя. Согласно Циолковскому, социально организованное человечество, накопив большой запас знаний, вступит в космическую эру. Циолковский выделяет в ней 4 эпохи. В результате развития по повторяющимся космическим циклам, человек достигнет высочайшего уровня (абсолютного знания), а космос будет представлять собой великое совершенство.

Идея о сверхразуме развивалась французским палеонтологом и философом П. Тейяром де Шарденом в его книге «Феномен человека». Он также исходил из принципа антропоцентризма (человек – центр мира) и писал о «концентрации сознания» отдельных индивидов в коллективный разум – точку Омега. Он считал, что человек, как ось и вершина эволюции раскрывает все, что заложено в материи, он «микрокосм», содержащий в себе все возможности космоса. Жизнь и человек неразрывно связаны с космическими процессами. Неживая материя только кажется на «мертвой», но, по Шардену, она лишь «дожизненна», в ней имеются потенции стать живой.

Само понятие «антропный принцип» появилось уже во второй половине 20-го века. По современным представлениям этот принцип вытекает из взаимосвязи мировых констант (скорость света, гравитационная постоянная, постоянная Планка, масса электрона и др.). Он был сформулирован в 1961 г. Антропный принцип утверждает, что мир таков, каков он есть, потому что в противном случае некому было бы спрашивать, почему он таков.

Действительно, свойства окружающего нас мира явились результатом определенной согласованности соответствующих фундаментальных констант, и надо отметить, что интервал возможных значений этих фундаментальных констант, обеспечивающих нам мир, пригодный для жизни, очень мал.

Так, например, ослабление на несколько порядков константы сильных взаимодействий привело бы к тому, что на ранних стадиях расширения Вселенной образовывались, в основном, только тяжелые элементы, и в мире не было бы источников энергии (водорода и его соединений).

Если бы гравитационная постоянная была бы на несколько порядков меньше, то не возникло бы условий (достаточного сжатия протозвезды) для начала ядерных реакций в звездах.

Усиление слабых взаимодействий превратило бы на ранних этапах эволюции Вселенной все вещество в гелий, а значит, отсутствовали бы реакции термоядерного синтеза в звездах.

Усиление электромагнитного взаимодействия на несколько порядков привело бы к заключению электронов внутри атомных ядер и невозможности вследствие этого химических реакций и превращений.

Наконец, если бы первоначальная скорость расширения Вселенной была хотя бы на 0,1% меньше критической скорости расширения, то Вселенная расширилась бы лишь до трех миллионных долей своего нынешнего радиуса, после чего начала бы сжиматься.

В настоящее время говорят о слабой и сильной версии антропного принципа. В слабой версии утверждается о благоприятных локальных условиях для жизни человека. Суть слабой версии можно выразить так: то, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателей. Или, другими словами, свойства Вселенной таковы, что в ней могла появиться жизнь и разум («наблюдатели»). По сильной версии считается, «что человек не просто наблюдает Вселенную, а придает ей смысл существования. Человек не просто является мерой всех вещей, но и их творцом».

Антропный принцип по сей день является предметом дискуссий. Креационисты, т.е. сторонники божественного сотворения мира, используют его в своих целях. Это обстоятельство повлияло на то, что многие ученые порой настороженно, порой иронично относятся к антропному принципу, рассматривая его как ненаучный. Наиболее разумно антропный принцип может быть истолкован следующим образом:

Инфляционные сценарии (т.е. сценарии «раздувания», расширения Вселенной) не исключают возможности разделения Вселенной в процессе своего рождения на неограниченно большое число мини-вселенных. Приставка «мини», разумееется, всего лишь условность, на самом деле речь идет об огромных областях, внутри которых реализуются свои типы физических вакуумов и размерностей пространства-времени. Тогда можно говорить о вероятности (отличной от нуля!) возникновения в числе этих вселенных и таких, которые подобны нашей. Т.е. можно сказать, что мы живем во вселенной с определенными свойствами пространства-времени и материи не потому, что другие вселенные невозможны, а потому, что вселенные подобно нашей существуют. В других же вселенных жизнь нашего типа невозможна.

Итак, развитие Вселенной, согласно современным представлениям, характеризуется некоторой направленностью. В результате происходит рост и разнообразия и сложности материальных образований и на определенном этапе происходит образование живого вещества. Оно служит основой для появления разумной жизни, человека. С появлением человека Вселенная стала познавать себя и благодаря разуму целенаправленно развиваться. Период от Большого Взрыва до целенаправленного развития Вселенной является одним из этапов ее эволюции. Из принципов эволюционной теории (принцип потенциальной многонаправленности) следует, что во Вселенной могут быть различные формы жизни и разума, различные внеземные цивилизации. Тем не менее, продолжающиеся эксперименты по прослушиванию Вселенной с целью поиска внеземных цивилизаций пока не дали положительных результатов. Эта ситуация получила название «феномена молчания Вселенной».

Подводя итог, можно сказать, что современное естествознание, используя антропный принцип, рассматривает человека как уникальный и вместе с тем естественный результат эволюции Вселенной.

29. Химическая связь и причины ее образования(молекулярная, ковалентная, ионная, металлическая) При взаимодействии атомов, между ними может возникнуть химическая связь. В результате образуется устойчивая многоатомная система. Чем прочнее химическая связь, тем больше энергии нужно затратить для ее прочности. Условием образования химических связей является уменьшение потенциальной энергии системы взаимодействующих атомов. При взаимодействии атомов, электроны которых имеют одинаково направленные спины, энергия возрастает. В этом случае химическая связь образоваться не может. Если спины разнонаправлены, то потенциальная энергия взаимодействия атомов изменяется по 2ой кривой.Д – величина энергии, которую нужно затратить на разрушение этого взаимодействия. Физической причиной понижения потенциальной энергии при уменьшении расстояния является притяжение электронов к ядрам обеих атомов. По типам связи все взаимодействия делят на межмолекулярную ,ионную, ковалентную и металлическую. Молекулярный тип связи образовался при переохлаждении некоторых газов и органических веществ. Межмолекулярные взаимодействия определяются силами Ван-дер-Ваальса. Основой силы В-д-В составляют Кулоновские силы взаимодействия между Кулонами и ядрами. Кулоновское взаимодействие зависит от расстояния между атомами, от ориентации молекул, от взаимодействия молекул. Силы Ван-дер-Ваальса не имеют направленного характера. Это означает, что взаимодействие направляется одинаково и с увеличением расстояния уменьшается. Более сильное межмолекулярное взаимодействие возникает ,если одни из электронов водорода. Когда атом водорода связан с сильным электроотрицательным электроном, то электронная пара смещается к ядру электроотрицательного атома. Атом водорода при этом принимает положительный заряд. Водородная связь тем прочнее, чем электроотрицательность выше и тем меньше размеры атомов. Ковалентный тип связи характерен для углерода ,кремния, германия. Ковалентный тип связи обеспечивается электронами, имеющие противоположно направленные спины. Эта образовавшаяся электронная пара принадлежит 2ум атомам. Прочность связи тем больше, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака. Атомы электронов, которые имеют высокий потенциал ионизации и, вступая во взаимодействия, достраивают свою электронную оболочку электронами соседних атомов. Каждая межатомная связь осуществляется парой общих электронов. Ковалентная связь характеризуется жесткой направленностью, т.к. перекрывание облаков возможно только при взаимной ориентации этих систем. Различают 2 вида ковалентной связи: полярную (гетерополярную) и неполярную (гомеополярную).В случае неполярной связи электронное облако распределяется в пространстве симметрично относительно ядер обоих атомов. В случае полярной связи электронное облако смещается к атому с большей электронной отрицательностью. Ковалентные кристаллы имеют высокую твердость, высокие температуры плавления и испарения. Ионная связь возникает из-за электро статического взаимодействия противоположно заряж. Ионов. Ионны могут бытьпростыми (состоящие из одного атома) простые ионы облад. «+» зарядом, легче образуют из атомов элементов с низким потенциалом ионизации (Они расположены слева). Ионы так же бывают сложные, например анионы ОН, катионы NH4. Образованы отрицательно заряженных ионов характерны для атомов неметаллов, которые присоед. Примером Ионного типа связи может служить связь м/у щелочным металлом и галогенном.(Пр. NaCl) Ионная связь не имеет напрвления. Это объясняется тем, что электр. поле уменьшается с увеличением расстояния по одному и тому же закону. Во всех направлениях равнозначно сферичной симметрией. Ионная связь не обладает насыщаемостью. Каждый ион взаимод. не только с ближними, но и с теми которые расположены относительно далеко. Превращение атома в пожит. заряж. ион (и в отриц. зарядах) приводит к изменению их размеров., т.е. при образ. А-е=А+ размер уменьшается, при А+е=А- размер увеличивается Металлический тип связи возникает из-за обобществления валентных электронов в большом числе атомов металла, имеющих малый потенциал ионизации. Металлическая связь не имеет направления. Свободное перемещение электронного газа определяет высокие электро и теплопроводящие свойства металлов. Энергия этой связи определяет свойства материалов (веществ).Температура плавления тем выше ,чем связь прочнее и наоборот чем прочнее связь, тем выше температура плавления. Чем выше прочность связи, тем вещество прочнее. Чем выше прочность связи, тем вещество более упругое.

30. Учение о хим. процессах. 1.Скорость хим. процессов.
Хим. реакции – превращение одних вещ-в и соед., в другие при неизменности ядер атомов, т.е ядерные реакции. Хим. реакции классифицируются: 1. В зависимости от путей возбуждения реагентов (радиац. – химия, плазма – химия, высокая темпер.) 2. Кинетическая классификация. Она учитывает молекулярные реакции ( число молекул участвующих в каждой реакции) порядок реакции и т.д. 3. По формальным признакам. Изменение степени окисления, перераспределение связей и т.д. 4. По механизму реакций. В этом случае учитывается способ разрыва связи, характер реагентов и т.д.
Раздел химии изучающий хим. реакцию: - как процесс протекает во времени; - изуч. механизмы этого процесса; - зависимость этого процесса от условий протекания – называется химической кинетикой. Любая хим. реакция представляет совокупность элементарных актов хим. превращения. Каждый такой элемент. акт – это превращение одной или нескольких частиц реагентов и частиц продуктов реакций. Те вещ-ва которые вступают – реагенты, а получившиеся – это продукт. Простые реакции состоят из однотипных элементарных актов. Реакции, при которых осуществ. разнотипные элементарные акты наз. сложными. Первые кинетические исследования были выполнены в сер. 19в. уч. Вельгельм, который изучал гидролиз тростникового сахара. Одна и та же реакция в зависимости от условий может протекать с разными . Необходимо различать гомогенные (протекают в одной фазе) и гетерогенные (протекают в разных фазах) системы. Фазой наз. часть системы облад. опред. составом, структурой и свойствами и отделенная от других частей границы раздела. Гетерогенная система состоит из нескольких фаз. Гомогенная из одной фазы, однородная часть системы (Пр: любая газовая смесь; раствор нескольких вещ-в в одном растворе. Гетерогенная насыщенный раствор с осадком (пр: вода со льдом и т.д) Реакция протекающая в гомогенной системе идет во всем объеме этой системы. В гетерогенной идет на поверхности раздела фаз образующих эту систему. гомогенной реакции наз-ся кол-во вещ-ва вступающего в реакцию или образ. в результате реакции за единицу времени в ед. объема системы. гетерогенной реакции наз-ся кол-во вещ-ва вступающих в реакцию или образ. в результате реакции за ед. времени на ед. площади поверхности. 


32. Факторы, влияющие на хим. реакции.
Важнейшими факторами влияющие на хим. реакции: 1.Концентрация реагир. веществ или давление реагентов в газовой фазе.2.Природа реагир. веществ;3. Температура;4.Присутствие катализаторов (вещ-ва кот повыш.). Для гетерогенной есть ещё один фактор: зависит от интенсивности движения жидкости или газа около поверхности, на которой идет реакция.
Зависимость реакции от концентрации реагир. веществ, необходимым условием взаимодействия яв-ся их столкновение друг с другом. Если они не столкнулись, если они не столкнулись, то хим. реакции не будет. Простейшей теорией газовых реакций яв-ся теория столкновений. В основе этой теории есть 3 положения:1.Для протекания хим. реакции необходимо столкновение молекул происходит обмен и перераспределение Е, при этом ослаблевают и разрываются старые связи и возникают новые, образуя продукты реакции новые вещ-ва.2.Е столкновения частиц должна быть достаточной для того, чтобы хим. связь разорвалась. 3.Ориентация частиц должна обеспечивать мах. сближение реагирующих групп. Т.О. реакции должна быть пропорциональной числу соударений. Чем больше, тем выше концентрация каждого из исходных вещ-в. При пост. Т хим. реакции прямо пропорциональна произведению концентрации реагир. вещ-в. Чем больше концентрация, тем больше .

33. Обратимые и необратимые реакции.
Необратимые реакции протекают до конца, до полного израсходования одного из реагирующих веществ. Обратимые реакции протекают не до конца, и одно из реагирующих веществ не расходуется полностью. В реакциях, образующиеся продукты, которые, вступая в химическую реакцию, образуют исходные вещества. Такая реакция никогда не останавливается. Поэтому необратимая реакция может протекать только в одном направлении, а обратимые реакции, как в прямом, так и в обратном направлении. Примеры: 1)При взаимодействии цинка с концентрированной азотной кислотой образуется соль. Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O. Эта реакция необратимая, то есть может протекать только в одном направлении до того, как израсходуется весь цинк. 2) Синтез аммиака. 
N2 + 3H2↔ 2NH3. Обратимая реакция. При определённых условиях аммиак разлагается на азот и водород. Изменение скорости прямой и обратной реакциях с течением времени имеет вид. В первый момент времени скорость реакции будет максимальной, а обратная реакция равна 0. С течением времени концентрация исходных веществ уменьшается, и скорость прямой реакции также уменьшается. В ходе этой реакции образуется некоторое количество продуктов реакции, и концентрация продуктов реакции возрастает, и скорость обратной реакции тоже возрастает. В определённый момент времени скорость прямой реакции становится равной скорости обратной реакции, и наступает химическое равновесие. При равновесии протекает, как прямая реакция, так и обратная химическая реакция, поэтому такое химическое равновесие называется динамическим.
Количественной характеристикой хим. равновесия служит константа хим. равновесия. К- константа хим. равновесия отношение концентрации продукта реакции на произведение концентрации исходных вещ-в. При пост Т константа равновесия обратимой реакции яв-ся постоянной величиной, показывая соотношение м/у концентрации продуктов реакции и исходных вещ-в, кот устанав. в процессе равновесия. На состояние хим. равновесия, оказывают влияние концентрации реагир. вещ-в, Т, а для газообразных вещ-в и давление. При изменении одного из этих параметров равновесие нарушается и концентрация всех реагир. вещ-в измен. До тех пор, пока не установлено новое равновесие. Подобный переход из одного состояния равновесия к др. наз-ся смещением хим. равновесия. При повыш. концентрации к-л из вещ-в участв. в реакции равновесия смещается в сторону расходования этого вещ-ва. При понижении концентрации вещ-в равновесие смещается в сторону образования этого вещ-ва.

34. Химическое равновесие, константа смещения равновесия, принцип Ле Шателье.
Количественной характеристикой хим. равновесия служит константа хим. равновесия. К- константа хим. равновесия отношение концентрации продукта реакции на произведение концентрации исходных вещ-в. При пост Т константа равновесия обратимой реакции яв-ся постоянной величиной, показывая соотношение м/у концентрации продуктов реакции и исходных вещ-в, кот устанав. в процессе равновесия. На состояние хим. равновесия, оказывают влияние концентрации реагир. вещ-в, Т, а для газообразных вещ-в и давление. При изменении одного из этих параметров равновесие нарушается и концентрация всех реагир. вещ-в измен. До тех пор, пока не установлено новое равновесие. Подобный переход из одного состояния равновесия к др. наз-ся смещением хим. равновесия. При повыш. концентрации к-л из вещ-в участв. в реакции равновесия смещается в сторону расходования этого вещ-ва. При понижении концентрации вещ-в равновесие смещается в сторону образования этого вещ-ва.
Если система находится в равновесии, то она будет пребывать в нём до тех пор, пока внешние условия сохраняются постоянно. Если условия изменяются, то система выйдет из равновесия, скорость прямой реакции и обратной реакции изменяются неодинаково, и, тогда будет протекать химическая реакция. Наибольшее влияние на нарушение химического равновесия оказывает:1.концентрация реагирующих веществ;2.давление;3.температура
Влияние концентрации на смещение химического равновесия. Увеличение концентрации какого-либо из веществ, приводит к увеличению концентрации прямой или обратной реакции. Предположим, что в прямом направлении реакция станет протекать быстрее, тогда концентрация исходных продуктов уменьшается и скорость прямой реакции, а концентрация продуктов реакции, а скорость обратной реакции тоже увеличивается.
 Влияние давления. Когда в реакции участвуют газы, равновесие может нарушиться при изменении объема системы. Если при постоянной температуры увеличить давление так, чтобы объём уменьшился в 2 раза, то в первый момент концентрация всех газов возрастает в двое, при этом изменится соотношение между скоростью прямой и обратной реакции, равновесие таким образом нарушается. Равновесие смещается в сторону давления. Таким образом в результате увеличения давления в 2 раза скорость прямой реакции увеличивается в 8 раз, скорость обратной реакции только в 4 раза. ( т.е прямая реакция будет преобладать над обратной вновь устанавливается равновесие). при увеличении давления путем сжатия системы равновесие сдвигается в сторону уменьшения числа молекул газа, т.е. в сторону понижения давления. При уменьшении давления равновесия сдвигается в сторону возрастания числа молекул газа, т.е в сторону увеличения давления. В случаи, когда реакция протекает без изменения числа молекул газа, равновесие не нарушается и давление таким образом не оказывает влияние на равновесие( в такой системе никак не влияет).
Влияние температуры. Равновесие в большинстве химических реакций, сдвигается при изменении температуры. Фактором определяющим направление смещения равновесия является знак теплового эффекта реакции. При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции. При понижении температуры равновесие смещается в сторону экзотермической реакции. При повышение температуры равновесие сдвигается в сторону эндотермической реакции.
Таким образом общий принцип определяющий влияние на равновесии в системе был сформулирован Ле Шателье. Если на систему находящуюся в равновесии оказать какое-либо воздействие, то в результате протекающих в них процессах равновесие сместиться, что оказываемое воздействие уменьшиться.


35. Свойства живого

Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой Живые организмы получают энергию из внешней среды, используя ее на поддержание собственной упорядоченности

Живые организмы не только изменяются, но и усложняются Живые организмы активно реагируют на внешнюю среду

Живым организмам присуща способность самовоспроизводства на основе генетического кода Живым организмам присуща способность сохранять и передавать информацию

Живым организмам присуща высокая приспособляемость к внешней среде Живым организмам присуща молекулярная хиральность[1] (молекулярная диссиметрия)

36.

37. Уровни организации ж. Систем

1. Молекулярный уровень. Молекулярный уровень несет отдельные, хотя и существенные признаки жизни. На этом уровне обнаруживается удивительное однообразие дискретных единиц. Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20 аминокислот и 4 одинаковых оснований, входящих в состав молекул нуклеиновых кислот. У всех организмов биологическая энергия запасается в виде богатой энергией аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Наследственная информация у всех заложена в молекулах дизоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), способной к саморепродукции. Реализация наследственной информации осуществляется при участии молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК).

2. Клеточный уровень. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей, характерной для всех живых организмов. У всех организмов только на клеточном уровне возможны биосинтез и реализация наследственной информации. Клеточный уровень у одноклеточных организмов совпадает с организменным. В истории жизни на нашей планете был такой период (первая половина протерозойской эры ~ 2000 млн. лет назад), когда все организмы находились на этом уровне организации. Из таких организмов состояли все виды, биоценозы и биосфера в целом.

3. Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Тканевый уровень возник вместе с появлением многоклеточных животных и растений, имеющих различающиеся между собой ткани. Большое сходство между всеми организмами сохраняется на тканевом уровне.

4. Органный уровень. Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы. (Всего лишь шесть основных тканей входят в состав органов всех животных и шесть основных тканей образуют органы у растений).

5. Организменный уровень. На организменном уровне обнаруживается чрезвычайно большое многообразие форм. Разнообразие организмов, относящихся к разным видам, а также в пределах одного вида, объясняется не разнообразием дискретных единиц низшего порядка (клеток, тканей, органов), а усложнением их комбинаций, обеспечивающих качественные особенности организмов. В настоящее время на Земле обитает более миллиона видов животных и около полумиллиона видов растений. Каждый вид состоит из отдельных индивидуумов (организмы, особи), имеющих свои отличительные черты.

6. Популяционнно-видовой уровень. Совокупность организмов одного вида, населяющих определенную территорию, составляет популяцию. Популяция – это недоорганизменная живая система, которая является элементарной единицей эволюционного процесса; в ней начинаются процессы видообразования. Популяция входит в состав биоценозов.

7. Биоценотический уровень. Биогеоценозы – исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций различных видов, связанных между собой и окружающей средой обменом веществ, энергии и информации. Они являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно-энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов.

8. Биосферный уровень. Совокупность биогеоценозов составляют: биосферу и обуславливают все процессы, протекающие в ней.

Таким образом, мы видим, что вопрос о структурных уровнях в биологии имеет некоторые особенности по сравнению с его рассмотрением в физике. Эта особенность состоит в том, что изучение каждого уровня организации в биологии ставит своей главной целью объяснение феномена жизни. Действительно, если в физике деление на структурные уровни материи в достаточной степени условно (критериями здесь являются масса и размеры), то уровни материи в биологии отличаются не столько размерами или уровнями сложности, но главным образом, закономерностями функционирования.

40. .Понятие и концепции биосфер.
Термин биосферы был введен в 1875 году австр. геологом Эдуардом Зюссом (1831-1914гг). Биосфера - часть оболочки земли, состав, структура и энергия которой обусловлены прошлой и современной деятельностью живых организмов. Биосфера включает: •Нижнюю часть атмосферы до высоты 25-30км - тропосфера, которая распространяется до озонового слоя. •Верхнюю часть литосферы до глубины 3км.•И почти всю гидросферу. Возникшая около 3 млн. лет назад биосфера состоит из: •Живых - биотических компонентов •Неживых - абиотических компонентов. Биосфера является глобальной экосистемой. Абиотическая часть- почва и подстилающие её породы до глубины, где есть жизнь, атмосферный воздух и водная среда, положившая начало образованию биосферы. Биотическая часть состоит из живых организмов всех видов. Как сейчас считают, ученые в биосфере земли обитают более 300 000 000 видов живых организмов. Они осуществляют важнейшую жизненную функцию биосферы - биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему питанию, дыханию и размножению. Эти функции обеспечивают обмен веществ между всеми частями биосферы. Два главных компонента биосферы: Живые организмы и среда существуют в постоянном взаимодействии. Поэтому в ходе эволюции образуются биоценозы. Биоценозы - сообщество животных, растений и микроорганизмов. В совокупности со средой обитания биоценозы образуют биогеоценозы, в которых происходит непрерывный обмен веществом и энергией. Биогеоценозы являются ячейкой биосферы. Очень большой вклад в развитие представлений о биосфере внес русский ученый Вернадский В.И. Он считал, что живые организмы с самой большой силой преобразующей в природе. Он ввел понятие живого вещества, которое он считал совокупностью живых организмов в биосфере. Живое вещество образует тонкий слой в общей массе геосфер земли. Его масса составляет 2 420 млрд. тонн или 0, 25% от общего веса биосферы, позволяет эволюционировать в биосфере.

41. В представлении Вернадского биосфера включает следующие вещества: 1.Живое вещество - все живые организмы. 2.Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (нефть, известняк). 3.Косное вещество - магматические горные породы, вещества в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют. 4.Биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород (почвы, все природные воды). В этих переработках участвуют живые организмы. 5.Радиоактивные вещества 6.Космические вещества (метеориты и т.д.) 7.Рассеянные атомы. Все эти вещества геологически связаны друг с другом. Основными концепциями Вернадского являются: 1.Живое вещество - участвует в изменении облика планеты. 2.Организованность биосферы проявляется в взаимодействии живого и неживого и во взаимной приспособленности организма и среды. 3.Биосфера возникла и развивалась в результате длительной эволюции под действием биотических и абиотических факторов. Самым важным в учении о биосфере является то, что она рассматривается как активная сила.


42. основные функции живого вещества в биосфере.
-Энергетическая. Выполняется растениями. Аккумулирует энергию. Эта энергия распределяется между животными во время пищи. Часть рассеивается в отмирающих видах и переходит в питательные вещества. -Деструктивная функция заключается в разложении мертвого органического вещества и разлагается до простых неорганических соединений. Ее выполняют редуценты. -Концептуационная заключается в избирательном накоплении живыми организмами атомов, веществ, рассеянных в природе. - Среднеобразующая состоит в трансформации физико-химических параметров среды в условиях благоприятных для существования организмов. Результат всех функций – образование слоя в литосфере. - Транспортная. Они, эмигрируя, переносят химические элементы, которые накапливаются в местах их обитания.


44.экология и ее современные направления.
В начале XX века в науку стали проникать идеи целостного подхода к изучению природы. Одним из результатов этой тенденции стало новая научная дисциплина – экология. Экология – это наука об отношении сообществ, образуемых живыми организмами между средой и собой Термин «экология» впервые был предложен немецким биологом Эрнестом Геккелем (1834-1919гг). Предмет экологии – это изучение совокупностей связей между организмами и природной средой. Основным понятием экологии является - экосистема. Экосистема – это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой, в которой живые и неживые элементы связаны обменом веществ и энергии. Экология стала теоретической основой охраны природы. Главная задача экологии состоит в познании закономерностей, связанных с воспроизводством, гибелью, миграцией организмов, а также выработки методов управления этими процессами в условиях возрастающего влияния на природу человеком. Деятельность человека вызвало изменения природной среды, которую человек вынужден изучать, так как они стали оказывать отрицательное воздействие на здоровье человека. Экологию можно подразделить на два направления: 1. Промышленная экология, которая должна создавать промышленные технологии, которые в меньшей степени оказывают влияние на среду. 2. Связано с проблемой оценки влияния на окружающую среду промышленностью. Проблема выживания человечества приводит к поиску путей гармоничного существования цивилизации и биосферы. Это достижение называется «Коэволюция человека и природы».


45. экологические проблемы современности.
1. Рост народонаселения. (6-7 млрд. человек)Существ. природные приделы народонаселения. В природе существ. такое понятие, кот назыв-ся экологической емкостью траекторий населения Земли. По расчетам не должно превышать 7,5 млрд. человек. 2. Изменение состава атмосферы. На 1 месте загрязнения атмосферы – это энергетика (80%), 20% - электростанции. Существен. роль в загрязнении атмосферы играет транспорт и выбросы пром-ти предприятий + лесные пожары. Загрязнение атмосферы порождает такие проблемы: как парниковый эффект, потепление климата, истощение озонового слоя, закисление природных сред. Парниковый эффект выбрасывает 1.5 млрд. тонн аэрозолей. Закисление природных сред выбрасывает в атмосферу диоксиды серы и азоты, в атмосфере до окисляются, растворяется в воде, образует черную и азотную кислоту, а потом попадает на землю, кислотными оксидами. Истощение азотного слоя – появление азотных дыр. 3. Основные экологические проблемы. Истощение ресурсов. Леса – один из ресурсов плаеты. Площадь лесов уменьшилась на 1 или 2% за последние 50 лет. 4. Истощение водных ресурсов. Загрязнение водоемов чаще всего происходит от предприятий. Несовершенство с/х.