Шпаргалки по концепции современного естествознания

По-видимому, постепенный переход к ноосфере начался ещё сотни тысяч лет назад, когда человек овладел огнём и стал изготовлять первые, несовершенные ещё орудия производства и охоты. Благодаря этому он получил огромное преимущество перед животными, но с геологической точки зрения гораздо более важным был длительный процесс приручения диких стадных животных и создание новых сортов культурных растений. Как известно, именно этот процесс положил начало скотоводству и земледелию, которые исторически привели к первому наиболее значительному разделению общественного труда и систематическому обмену его продуктами между различными племенами.

 

20 вопрос. Развитие представлений о строении атома. Понятие атом (греч. «atomos» – неделимый) ввел Демокрит. У Демокрита атомы выступают в роли первоначала. Они неделимы, различаются по величине, весу, форме и находятся в вечном движении. После Демокрита учение об атомах было на много веков забыто. Возродил атомистическую теорию английский физик и химик Джон Дальтон. Он основывался на открытых в то время законах химии и экспериментальных данных о строении вещества. Таким образом, установил, что атомы одного элемента имеют одинаковые свойства, а разных элементов – различаются по свойствам. Дальтон ввел важную характеристику атома – атомную массу и для очень многих элементов были установлены ее относительные значения. В своем атомно-молекулярном учении Дальтон дает характеристику атому: «Атом неделим, вечен и неразрушим». 

О сложности устройства атома свидетельствуют экспериментальные  открытия, сделанные в науке на рубеже конца 19-начала 20 века.

В 1879 году Крукс открыл катодные лучи, представляющие собой  поток электронов в вакуумированной  трубке, содержащей катод и анод. Английский физик Джозеф Томпсон  назвал частицы катодных лучей электронами.

Русский ученый Столетов открыл явление фотоэффекта – испускания металлом электронов под действием падающего на него света.

Значимым стало открытие Рентгеном «Х»-лучей, позже названных  рентгеновскими в честь ученого. Эти лучи представляют собой электромагнитное излучение подобное свету с гораздо более высокой частотой, испускаемой при действии на них катодных лучей.

Большой вклад в развитие представлений об элементарных частицах внесли французский физик Антуан Анри Беккерель и супруги Кюри, открыв явление радиоактивности. Радиоактивность – это явление самопроизвольного превращения одного химического элемента в другой, сопровождаемое испусканием электронов или других частиц и рентгеновского излучения.

 

21 вопрос. Современная концепция экологии.  Как мы могли убедиться, жизнь на Земле развивается по строгим законам природы. Современное естествознание открыло основные принципы и законы, определяющие существование жизни на Земле. Человеческая цивилизация для обеспечения своего устойчивого развития также должна следовать этим законам и принципам.

Жить в согласии с  природой - один из основополагающих принципов  существования Человека на Земле. Еще  великие философы античности учили  тому, что повелевать природой можно  только повинуясь ее законам. Однако многие факты дают основания характеризовать современные отношения человека и природы как антропогенный экоцид - разрушение людьми естественной среды обитания, в том числе и условий собственного существования. Об этом убедительно свидетельствуют следующие данные ЮНЕСКО. За один календарный год в мире при перепашке полей, строительных и других работах перемещается более 4000 куб. км почвы и грунта, извлекается из недр земли 120 млрд. тонн руд, горючих ископаемых, строительных материалов, выплавляется 800 млн. тонн различных металлов. В то же время в конечном продукте содержится не более 5 - Т/о от количества сырья, запущенного в производство, а 93 - 95% идет в отходы, загрязняя атмосферу и природные водоемы. Общая площадь разрушенных и деградированных почв за всю историю человечества составляет примерно 20 млн. кв. км, что больше совокупной площади, используемой сегодня в мире в сельскохозяйственных целях.

22 вопрос. Ньютоновская картина мира. Если первую научную картину мира часто называют аристотелевской, то вторую считают ньютоновской. Зачем нам какие-либо вымыслы для объяснения мира, спрашивает Ньютон. Ведь мироздание – это физические тела и механические силы, действующие между ними. Найдем законы этих сил и объясним все только одной механикой. Если бы мы спросили Аристотеля, почему небесные тела движутся так четко и упорядоченно, он бы, наверное, ответил, что у каждого небесного тела есть разумная душа, которая и направляет это движение. Если бы мы задали тот же вопрос Ньютону, он, скорее всего, не стал бы ссылаться на разумную душу небесных тел, а сказал, что вся упорядоченность и разумность небесного движения объясняется тем, что оно подчиняется закону всемирного тяготения, по которому два любых физических тела взаимно притягиваются с определенной физической силой. Говоря проще, чем больше массы двух тел и меньше расстояние между ними, тем с большей силой они притягиваются. Эта сила всеобщего взаимного притяжения тел и обусловливает стройность, четкость и как бы разумность их движения. Ньютон сформулировал три закона механики, которыми, по его мнению, можно описать и исчерпать все происходящее в мире. Эти законы являются классическими, до сих пор составляют основу механики и изучаются в школьном курсе физики.

 

23 вопрос. Биологическое и социальное в антропосоциогенезе. Рассмотрение человека как особой философской темы обусловлено потребностью в целостном подходе к его изучению. Потребность эта возникает и расширяется по мере того, как интерес к человеку становится универсальной тенденцией развития различных конкретных наук. Сложность философского определения человека состоит в невозможности однозначного соотнесения его с каким-либо родовым понятием (например, природа, Бог или общество), поскольку человек – это всегда одновременно микрокосм, микротеос и микросоциум. Поэтому философское постижение человека разворачивается не просто через реконструкцию его сущностных характеристик, но через осмысление его бытия в мире, понимания собственно человеческого мира. В истории философии человек понимался традиционно в единстве таких его основных модусов, как тело, душа и дух.

Проблемой человека занимается раздел фил. – философская антропология. Для нее характерно признание  человека уникальным существом, особым родом сущего. Человек отличается от всего, что есть в природе. Человек  – сложная система, которая в свою очередь является элементом более сложных систем – биологической и социальной.

 

24 вопрос. Роль М.Планка и А.Эйнштейна в становлении физики микромира.

Неожиданный выход из ситуации предложил немецкий физик  Макс Планк (Max Karl Ernst Ludwig Planck). Его идея заключалась в том, что излучение происходит отдельными квантами и энергия электромагнитной волны не может быть произвольной, как считалось в классической физике, а должна принимать определённые значения, пропорциональные некой очень малой величине h (равной 6.63·10-34 Дж·с), которая затем и была названа постоянной Планка. Тогда общая плотность энергии уже не может считаться непрерывной величиной, а состоит из множества энергетических порций (квантов), сумма которых не может быть настолько большой, как предсказывали классические гипотезы. Проблема плотности излучения и «ультрафиолетовой катастрофы» была успешно решена. За открытие кванта энергии в 1918 г. Макс Планк был удостоен Нобелевской премии.    Введение кванта позволило разрешить и ряд других вопросов, стоявших тогда перед наукой. Используя идею Планка о кванте энергии, Альберт Эйнштейн в 1905 г. получил уравнение фотоэффекта E = hν + W, где E − кинетическая энергия электронов, ν − частота электромагнитного излучения, h − постоянная Планка, а W − работа выхода электронов для данного вещества. Важнейшим достижением в данном случае стало введение энергии электромагнитного излучения, как функции, зависящей от частоты (или длины волны) излучения, что привело к созданию в дальнейшем шкалы электромагнитных волн.

    Идея кванта  привела к выводу о дискретности  явлений происходящих в микромире,  что в дальнейшем было использовано  при изучении энергетических  уровней атомов и атомных ядер.

 

25 вопрос. Эволюционные идеи в биологических воззрениях Ламарка. В развитии эволюционной мысли теория Ламарка заслуживает особого внимания. Это теория, которая впервые старается представить в систематическом и законченном виде взгляд на сам факт эволюции и на факторы, объясняющие эволюционный процесс.

Ламарк является очень трудным автором и поэтому разные исследователи различным образом стараются объяснить его воззрения. С другой стороны воззрения Ламарка по существу творят одну систему, одну законченную целостность и поэтому следовало бы обратить внимание на все труды этого автора по естествознанию, чтобы соответственно оценить его воззрения на биологическую эволюцию. В результате чаще всего теорию Ламарка представляют слишком упрощенно, обращая основное внимание на второстепенные положения, а не на главные. Мы представляем взгляды Ламарка на основании нескольких новых, более точных трудов по истории эволюционизма, изучение которых дало нам возможность представить в общих чертах концепцию великого французского натуралиста в новом свете. В начальном периоде своей научной деятельности Ламарк не признавал эволюции и верил в постоянство видов. Первый раз он высказал эволюционные мысли в 1800 г. в своих лекциях. На три года раньше он еще верил в постоянство видов. Согласно Gillespie, эти три года были критическим периодом в окончательном формировании воззрений Ламарка на биологическую эволюцию. В 1801 г. издано его первое сочинение "Система беспозвоночных животных", в котором он впервые выразил эволюционные идеи. Эти мысли он развил в "Исследованиях организации живых тел" (1802), а прежде всего в "Философии зоологии", изданной в 1809 г., то есть в год рождения Чарльза Дарвина. Последним большим трудом Ламарка была "Естественная история беспозвоночных животных", отдельные тома которого были изданы в 1815- 1822 годах. Согласно Gillespie главные основы эволюционной теории Ламарка можно изложить следующим образом: в живой природе заключается пластическая сила, неустанно создающая новые формы жизни, все более сложные и совершенные. Ламарк, однако, не был виталистом и не признавал каких бы то ни было сил, соответствующих витализму Аристотеля, или многих его позднейших последователей. Благодаря этому фактору прогресса, естественным образом возникают все более сложные существа, а так как постоянно и беспрерывно из мертвой материи возникают, согласно Ламарку, наиболее примитивные организмы, мы должны найти в природе непрерывную цепь - от очень простых к более сложным. Этого мы, однако, не видим только потому, что действует не только пластическая сила организма, а также мертвая природа, условия окружающей среды, которые являются причиной брешей в непрерывной цепи форм, и направляют эволюционный процесс по определенному пути.

Изменения окружающей среды  вызывают изменения в потребностях организмов, что в свою очередь  ведет к изменениям в их поведении и привычках. Эти последние вызывают изменения в формировании некоторых органов, что, в конце концов приводит к изменениям в общем строении организмов.

"Но нельзя говорить, что среда как будто действует  непосредственно на жизнь. Наоборот, Ламарк утверждает, что только сама жизнь может действовать, так как жизнь и активность это, в конце концов, то же самое. Следует скорее принять, что среда является изменчивым комплексом условий и случаев, реакция организма на которые является не выражением какой-то собственной воли, а проявлением всей натуры живого организма".

Поэтому было бы ошибкой  считать два обычно цитируемых, так  называемых закона Ламарка, основной предпосылкой его эволюционных воззрений. Это  только выводы, касающиеся действия условий  жизни, вызывающих расстройства нормального течения эволюционных процессов, вызванных внутренней активностью организмов.

 

 

 

26 вопрос. Дарвиновская теория эволюции. Великий англичанин Чарльз Дарвин известен своей теорией естественного отбора. Данную теорию приняли ученые- естествоиспытатели.

До Чарльза Дарвина  свою теорию эволюции создал Ж. Б. Ламарк. Ламарк разработал свою теорию в XIX в.; он первый подметил, что живые организмы  в процессе исторического развития усложняются.

Наука не стояла на месте. В 1831 г. Т. Шванн разработал клеточную теорию, в которой доказал принципиальное единство живого мира. Теперь мы можем сказать, что Чарльз Дарвин, когда приступил к разработке своей теории, имел достаточную научную базу.

В своей книге, которая  была раскуплена в первый же день продажи (тогда она уступала по «популярности» только Библии), Ч. Дарвин говорит, что материалом для естественного отбора является особь.

Он обратил внимание на то, что любой вид размножается в геометрической прогрессии: одна особь сельди выметывает в среднем до 40 тыс. икринок, осетр — до 2 млн икринок, лягушка — до 10 тыс. икринок, одно растение мака дает до 30 тыс. семян. Так почему же число взрослых особей остается относительно постоянным?

Чарльз Дарвин объяснил это простой конкурентной борьбой между взрослыми особями, а также недостатком корма (вследствие чего и возникает такая конкуренция), нападением хищников, влиянием неблагоприятных природных условий.

Дарвин назвал три  вида борьбы:

1) внутривидовая борьба;

2) межвидовая борьба;

3) борьба с неживой природой.

Внутривидовая борьба. Такую  борьбу Дарвин считал наиболее напряженной. Здесь идет борьба между особями  одного вида, которые живут в одинаковых условиях, имеют равные пищевые потребности. Поэтому естественно, что здесь  выживают наиболее сильные, наиболее приспособленные особи.

Межвидовая борьба. Это  борьба с другими видами живых  организмов, в том числе с хищниками  и паразитами. В результате такой  борьбы наиболее слабые виды живых  организмов умирают.

Борьба с неживой  природой. Это борьба «на выживание». Природа бывает не всегда благосклонна к животным и время от времени случаются засухи (а следовательно, — голод), наводнения, сильные морозы и т. п.

Из теории Чарльза  Дарвина можно сделать следующие  выводы:

1) природа и животные  организмы постоянно меняются;

2) между видами живых  организмов постоянно идет ожесточенная  борьба за существование.

Однако, несмотря на то что  Чарльз Дарвин основал свою теорию естественного отбора на обширном эмпирическом опыте, собранном как предшественниками  Дарвина, так и им самим, она представляется малоубедительной. А некоторые факты эволюции в рамки теории естественного отбора вообще не укладываются.

 

27 вопрос. Второе начало термодинамики и закон возрастания энтропии в закрытых системах. Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Второе начало термодинамики  запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая, что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю (невозможно построить замкнутый цикл, проходящий через точку с нулевой температурой).

Второе начало термодинамики  является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения. Существуют несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики:

 

Постулат Клаузиуса: «Невозможен  процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему»[1] (такой процесс называется процессом Клаузиуса).

Постулат Томсона (Кельвина): «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (такой процесс называется процессом Томсона).

Эквивалентность этих формулировок легко показать. В самом деле, допустим, что постулат Клаузиуса  неверен, то есть существует процесс, единственным результатом которого была бы передача тепла от более холодного тела к более горячему. Тогда возьмем два тела с различной температурой (нагреватель и холодильник) и проведем несколько циклов тепловой машины, забрав тепло Q_1 у нагревателя, отдав Q_2 холодильнику и совершив при этом работу A=Q_1-Q_2. После этого воспользуемся процессом Клаузиуса и вернем тепло Q_2 от холодильника нагревателю. В результате получается, что мы совершили работу только за счет отъёма теплоты от нагревателя, то есть постулат Томсона тоже неверен.