Файл: 1. Укажите наиболее важные проблемы, стоящие перед естествознанием. Дайте краткую характеристику указанных проблем.pdf

1.Укажите наиболее важные проблемы, стоящие перед естествознанием.
Дайте краткую характеристику указанных проблем.
Проблема происхождения жизни является одной из наиболее важных и сложных в современном естествознании. Т.к. живая природа является настолько более высоким качественным уровнем организации материи по сравнению с неживой природой, что появление жизни во Вселенной представляет собой настоящую загадку или даже тайну.
Существует несколько гипотез происхождения жизни.
Одну из трех трудно назвать гипотезой, поскольку она представляет собой религиозную точку зрения на происхождение живого, т.е. для религии является не гипотезой, а несомненным, достоверным, истинным знанием. Однако для науки религиозная точка зрения на происхождение жизни представляет собой именно гипотезу. Религиозная версия происхождения живой природы, равно как и неживой, обычно называется креационизмом (от лат. creatio — созидание). Согласно этой идее жизнь есть результат божественного творения мира за шесть дней. Креационизм не имеет прямого отношения к науке, но, будучи одной из точек зрения на происхождение жизни, не может быть оставлен без внимания.
Другая гипотеза происхождения живого, которая характерна, прежде всего, для древней науки, чаще всего называется абиогенезом (от греч. а — не, bios — жизнь, genos, genesis — происхождение). По этой гипотезе живое спонтанно и самопроизвольно может возникать из неживого в течение незначительного времени.
Издавна люди видели, как на гниющем мясе или пищевых отходах через какое‐то время появляются маленькие белые червячки, а на мусорных свалках — мыши и крысы. Такого рода наблюдения вполне могли навести на мысль о том, что объекты неживой природы могут порождать различные формы жизни.
Третья гипотеза получила название биогенеза (от греч. bios — жизнь, genos, genesis — происхождение). В1765 г. итальянский ученый Ладзаро Спалланцани поставил опыты, подтверждающие справедливость идеи биогенеза. Он подвергнул мясные и овощные отходы кипячению в течение нескольких часов, после чего сразу же герметично запечатал их и снял с огня. Когда Спалланцани исследовал жидкости через несколько дней, то не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ, без которых ничто живое уже не могло возникнуть. Эксперименты известного французского ученого XIX в. Луи Пастера, в основе которых лежали методы Ладзаро Спалланцани, показали, что бактерии вездесущи, и неживые объекты, если их не стерилизовать должным образом, легко могут быть заражены живыми существами. Опыты Пастера окончательно подтвердили концепцию биогенеза и опровергли гипотезу абиогенеза.
Однако идею биогенеза нельзя назвать одной из гипотез происхождения жизни, потому что она всего лишь отрицает возможность спонтанного самозарождения живых организмов из неживого вещества, но ничего не говорит о том, каким образом или откуда появляется живое.
Наиболее распространенной и признаваемой в научной среде является гипотеза биохимической эволюции, один из представителей которой, известный отечественный ученый А.И. Опарин, выдвинул идею о том, что жизнь на Земле представляет собой естественный результат длительного прогрессивного, или восходящего развития материи от низших и простых форм к более высоким и сложным.
Одной гипотезой происхождения жизни является концепция панспермии (от греч. pan — весь, все и sperma — семя), по которой жизнь на Земле является частным случаем жизни во Вселенной. Представители гипотезы панспермии утверждают, что жизнь во Вселенной существует чуть ли не вечно: мельчайшие «семена» живого
(споры, вирусы, бактерии) переносятся в ее бескрайних просторах на частицах

космической пыли и, попадая на планеты с благоприятными для жизни условиями,
«прорастают», давая начало дальнейшему развитию различных форм живых организмов.
2.Назовите основные научные открытия, которые легли в основу
современной естественнонаучной картины мира.
Ньютоновская научная революция
Период: XVI‐XVIII века
Открытия: Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта. И. Ньютон подвел итог их исследованиям, сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде.
Основные изменения:
Язык математики, выделение строго объективных количественных характеристик земных тел (форма величина, масса, движение), выражение их в строгих математических закономерностях
Методы экспериментального исследования. Исследуемые явления ‐ в строго контролируемых условиях Отказ от концепции гармоничного, завершенного, целесообразно организованного космоса.
Представления: Вселенная бесконечна и объединена только действием идентичных законов.
Доминанта: механика, все соображения, основанные на понятиях
Итог: появление механистической научной картины мира на базе экспериментально математического естествознания.
З. Из каких основных «кирпичиков» состоит материя.
Материя состоит из вещества, поля, пространства и времени. Материя как объективная реальность ‐ это именно вся совокупность вещей и явлений окружающего нас мира.
4. Какие фундаментальные законы сохранения известны для
взаимодействующей материи во Вселенной?
Глобальные законы сохранения связаны с существованием таких преобразований, которые оставляют неизменными любую систему. К ним относятся:
Закон сохранения энергии, являющийся следствием симметрии относительно сдвига во времени (однородности времени).
Закон сохранения импульса, являющийся следствием симметрии относительно параллельного переноса в пространстве (однородности пространства).
Закон сохранения момента импульса, являющийся следствием симметрии относительно поворотов в пространстве (изотропности пространства).
5. Укажите цепь основных событий в развитии Вселенной, начиная с
Большого взрыва и по настоящее время. Каков возраст Вселенной?
Большое значение для определения возраста Вселенной имеет периодизация основных протекавших во Вселенной процессов. В настоящее время принята следующая периодизация[3]:
Самая ранняя эпоха, о которой существуют какие‐либо теоретические предположения, это Планковское время (10
‐43
с после Большого взрыва). В это время гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий. По современным представлениям эта эпоха квантовой космологии продолжалась до времени порядка (10 11
с после Большого взрыва).
Следующая эпоха характеризуется рождением первоначальных частиц кварков и разделением видов взаимодействий. Эта эпоха продолжалась до времён порядка (10
‐2
с

после Большого взрыва). В настоящее время уже существуют возможности достаточно подробного физического описания процессов этого периода.
Современная эпоха стандартной космологии началась через 0,01 секунды после
Большого взрыва и продолжается до сих пор. В этот период образовались ядра первичных элементов.
Важной вехой в истории развития Вселенной в эту эпоху считается эра рекомбинации, когда материя расширяющейся Вселенной стала прозрачной для излучения. По современным представлениям это произошло через 380 тыс. лет после
Большого взрыва. В настоящее время это излучение мы можем наблюдать в виде
Реликтового фона.
Доминирующие гипотезы сводятся к тому, что первые 300—400 тыс. лет
Вселенная была заполнена только ионизированным водородом и гелием. По мере расширения и остывания Вселенной они перешли в стабильное нейтральное состояние, образовав обычный газ. Предположительно через 500 млн лет. зажглись первые звёзды, а сгустки вещества, образовавшиеся на ранних стадиях благодаря квантовым флуктуациям, превратились а галактики.
В результате термоядерных реакций в звёздах были синтезированы более тяжёлые элементы (вплоть до углерода). Во время взрывов сверхновых звёзд образовались ещё более тяжёлые элементы. В молодых галактиках процесс образования и гибели звёзд шёл очень бурно. Чем массивнее звезда, тем быстрее она гибнет и рассеивает большую часть своего вещества в пространстве, обогащая его разнообразными химическими элементами. После взрывов вещество сгущалось снова, в результате чего зажигались звёзды следующих поколений, вокруг которых образовывались планетные системы.
Под действием гравитации в газопылевых облаках формируются сгущения с образованием вращающихся газопылевых дисков. Основная масса вещества концентрируется в центре диска, где растёт температура, в результате чего начинается термоядерная реакция и вспыхивает звезда. В остальных частях диска образуются планеты.
В Галактике имеется несколько сотен миллиардов звёзд и, по‐видимому, не меньшее количество планет.
Солнечная система образовалась около 5 млрд лет назад. Мы находимся в периферийной части нашей Галактики.
Считается, что наша Вселенная появилась около 13,75±0,11 млрд лет назад.
Возраст Вселенной можно определить по крайней мере тремя способами:
Возраст элементов — возраст химических элементов можно оценить, используя явление радиоактивного распада с тем, чтобы определить возраст определённой смеси изотопов.
Возраст скоплений — возраст самых старых шаровых скоплений звёзд можно оценить, используя кривую вкоординатах светимость‐температурадля звёзд крупных шаровых скоплений. Этим методом было показано, что возраст Вселенной больше, чем
12,07 млрд лет, с 95%‐й доверительной вероятностью.
Возрастзвёзд — возраст старейших звёзд белых карликов можно оценить, используя измерения яркости белых карликов. Более старые белые карлики будут более холодными и потому менее яркими. Обнаруживая слабые белые карлики, можно оценить продолжительность времени, в течение которого данный белый карлик охлаждался. Oswalt, Smith, Wood и Hintzen (1996, Nature, 382, 692) проделали это и получили возраст 9,5+0,8 млрд лет для звёзд основного диска Млечного пути. Они оценили возраст Вселенной по крайней мере на 2 млрд лет старше возраста диска, то есть больше 11,5 млрд лет.

6.Где, во времени и в пространстве, мы находимся? Как исторически
менялись эти представления? Какие открытия приводили к изменению этих
представлений?
Мы находимся во Вселенной в Солнечной Системе, которая находится в Рукаве
Ориона Галактики Млечный Путь, на планете Земля на материке Евразия в юго‐
восточной части Западно‐Сибирской равнины на Приобском плато в г. Новосибирске в
Академгородке в НГУ на 4 этаже в аудитории 412 за партой *** 21 декабря 2010 года.
Вместе с научными открытиями менялись и представления о том, где мы находимся.
Три научные революции обусловили три длительных стадии развития науки, каждой из которых соответствует своя картина мира.
Между аристотелевской и ньютоновской революциями лежит исторический период почти в 2000 лет; Эйнштейна от Ньютона отделяют немногим более 200 лет. Но не прошло и 100 лет со времени появления нынешней научной картины мира, как у многих ученых возникло ощущение близости новой научной революции. Таким образом, можно утверждать, что историческое развитие науки происходит с ускорением:
Аристотелевская
Период: VI‐IV века до нашей эры Отражение в трудах:
Наиболее полно ‐ Аристотеля: создание формальной логики (учение о доказательстве, главный инструмент выведения и систематизации знания, разработал категориально понятийный аппарат), утверждение своеобразного канона организации научного исследования (история вопроса, постановка проблемы, аргументы за и против, обоснование решения), дифференциация самого знания (отделение науки о природе от математики и метафизики)
Результат: возникновение самой науки, отделение науки от других форм познания и освоения мира, создание определенных норм и образцов научного знания.
Ньютоновская научная революция
Период: XVI‐XVIII века
Исходный пункт: переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической.
Открытия: Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта. И. Ньютон подвел итог их исследованиям, сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде.
Язык математики, выделение строго объективных количественных характеристик земных тел (форма величина, масса, движение), выражение их в строгих математических закономерностях
Методы экспериментального исследования. Исследуемые явления ‐ в строго контролируемых условиях Отказ от концепции гармоничного, завершенного, целесообразно организованного космоса.
Представления: Вселенная бесконечна и объединена только действием идентичных законов
Доминанта: механика, все соображения, основанные на понятиях ценности, совершенства, целеполагания, были исключены из сферы научного поиска.
Познавательная деятельность: чёткая оппозиция субъекта и объекта исследования.
Итог: появление механистической научной картины мира на базе экспериментально математического естествознания.
Эйнштейновская революция
Период: рубеж XIX‐XX веков.
Открытия: сложная структура атома, явление радиоактивности, дискретность характера электромагнитного излучения и др.
Итог: была подорвана важнейшая предпосылка механистической картины мира ‐

убежденность в том, что с помощью простых сил, действующих между неизменными объектами, можно объяснить все явления природы.
7.Какие научные дисциплины исследует сознание? Приведите конкретные
примеры по дисциплинам. Как исторически менялось сознание?
Сознание‐это парадоксальность, к которой невозможно привыкнуть. Как известно, ещё 100‐200 лет назад сознание было предметом занятий исключительно гуманитарных дисциплин, прежде всего философии. Сегодня ситуация иная. Многие естественнее науки ‐ физиология, нейропсихология, психоэндокринология, кибернетика и даже физика ‐ также занимаются изучением сознания и находят в нём некоторые закономерности и регулярности.
Развитие сознания у человека неразрывно связано с началом общественно‐
трудовой деятельности. В развитии трудовой деятельности, изменившей реальное отношение человека к окружающей среде, заключается основной и решающий факт, из которого проистекают все отличия человека от животного; из него же проистекают и все специфические особенности психики. По мере развития трудовой деятельности человек, воздействуя на природу, изменяя, приспособляя к себе и господствуя над нею, стал выделять себя из природы и осознавать своё отношение к природе и другим людям. Человек стал более сознательно относиться и к самому себе, к собственной деятельности; сама его деятельность становилась все более сознательной.
8.Укажите законы, которым на ваш взгляд подчиняется информация. В чем
причина завоевания одним видом (людьми) Земли?
«Информация ‐ это закодированные данные или сведения о любом факте, явлении, объекте или процессе, которые вырабатываются, передаются, и воспринимаются той или иной системой».
«Информация» не является физической величиной, несмотря на то, что лежит в основе самой жизни и играет роль одной из ключевых субстанций нашего мира.
Теория информации в этой схеме разделяется на две части. Первая из них является общей для естествознания и обществоведения и располагается на схеме между двумя ветвями знания. В соответствии со своим положением она называется общей теорией информации. Вторая часть располагается в ветви естествознания и называется специальной теорией информации. Часть теории информации, которая именуется “общей", увязывается с практическим опытом и теоретическими
Информация и созидательная деятельность
Для того, чтобы построить дом, машину или что‐то иное, для того, то есть, чтобы перевести материю в более структурно организованное состояние, необходима прежде всего сама материя (материалы), затем направленная (нетепловая) энергия ‐ механическая, электрическая, и, наконец, ‐ информация.
В животном и растительном мире рост численности управляется, с одной стороны, стремлением особей к продолжению своего рода, а с другой ‐ борьбой за жизнь, в ходе которой на пути к достижению зрелости часть молодых особей