шпора

52Каковы гипотезы возникновения жизни? Возникновение жизни (абиогенез)- процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы: Гипотеза стационарного состояния жизни Гипотеза самозарождения. Гипотеза «первичного бульона» Теория панспермии Креационизм

Креационизм – жизнь была создана Творцом в определенное время. Поэтому всем существам свойственна особая, независимая от материального мира жизненная сила, которая направляет все процессы жизни. Теория панспермии: жизнь была занесена на Землю из Космоса. Атмосферы небесных тел являются вековечными хранилищами оживленной формы, вечные плантации органических зародышей (Кельвин, Гельмгольц, Томсон, Рихтер (космозои). Теория стационарного состояния Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание. Самозарождение жизни Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе. С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести, но эта идея все продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков. Первичный бульон — термин, введённый советским биологом Александром Ивановичем Опариным. В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул, содержащих углерод, в первичный бульон. Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд. лет назад. Он состоял из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов. Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.

53. Необратимость. Все процессы, которые могут происходить с телами, делятся на обратимые и необратимые. Первые из них могут протекать как в прямом, так и в обратном направлениях, поскольку энтропия при этом не меняется; для вторых - это невозможно, поскольку связано с уменьшением энтропии. Для правильного понимания существа необратимости процессов необходимо сделать следующее уточнение: необратимыми называются такие процессы, которые могут самопроизвольно протекать лишь в одном определенном направлении; в обратном направлении они могут протекать только при внешнем воздействии. Так, можно вновь увеличить размах колебаний маятника, подтолкнув его рукой. Но это увеличение возникает не само собой, а становится возможным в результате более сложного процесса, включающего движение руки. Переход тепла от горячего тела к холодному и механической энергии во внутреннюю - это примеры наиболее типичных необратимых процессов. Число подобных примеров можно увеличивать практически неограниченно. Все они говорят о том, что процессы в природе имеют определенную направленность, никак не отраженную в первом законе термодинамики. Все макроскопические процессы в природе протекают только в одном определенном направлении. В обратном направлении они самопроизвольно протекать не могут. Все процессы в природе необратимы, и самые трагические из них - старение и смерть организмов. Чтобы объяснить, почему разбитые чашки никогда не возвращаются целыми обратно на стол, обычно ссылаются на то, что это противоречило бы второму закону термодинамики. Он гласит, что в любой замкнутой системе беспорядок, или энтропия, всегда возрастает со временем. Целая чашка на столе – это состояние высокого порядка, а разбитая, лежащая на полу, находится в состоянии беспорядка. Нетрудно пройти путь от целой чашки на столе в прошлом до разбитой на полу, но обратный ход событий невозможен. Увеличение беспорядка, или энтропии, с течением времени – это одно из определений так называемой стрелы времени, т. е. возможности отличить прошлое от будущего, определить направление времени. Важная особенность времени выражена в постулате времени - одинаковые во всех отношениях явления происходят за одинаковое время. Время имеет направление, то есть наблюдаемые события происходят в определенной последовательности – от прошлого к будущему («стрела времени»). Это можно проиллюстрировать на законе причинно – следственной связи. Известно, что любое событие только тогда, когда есть к этому причина, т. е. сначала всегда стоит причина. Известно так же, что любое событие заканчивается следствием. При этом очевидно, что следствие не может быть раньше причины, потому что для его формирования необходима информация от причины. Иначе следствие «не знает» каким ему быть. Вот почему время развития события направленно от причины к следствию и никогда наоборот. Эту направленность времени называют «стрелой времени». Обратимых процессов в мире не бывает. Мы живем в «невероятном» мире, и «стрела времени», указывающая на различия между прошлым и будущим – следствие из этого факта. Принцип причинности - причина всегда предшествует следствию.

54. Взаимодействие. Среди взаимодействий можно выделить два типа: близкодействие - непосредственный контакт или передача взаимодействия с помощью посредника, несущего в себе импульс, например, обмен, когда один человек бросает другому тяжелый предмет, оба ощущают отдачу; скорость изменения импульса и будет силой. Законы взаимодействия электрически заряженных тел допускали возможность их относительно простой проверки. Вскоре было установлено, что взаимодействие электрических зарядов происходит не мгновенно. Каждая электрически заряженная частица создает электрическое поле, действующее на другие частицы не в тот же момент, а спустя некоторое время. Иными словами, взаимодействие передается через посредника – электромагнитное поле, а скорость распространения электромагнитного поля равна скорости света. Это составляет суть концепции близкодействия.; дальнодействие - допускает действие на расстоянии мгновенно с бесконечной скоростью, т. е. фактически вне времени и пространства .Долгое время считалось, что взаимодействие между телами может непосредственно осуществляться через пустое пространство, которое не принимает участия в передаче взаимодействий, а передача взаимодействия от тела к телу передается мгновенно, т.е. с бесконечной скоростью. Такое предположение составляет сущность концепции дальнодействия, которую обосновал Р. Декарт. Большинство ученых придерживалось этой концепции вплоть до конца XIX в. Принцип дальнодействия утвердился в физике еще и потому, что гравитационное взаимодействие макроскопических тел в соответствии с законом всемирного тяготения И. Ньютона малозаметно, – притяжение слишком слабо, чтобы его ощутить. Поэтому экспериментально это было трудно подтвердить или опровергнуть. После Ньютона эта концепция получает широкое распространение в физике, хотя он сам понимал, что введенные им силы дальнодействия (например, силы тяготения) являются лишь формальным приближенным приемом, позволяющим дать верное в некоторых пределах описание наблюдаемых явлений. Окончательное утверждение принципа близкодействия пришло с выработкой концепции физического поля как материальной среды. Уравнения поля описывают состояние системы в данной точке в данный момент времени как зависящее от состояния в ближайший предшествующий момент в ближайшей соседней точке. Если электромагнитное поле может существовать независимо от материального носителя, то электрическое взаимодействие нельзя объяснить мгновенным действием на расстоянии. Поэтому дальнодействие Ньютона уступило место близкодействию, полям, распространяющимся в пространстве с конечной скоростью. Таким образом, согласно современной науке, взаимодействия между структурами передаются посредством соответствующего поля с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.

55 Двойственный: Классическая, ньютоновская физика имела дело только с одной единственной формой физической материи — веществом, которое было построено из материальных частиц и представляло собой систему таких частиц, в качестве которых рассматривались либо материальные точки, либо атомы. С дискретной точки зрения строение материи можно представить в виде такой структуры, которая предполагает возможность ее конечного деления на все уменьшающиеся отдельные части, начиная от молекул и атомов и кончая элементарными частицами и кварками. Еще античные греки поняли, что такая делимость не может продолжаться бесконечно, ибо тогда исчезнет сама материя. Поэтому они выдвинули предположение, что последними неделимыми частицами материи являются атомы. С точки зрения непрерывности материя представляется в виде определенной целостности и единства. Наглядным образом такой непрерывности является любая сплошная среда, которая заполняет определенное пространство. Свойства такой среды, например жидкости, изменяются от одной точки к другой непрерывно, без перерыва постепенности и скачков. На примере электромагнитного поля мы убедились, что силовое воздействие такого поля передается от близлежащей предшествующей точки к последующей, т.е. непрерывно. В классической физике выделялось две альтернативных сущности: вещество и поле. Каждая сущность описывается независимо. Вещество в классической теории обычно рассматривается как совокупность дискретных, неделимых частиц - материальных точек, а поле - совокупность непрерывных волн. Однако позже выяснилось (де Бройль), что волна и частица - это две стороны одной сущности. На микроуровне граница между волновыми и корпускулярными свойствами, между веществом и полем, размыта. Волновые и корпускулярные свойства не исключают, а дополняют друг друга. Свет одновременно обладает и свойствами волн, и свойствами частиц. Электроны и фотоны похожи на частицы и одновременно имеют волновые черты, что неизбежно приводит к выводу: они и не волны, и не частицы. Т. О., природа не полярна, не дуалистична, НО двойственна. В классической теории существовало явное противопоставление дискретности и непрерывности, когда исключалось всякое их взаимодействие при изучении вещества и поля. В современной же физике, именно взаимосвязь и взаимодействие дискретности и непрерывности, корпускулярных и волновых свойств материи при исследовании свойств и закономерностей движения ее мельчайших частиц служит основой адекватного описания изучаемых явлений и процессов. Таким микрочастицам материи присущ корпускулярно-волновой дуализм, т.е. они одновременно обладают как свойствами корпускул (вещества), так и волн (поля).

56. Классическое понимание объективности. Начало классического естествознания связано прежде всего с изменением представлений о предмете, достойном ученых изысканий. В Средневековье все познавательные усилия философа или ученого сосредоточивались на Боге. Возрождение признало достойными предметами научного и философского изучения человека и природу. Такая трансформация мировоззрения привела к возникновению пантеизма – философско-мировоззренческой концепции, отождествляющей природу и Бога. Пантеизм предполагает, что, познавая природу, человек одновременно постигает Бога, т. е. высокий смысл познания в естественно-научных изысканиях, далеких от идеи служения Богу и спасения души, сохраняется. Следствием пантеизма стало распространение идей гилозоизма (концепции всеобщей оживленности природы) и панпсихизма (концепции всеобщей одушевленности природы). Следует отметить, что для эпохи Возрождения характерен пристальный интерес не только к естественнонаучным исследованиям, но и к магии, алхимии, астрологии. Философия и наука Ренессанса тесно связаны с мистикой и магией. В это время научное и квазинаучное знание существуют в тесном, почти неразрывном единстве. Новое время в западноевропейской истории знаменуется быстрым развитием естественных наук: физики, астрономии, математики, химии. Основным предметом научных исследований выступает природа, понимаемая как огромная машина, функционирование которой подчиняется механическим закономерностям. Задачей естествознания становится выявление и количественное выражение этих закономерностей. Ведущей естественно-научной дисциплиной выступает физика, а единственно допустимым научным языком – язык математических формул. Развитие естествознания диктует основную тему философской рефлексии в Новое время – тему возможностей создания универсальной науки и построения универсального метода. Новое время провозглашает занятия наукой наиболее важной деятельностью, способной избавить человечество от любых бед и страданий. Очевидно, что метод такой абсолютной науки должен гарантировать получение окончательной, полной и неизменной истины. Философия Нового времени и саму себя мыслит как универсальную систему окончательных научных истин, которая в случае правильного построения должна стать единственной, бесконечно растущей от одного поколения к другому системой знаний, дающей окончательные ответы на все возможные вопросы. Важный критерий научного знания – достоверность. Он привел к появлению одного из наиболее известных научных принципов — принципа верификации(см. схему). К. Поппером был предложен, в дополнение к принципу верификации, принцип фальсификации. Он гласит, что система знаний лишь тогда может претендовать на научность, когда она в принципе опровержима. Если нет возможности опровергнуть какие-либо положения, утверждаемые данной дисциплиной, она не является наукой. Принцип фальсификации использует утверждение, согласно которому всего один факт, противоречащий какой либо теории, ставит под сомнение всю теорию в целом, сколько бы подтверждающих фактов не существовало. Закон природы — порядок, которому подчиняются явления природы; связь между процессами или явлениями, происходящими в природе. Законы природы не зависят от правил и законов, созданных человечеством! Таблица Верификация( знание может считаться научным только в том случае, если оно подтверждено чувственным опытом)- Прямая верификация (знание подтверждено непосредственно, оно поддается эмпирической проверке)- Косвенная верификация (утверждение о) на живые организмы не верифицируется прямо, поскольку у человека нет органов чувств, способных непосредственно воспринимать радиационное излучение. Однако подвергнув такому излучению подопытное животное, мы сможем наблюдать результат его воздействия, и это послужит доказательством истинности или ложности нашего суждения.

57. Целостный мир. Современная наука характеризуется осознанием целостности своих объектов и взаимосвязанности законов их существования. Физика по-прежнему остается одной из ведущих дисциплин в естествознании. Современная физическая картина мира представляет собой систему фундаментальных знаний о закономерностях существования неорганической материи, об основаниях целостности и многообразия явлений природы. Современная физика исходит из ряда фундаментальных предпосылок:•Во-первых, так же как и классическая физика, она признает объективное существование физического мира, однако отказывается от наглядности; законы современной физики не всегда демонстративны, в некоторых случаях их наглядное подтверждение – опыт – просто невозможно. •Во-вторых, современная наука утверждает существование трех качественно различающихся структурных уровней материи: мегамира, макромира, микромира. Современная квантовая физика занимается изучением микромира, соответственно законы квантовой механики описывают поведение микрочастиц. •В-третьих, неклассическая физика утверждает зависимость описания поведения физических объектов от условий наблюдения, т. е. от познающего эти процессы человека (принцип дополнительности). •В-четвертых, современная физика признает существование ограничений на описание состояния объекта (принцип неопределенности). •В-пятых, релятивистская физика отказывается от моделей и принципов механистического детерминизма, сформулированных в классической философии и предполагавших возможность описания мира в любой момент времени, опираясь на знание начальных условий. Процессы в микромире описываются статистическими закономерностями, а предсказания в квантовой физике носят вероятностный характер. В 1924 г. Л. де Бройль высказал гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма, согласно которому все микрообъекты могут вести себя и как волны, и как частицы. На основе уже установленной дуальной (корпускулярной и волновой) природы света он высказал идею о волновых свойствах любых материальных частиц. Так, например, электрон ведет себя как частица, когда движется в электромагнитном поле, и как волна, когда проходит сквозь кристалл. Эта идея получила название корпускулярно-волнового дуализма. Принцип корпускулярно волнового дуализма устанавливает единство дискретности и непрерывности материи. В 1926 г. Э. Шредингер на основе идей Л. де Бройля построил волновую механику. По его мнению, квантовые процессы – это волновые процессы, поэтому классический образ материальной точки, занимающей определенное место в пространстве, адекватен только макропроцессам и совершенно неверен для микромира. В микромире частица существует одновременно и как волна, и как корпускула. На основе этих представлений в 1927 г. был сформулирован принцип дополнительности, согласно которому волновые и корпускулярные описания процессов в микромире не исключают, а взаимно дополняют друг друга, и только в единстве дают полное описание. При точном измерении одной из дополнительных величин другая претерпевает неконтролируемое изменение. Понятия частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего. Утверждение корпускулярно-волнового дуализма стало основой квантовой физики.