Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ»

ИНСТИТУТ ТУРИЗМА И РАЗВИТИЯ РЫНКА

Контрольное задание

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

тема_ «Концепция развития и эволюция Вселенной»__________

Выполнила студентка

очно-заочной формы обучения

специальности_ менеджмент организации

специализации_ гостинично- туристический бизнес

___1___курса _____1_________группы

№ варианта (1), (2), (3), - хх___ _____________ ___Беляева А.О._________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Проверил преподаватель

к.т.н., доцент _____________ О.А. Старовойтенко

(подпись)

Москва - 2006

Оглавление:

1. Введение

2. Сущность концепции развития

3. Эволюция вселенной

4. Структура вселенной

5. Галактики. Эволюции галактик.

6. Эволюция звезд

7. Средства наблюдения объектов вселенной

8. Проблема поиска внеземных цивилизаций

9. Солнечная система. Солнце

10. Земля. Луна

11. Заключение

12. Список использованной литературы

В данном реферате мы проделаем путь от абстрактного к точному ,от большого к малому, от общего к частному, а именно –от Вселенной до Земли. Будет исследована сама эволюция вселенной, её структура, структура её составляющих ( а именно – галактик), эволюции галактик. От галактик – к звездам, от звезд – к Солнечной системе и планете Земля и её спутнику. Помимо погружения в историческую справку, многовековое развитие представлений о Вселенной, саму науку «космология» будут так же исследованы предпосылки дальнейшей эволюции Вселенной и концепции её развития , исследованы различные проблемы их точного прогноза ,а также средства наблюдения объектов Вселенной.

1.Введение

Веками человечество постигало окружающий мир, расширяло свой кругозор и переходило от исследования микромира к исследованию макромира.

Каждого человека хоть раз в жизни интересовал не только окружающий мир, но и мир в целом ,его устройство ,структура и принцип существования.

Именно поэтому люди с давнейших времен изучают Вселенную, с каждым столетием в связи с совершенствованием технологий и инновациями получают все новые представления о ней и формируют, словно складывая мозаику ,картину мироздания.

Знания о Вселенной и её структуре являются важнейшими и основополагающими знаниями о естествознании. И концепции развития Вселенной можно отнести к фундаментальным концепциям современного естествознания.

Процесс эволюции протекает очень медленно по сравнению с эволюцией жизни на Земле ( которая является лишь малой частью эволюции Вселенной), но все-таки исследования, проведенные на протяжении существования человечества ,а в особенности исследования последних веков дают нам право не только рассуждать о Вселенной ,знать её законы и составляющие ,но и составлять прогнозы на будущее и предопределять дальнейшее её развитие.

Поэтому в данном реферате я начну с сущности самого развития в глобальных масштабах ,чтобы в дальнейшем основываясь на её концепциях рассмотреть самоорганизацию самой Вселенной.

2. Сущность концепции развития.

Самоорганизация систем. В последние десятилетия утверждается мнение: материи изначально присуща тенденция не только к разрушению упорядоченности и возврату к исходному хаосу, но и к образованию сложных и упорядоченных систем разного уровня. Разрушительную тенденцию материи наиболее полно отражают статистическая механика и термодинамика, описывающие свойства изолированных (замкнутых) систем, т. е. систем, не обменивающихся ни энергией, ни веществом с окружающей средой. При этом особая роль принадлежит второму началу термодинамики, определяющему необратимость процессов преобразо­вания энергии в замкнутой системе. Такие процессы рано или поздно приводят систему к ее самому просто­му состоянию— термодинамическому равновесию, эквивалентному хаосу — состоянию без какой-либо упорядоченности. В прошлом обсуждалась возмож­ность приложения второго начала термодинамики ко Вселенной как замкнутой системе и при этом сделан вывод о деградации Вселенной — ее тепловой смерти.

Известно, что все реальные системы, от самых малых до самых больших, являются открытыми — они обмениваются энергией и веществом с окружающей средой и не находятся в состоянии термодинамическо­го равновесия. В подобных системах возможно обра­зование нарастающей упорядоченности, т. е. самоор­ганизация материальных систем.

Самоорганизацией принято называть природные скачкообразные процессы, переводящие открытую не­равновесную систему, достигшую в своем развитии критического состояния, в новое устойчивое состоя­ние с более высоким уровнем сложности и упорядочен­ности. Критическое состояние характеризуется край­ней неустойчивостью, завершающей плавное эволюци­онное развитие открытой неравновесной системы.

Исследование самоорганизации проводится в трех направлениях: синергетика, термодинамика неравно­весных процессов и математическая теория катастроф.

Синергетика изучает связи между элементами (подсистемами) структуры, которые образуются в открытых системах (биологических, физико-химичес­ких и др.) благодаря интенсивному обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных ус­ловиях. В открытых системах возможно согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень упорядоченности — уменьшается энтропия. Основа синергетики — термодинамика неравновес­ных процессов, теория случайных процессов, теория нелинейных колебаний и волн.

Объект изучения синергетики, независимо от его природы, должен удовлетворять трем условиям: откры­тости, существенной неравновесности и скачкообраз­ному выходу из критического состояния.

Открытость означает незамкнутость системы, для которой возможен обмен энергией и веществом с ок­ружающей средой. Существенная неравновесность приводит к критическому состоянию, сопровождаю­щемуся потерей устойчивости системы. В результате скачкообразного выхода из критического состояния образуется качественно новое состояние с более вы­соким уровнем упорядоченности.

Характерный пример самоорганизующейся систе­мы — оптический квантовый генератор — лазер. При его работе выполняются три перечисленных условия: открытость системы, снабжаемой извне энергией, ее сугубая неравновесность, достижение критического уровня накачки, при котором возникает упорядочен­ное, монохроматическое излучение.

«Повсюду, куда ни посмотри, обнаруживается эво­люция, разнообразие форм и неустойчивости.

Интересно отметить, что такая картина наблюдается на всех уровнях — в области элементарных частиц, биологии, астрофизике»,— так считал один из основоположни­ков термодинамики неравновесных процессов, лауре­ат Нобелевской премии 1977 г., бельгийский физик и физикохимик И.Р. Пригожий (1917 — 2003).

Сложная неравновесная система может перейти из неустойчивого состояния в одно из нескольких ус­тойчивых. В какое именно из них совершится пере­ход — дело случая. В системе, пребывающей в крити­ческом состоянии, развиваются сильные флуктуации, и одна из них инициирует скачок в конкретное устой­чивое состояние. Процесс скачка необратим. Крити­ческая точка, в которой наиболее вероятен переход в новое состояние, называется точкой бифуркации.

Самоорганизация включает закономерное и слу­чайное в развитии любых открытых систем: плавную эволюцию, ход которой закономерен и детерминиро­ван, и случайный скачок в точке бифуркации, опреде­ляющий следующий закономерный этап развития. Важ­нейшее направление исследования самоорганизации — математическая теория катастроф. Она описывает раз­личные скачкообразные переходы, спонтанные каче­ственные изменения и т. п. В теории катастроф приме­няется довольно сложный математический аппарат — топологическая теория динамических систем.

Концепция развития. Основу концепции развития процессов в природе составляют три положения: си­стемность, динамизм и самоорганизация.

Системность означает упорядоченную, структур­ную организацию материи. Например, Вселенная — самая крупная из всех известных материальных сис­тем. На определенных этапах ее развития зарождались разномасштабные подсистемы, характеризуемые от­крытостью и неравновесностью. Внешняя среда для любой подсистемы — материальная система более крупного масштаба, с которой она обменивается энер­гией и веществом. Предполагается, что внешняя сре­да для Вселенной — физический вакуум. Любая под­система Вселенной (галактика, Солнечная система, планета, биосфера, человек и т. д.) представляет собой целостный материальный объект, прошедший соб­ственный путь развития. Она обладает определенной

индивидуальностью, автономией и в то же время явля­ется неотъемлемой составной частью целого.

Для материальной системы любого масштаба ха­рактерен динамизм, означающий ее развитие, движе­ние. Без развития, без движения невозможно суще­ствование реальной системы, вне зависимости от сте­пени ее упорядоченности и сложности.

В процессе развития способность систем к услож­нению приводит к образованию упорядоченных струк­тур — происходит самоорганизация систем. При этом действуют два взаимно противоположных механизма: объединение элементов системы и ее разделение (фракционирование), — характерные для всех уров­ней сложности и упорядоченности материи, начиная от микромира и кончая крупномасштабными структу­рами Вселенной. На разных уровнях развития систем преобладает один из четырех видов фундаментальных взаимодействий. Так, на нуклонном уровне организа­ции материи сильное взаимодействие выступает в роли ядерных сил, объединяющих нуклоны в ядра, а слабое взаимодействие — в роли сил, определяющих их радиоактивный распад. На атомном уровне функ­ции объединения и фракционирования выполняет электромагнитное взаимодействие в форме притяже­ния разноименных и отталкивания одноименных элек­трических зарядов. На молекулярном уровне электро­магнитное взаимодействие обеспечивает химическую связь. В организации структур Вселенной определяю­щую роль играет гравитационное взаимодействие.

Для управления процессом развития любая систе­ма накапливает, хранит и передавает информацию, а это означает, что неотъемлемая часть самоорганиза­ции — ее информативность. В этом вопросе пока много неясного. В последнее время удалось выяснить один из решенных природой принципов хранения и передачи информации посредством генного механиз­ма, управляющего структурой и направлением разви­тия живых систем.

В концепции развития весьма важен вопрос соот­ношения случайного и закономерного. Эволюционные этапы развития вполне детерминированы. При эволю­ционном развитии поведение системы предсказуемо и даже управляемо при наличии необходимых средств

управления. На завершающей стадии эволюции в точке бифуркации преобладает случайность. Точку бифуркации можно образно сравнить с перекрест­ком, где, как в сказке, выбор пути означает и выбор судьбы.

Особую роль в самоорганизации на завершающей стадии эволюции играет случайность. Именно случай­ность определяет возможность перехода системы в более упорядоченное состояние. Можно привести множество примеров, когда случайные переходы хотя в принципе возможны, т. е. вероятность их не равна нулю, но настолько мала, что их достижение можно считать практически не реализуемым. Например, ве­роятность процесса сборки часов из случайно разбро­санных деталей отлична от нуля, однако трудно пред­ставить, что из деталей без вмешательства человека случайно образуется упорядоченная структура — часы. В этой связи полезно помнить, что концепция са­моорганизации и синергетический подход, как и мно­гие другие концепции, идеи и даже фундаментальные законы, имеют вполне определенную область приме­нения. Судя по возрастающему потоку публикаций, можно заключить, что идеи самоорганизации и синер­гетики пытаются внедрить в различные отрасли науки и распространить их на многие объекты — от Вселен­ной до общества и человека — без учета их специфи­ки и особенностей. Конечно же, такая тенденция не может не привести к поспешным и неверным резуль­татам, что, естественно, сдерживает процесс поступа­тельного развития естествознания и науки в целом.