Шпоры по КСЕ

3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения различных функций.

4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, сходных по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, характеризующихся сходным поведением и определенными взаимоотношениями с другими видами и факторами неживой природы.

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

5.Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

6.Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни на нашей планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живых организмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва).

БИЛЕТ 13

Первое начало (закон) термодинамики.

Понятие термодинамического равновесия и темп-ры.

Темп-ра – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической сис-мы. В соответствии с решением XI Генеральной конференции по мерам и весам (1960г.) в настоящее время рекомендовано применять только две температурные шкалы – термодинамическую и Международную практическую, градуированные соответственно в кельвинах и градусах Цельсия. Анализ показывает, что 0К (абсолютный нуль) недостижим, хотя приближение к нему сколь угодно близко возможно.

Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного его термодинамического параметра, называется термодинамическим процессом. Макроскопическая сис-ма находится в термодинамическом равновесии, если её состояние с течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой сис-мы при этом не изменяются).

Абсолютная темп-ра – Т(k) = t© + 273 Состояние термодинамического равновесия – это состояние, в которое приходит макросис-ма при изолировании данной сис-мы от других систем (существуют открытые и изолированные сис-мы). Получить изолированную сис-му очень сложно. Понятие темп-ры можно применять к изолированным сис-мам или к сис-мам, находящимся в стационарном состоянии. (Градисит темп-ры – перепад темп-ры.)

Термодинамическое равновесие – состояние сис-мы, в кот тела покоятся друг относительно друга, обладая одинаковыми темп-рами и давлением. Достигнув этого состояния, сис-ма сама по себе из него не выходит. Значит все термодинамические процессы, приближающиеся к тепловому равновесию, необратимы.

Теплота, внутренняя энергия и работа. Первое начало (закон) термодинамики.

Внутренняя энергия – энергия теплового (поступательного, вращательного и колебательного) движения молекул и потенциальной энергией их взаимодействия.

Возможны два способа изменения внутренней энергии термодинамической сис-мы при её взаимодействии с внешними телами: путём совершения работы и путём теплообмена.

Когда сис-мы взаимодействуют между собой они обмениваются энергией.

Работа связана с перемещением, теплообмен связан с теплотой.

Известно, что в процессе превращения энергии выполняется закон сохранения энергии. Поскольку тепловое движение тоже механическое (только не направленное, а хаотическое), то при всех превращениях должен выполняться закон сохранения энергии не только внешних, но и внутренних движений. В этом заключается качественная формулировка закона сохранения энергии для термодинамической сис-мы – первое начало термодинамики. Количественная его формулировка: количество теплоты Q, сообщенное телу, идет на увеличение его внутренней энергии U и на совершение теплом работы А, т.е.

Q,= U + А.

Q – теплота полученная макросистемой от других систем.

U – изменение внутренней энергии макросис-мы.

А – работа, которую совершила макросис-ма над другими сис-мами.

Если отдает тепло – «- Q», если получает - « + Q».

Если совершает работу – «-А», если над системой – «+А».

Из первого начала термодинамики следует важный вывод: невозможен вечный двигатель первого рода, т.е. такой двигатель, кот совершал бы работу «из ничего», без внешнего источника энергии. При наличии внешнего источника часть энергии неизбежно переходит в энергию теплового, хаотического движения молекул, что и является причиной невозможности полного превращения энергии внешнего источника в полезную работу.

Многочисленные опыты показывают, что все тепловые процессы необратимы в отличие от механического движения.

Если реализуется какой-либо термодинамический процесс, то обратный процесс, при котором проходятся те же тепловые состояния, но только в обратном направлении, практически невозможен. Другими словами, термодинамические процессы необратимы.

БИЛЕТ 14

Второе начало (закон) термодинамики. Концепция энтропии и закон её возрастания.

Необратимость - свойство реальных процессов. Статистический характер энтропии.

В системе тел, находящихся в термодинамическом равновесии, без внешнего вмешательства невозможны никакие реальные процессы. Следовательно, с помощью тел, находящихся в термодинамическом равновесии, невозможно совершить никакой работы, так работа связана с механическим движением, т.е. с переходом тепловой энергии в кинетическую. Это утверждение составляет сущность второго начала термодинамики. (Тепло не может переходить от менее нагретого тела к более нагретому. Тепло передается в одном направлении Тепловые процессы всегда стремятся к равновесию.) Окружающая нас среда обладает значительными запасами тепловой энергии. Двигатель, работающий только за счет энергии находящихся в тепловом равновесии тел, был бы для практики вечным двигателем. Второе начало термодинамики исключает возможность создания такого вечного двигателя второго рода. Необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. Количественной характеристикой теплового состояния тела является число микроскопических способов, которыми это со­стояние может быть осуществлено. Это число называется статистическим весом состояния; обозначим его буквой Г. Тело, пре­доставленное самому себе, стремится перейти в состояние с большим статистическим весом. Принято пользоваться не самим числом Г, а его логарифмом, кот еще умножается на посто­янную Больцмана k. Определенную таким образом величину S = k lnГ называют энтропией тела. Нетрудно убедиться в том, что энтропия сложной сис-мы равна сумме энтропии ее частей. Энтропия – мера беспорядка сис-мы. Энтропия – части тепловой энергии к абсолютной темп-ре, которую нельзя превратить в работу: S =Q / Т. Закон, определяющий направление тепловых процессов, можно сформулировать как закон возрастания энтропии: для всех происходящих в замкнутой системе тепловых процес­сов энтропия сис-мы возрастает, максимально возможное значе­ние энтропии замкнутой сис-мы достигается в тепловом равно­весии: S  0. Данное утверждение принято считать количественной формулировкой второго закона термодинамики, открытого Р.Ю.Клаузиусом. Идеальному случаю — полностью обратимому процессу замкнутой сис-мы — соответствует неизменяющаяся энтропия. Все естественные процессы происходят так, что вероятность со­стояния возрастает, что означает переход от порядка к хаосу. Значит, энтропия характеризует меру хаоса, кот для всех естественных процессов возрастает. В этой связи закон о невозможности вечного двигателя второго рода, закон о стремлении тел к равновесному состоянию получают свое объяснение. При соприкосновении тел процесс теплопередачи происходит самопроизвольно от горячего тела к холодному до тех пор, пока оба тела не будут иметь одинаковые темп-ры. Процессы теплопередачи самопроизвольно осуществляют только в одном направлении, поэтому их называют необратимыми процессами. Всегда осуществляется теплопередача тепла от горячего тела к холодному, потому что равномерное распределение быстрых и медленных молекул в двух сопрягающихся телах является более вероятным, чем такое распределение, при котором в одном теле будут только «быстрые» молекулы, а в другом — только «медленные». Сис-мы, состоящие из большого числа частиц, будучи предоставленные самим себе, само произвольно переходят из состояний менее вероятных в состояния более вероятные.

Необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. Самопроизвольный переход тела из равновесного со­стояния в неравновесное не невозможен, а лишь подавляюще маловероятен. В конечном результате необратимость тепловых процессов обусловливается колоссальностью числа молекул, из кот состоит тело. Молекулы газа стремятся к наиболее вероятному состоянию, т. е. состоянию с беспорядочным распределением молекул, при котором примерно одинаковое число молекул движется вверх и вниз, вправо и влево, при котором в кажд объеме находится примерно одинаковое число молекул, одинаковая доля быстрых и медленных молекул в верхней и нижней частях какого-либо сосуда. Любое отклонение от такого беспорядка, хаоса, т. е. от равномерного и беспорядочного перемешивания молекул по местам и скоростям, связано с уменьшением вероятности, или представляет собой менее вероятное событие. Напротив, явле­ния, связанные с перемешиванием, с созданием хаоса из порядка, увеличивают вероятность состояния. Только при внешнем воздействии возможно рождение порядка из хаоса, при котором порядок вытесняет хаос. В качестве примеров, демонстрирую­щих порядок, можно привести созданные природой минералы, построенные человеком большие и малые сооружения или про­сто радующие глаз своеобразные фигуры.

Билет 15

Открытые и закрытые системы в науке.

В последние десятилетия утверждается мнение: материи изначальна прсуща тенденция не только к разрушению упорядоченности и возврату к исходному хаосу, но и к образованию сложных упорядоченных систем разного уровня. Разрушительную тенденцию материи наиболее полно отражают статика и термодинамика, описывающие свойства изолированных - закрытых – систем. Закрытыми являются системы, не обменивающиеся ни энкергией, ни веществом с окружающей средой. Необратимые процессы, проходящие в закрытых системах, рано или позднл приводят к ее самому простому состоянию – термодинамическому равновесию, эквивалентному хаосу ,- состоянию без какой-либо упорядочности.

В прошлом обсуждалась возможность приложения второго начала термодинамики к Вселенной как к хакрытой системе и при этом был сделан вывод о ее тепловой смерти.

Все реальные системы являются открытыми – они обмениваются энергией и веществом с окружающей средой и не находятся в состоянии термодинамического равновесия. В подобных системах возможно образование нарастающей упорядочности, т.е.возможна самоорганизация вещественных 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 упорядочности по сравнению с исходным

БИЛЕТ 18 Точка бифуркации.

Сложная неравновесная система может перейти из неустойчивого состояния в одно из нескольких устойчивых. В системе, пребывающей в критическом состоянии, развиваются сильные флуктуации (колебания), и одна из них способствует переходу в конкретное устойчивое состояние. Процесс скачка необратим. Критическая точка, в которой наиболее вероятен переход в новое состояние – точка бифуркации.

Билет 19

Теория относительности Эйнщтейна

Специальная теория относительности, принципы которой сформулировал в 1905 г. А.Эйнштейн, представляет собой современ­ную физическую теорию пространства и времени, в которой, как и в классической ньютоновской механике, предполагается, что время од­нородно, а пространство однородно и изотропно. Специальная теория часто называется релятивистской теорией, а специфические явле­ния, описываемые этой теорией, - релятивистским эффектом.

В основе специальной теории относительности лежат постулаты Эйнштейна:

принцип относительности: никакие опыты (механические, электрические, оптические), проведенные в данной инерциальной системе отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы к другой; принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Специальная теория относительности потребовала отказа от привыч­ных классических представлений о пространстве и времени, поскольку они противоречили принципу постоянства скорости света. Потеряло смысл не только абсолютное пространство, но и абсолютное время.

Общая теория относительности, называемая иногда теорией тя­готения, - результат развития специальной теории относительности. Из нее вытекает, что свойства пространства- времени в данной облас­ти определяются действующими в ней полями тяготения. При пере­ходе к космическим масштабам геометрия пространства- времени мо­жет изменяться от одной области к другой в зависимости от концен­трации масс в этих областях и их движения

Билет 20

Пространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Пространство- порядок сосуществования, одинаково и неподвижно; время- порядок последовательности, длительности. Выделяют различные свойства пространства и времени. Прежде всего, пространство и время объективны и реальны, т.е. существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности, человек всё более и более углубляет свои знания о ней. Универсальные и всеобщие формы бытия материи, нет явлений и событий, которые существовали вне пространства и времени. Трехмерность пространства, положение любого предмета может быть определено только с помощью трех независимых величин, например длина, ширина, высота. Время необратимо и одномерно, оно течет из прошлого через настоящее в будущее, время составляет рамки для причинно следственных связей. Пространство обладает свойством однородности (равноправие всех его  точек) и изотропности (равноправие всех направлений), а время- однородности (все точки равноправны, нет начальной). Указанные свойства пространства и времени связаны с главными законами физики - законами сохранения (свойства системы не меняются от преобразования переменных). В современной науке используются понятия биологического, психологического и социального времени и пространства, они введены с особенностью проявления пространственно- временных свойств нефизических объектов. Биологическое пространство и время характеризует особенности пространственно- временных параметров органической материи: биологическое бытие индивида, смену живых организмов, их жизнь и смерть. Под действием перестройки мозга происходит становление человеческой психики, идёт формирование нового феномена - психологического пространства и времени. Психическая регуляция движений индивида и его предметных действий происходит не только на уровне отражения внешнего физического пространства, но и на основе   собственного телесной биомеханики и собственно пространства. Благодаря идеальным образам индивид обретает способность выходить за рамки данного мгновения, перемещаться в прошлое и в будущее. В наибольшей степени особенности психологического пространства и времени проявляются в сновидениях- на бессознательном уровне. Результаты многочисленных исследований показали, что одной из функций сновидения является эмоциональная стабилизация психики индивида. Индивид, лишенный способности видеть сновидения, может впасть в безумие. Становление человеческого индивиды и личности с необходимостью включает не только биологический и психологические циклы, но и социальный. Одновременно формируется понятие социального пространства и времени. Социальное пространство включает образование нескольких духовных центров человечества, внутренне родственных друг другу. Вместе с тем формируются образы и идеи, с помощью которых идёт рационализация социального бытия. Социальное пространство включает пр  остранственную организацию социальных объектов общества, которые разделены и дифференцированы. Социальное время- это определенный по длительности период, каким располагает любой социальный объект и общество в целом, это совокупное время существования и деятельности всех индивидов общества. Социальное время неотделимо от социального пространства.

Билет 21

Основные законы физики микромира могут быть интерпретированы в рамках универсальной концепции движения частиц и их взаимодействия между собой как механических объектов, а также обмена энергией между системами с помощью волн. При этом следует учитывать вероятностный характер движения объектов при их взаимодействии. Такую теорию можно назвать УНИВЕРСАЛЬНОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИЕЙ. В рамках этой теории получены следующие результаты: 1. Устойчивые системы субатомных частиц рассматриваются как существующие за счет механического воздействия на систему частиц поля, приходящих преимущественно извне системы. Такие процессы, объединяющие частицы в системы и системы в ансамбли, в их интегральной форме можно рассматривать как УНИВЕРСАЛЬНОЕ ДИСКРЕТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ. 2. Перманентно идущей диффузией границ всех систем объясняется расши¬рение нашей Вселенной. Параллельно с изменением размеров систем идет процесс замедления темпа времени в этих системах. ИНТЕНСИВНОСТЬ ДИФФУЗИИ В МИКРОМИРЕ ПОЛНОСТЬЮ СОВПАДАЕТ С ИНТЕНСИВНОСТЬЮ ГРАВИТАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. 3. ЗАРЯДЫ МОЖНО ИНТЕРПРЕТИРОВАТЬ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ МЕХАНИКИ. В частности, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД, как показывает анализ, представляет собой СКРЫТЫЙ КИНЕМАТИЧЕСКИЙ ПАРАМЕТР. Его значение как механической величины вероятност¬ным способом привязано к параметрам МАКСИМУМА ФУНКЦИИ ПЛАНКА ДЛЯ РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. Есть все предпосылки для создания МЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. Такая теория готовится к публикации. 4. Заложены основы КИНЕМАТИЧЕСКОЙ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ТЕОРИИ, в которой явления рассматриваются как на волновом, так и на корпускулярном уровне. 5. Фотон как волна-корпускула, имеющая нулевую массу, может быть представлен пакетом волн. При стан¬дартных параметрах рассчитывается масса образованной из волн СТАНДАРТНОЙ ЧАСТИЦЫ. Она совпадает по величине с АТОМНОЙ МАССОЙ. 6. Просматриваются широкие возможности для новой интерпретации и детального анализа с точки зрения механики и теории вероятности явлений, которые описывает квантовая механика.

БИЛЕТ22 1. Что такое радиация?

Радиация существовала всегда. Радиоактивные элементы входили в состав Земли с начала ее существования и продолжают присутствовать до настоящего времени. Однако само явление радиоактивности было открыто всего сто лет назад.

.2. Влияние радиации на человеческий организм

Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.

3. Источники радиационного излучения

Существует два способа облучения: если радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его снаружи, то речь идет о внешнем облучении. Другой способ облучения – при попадании радионуклидов внутрь организма с воздухом, пищей и водой – называют внутренним.

Источники радиоактивного излучения весьма разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: естественные и искусственные (созданные человеком). Причем основная доля облучения (более 75% годовой эффективной эквивалентной дозы) приходится на естественный фон.

а.) Естественные источники радиации

Естественные радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).

Разные виды излучения попадают на поверхность Земли либо из космоса, либо поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, причем земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.

Иными словами, проживая в горных районах и постоянно пользуясь воздушным транспортом, мы подвергаемся дополнительному риску облучения.

БИЛЕТ 24 И 23 !!!! Закон Хаббла и концепция Большого Взрыва.

Американский ученый Э. Хаббл в результате измерения скоро­стей удаления галактик установил, что любая галактика удаляется от нас в среднем со скоростью, пропорциональной расстоянию до нее. Это открытие окончательно разрушило существовавшее со времен Аристотеля представление о статичной, незыблемой Все­ленной.

V=Hr

H - постоянная Хаббла.

С течением времени постоянная Хаббла постепенно уменьшается – разбегание галактик замедляется. Но такое уменьшение за наблюдаемый период времени ничтожно мало. Величина, обратная постоянной Хаббла, - время жизни (возраст) Вселенной. Установлено, что возраст Вселенной составляет около 15 млрд. лет, а это означает, что вся Вселенная 15 млрд. лет назад была сосредоточена в очень маленькой области. Предполагается, что в то время плотность вещества Вселенной была не меньше плотности атомного ядра, и вся Вселенная представляла собой огромную ядерную каплю. По каким-то причинам ядерная капля оказалась в неустойчивом состоянии и взорвалась. Это предположение лежит в основе концепции большого

Билет 25

В основе всех наших представлений о «конце света» лежит убежденность во временном невечном характере известного нам мира, который в силу этого имеет начало и конец вместе со временем, как мы теперь ощущаем его. Отсюда следует, что вселенная вовлечена в единственное в своем роде движение. Мы называем это движение «историей», так как с самого начала неясно, является ли оно хаотическим распространением космических обломков и пыли или исполненной смысла эволюцией вселенной, целенаправленным развитием, движением к новым мирам более высокого порядка.

Все представления о конце мира, как современные, так и получившие распространение в прежние времена, можно классифицировать в зависимости от того, является ли предметом их рассмотрения цель (telos) или конец (finis) космической истории.  Если история вселенной имеет цель, которой является ее завершение, то тогда речь идет об осмысленном развитии и видимом постепенном продвижении от одной его ступени к другой. Последняя великая космическая система целенаправленной метафизики была разработана Пьером Тейяр де Шарденом. Согласно этой теории, в отдаленном будущем появится «точка Омега», которая привлечет к себе вселенную и все ее части. При этом она не будет продвигаться в направлении вселенной, но привлечет ее своим притяжением. 

Но если история вселенной должна закончиться всеобщей катастрофой, после которой не будет ничего, то в такой истории нет места ни для осмысленного развития, ни для целенаправленного движения вперед. Такая история есть лишь последовательность катаклизмов, возвещающих о наступлении конечной катастрофы всей вселенной. Тогда не только человеческая история, но и история вселенной предстанет перед нами как «just one damned thing after another» – «просто одна проклятая вещь после другой».

С точки зрения богословия, мы называем представления о целенаправленном движении к совершенству «милленаристcкими», так как все они повествуют о «золотом веке», предсказанном еще Вергилием, и об «окончательном царстве Христа» (Откр 20) на последнем этапе истории. Концепции «линейного времени», с помощью которого можно измерить продвижение вперед в самых разнообразных сферах жизни, равно как охватившая современный мир вера в прогресс, есть не что иное, как свойственная нашему времени секуляризация старых милленаристских или хилиастических представлений о завершении истории. 

Мы называем представления о катастрофическом окончании истории «апокалиптическими» в связи с тем, что именно христианские и иудей­ские апокалиптические сочинения содержат пророчества о гибели этого подавляющего человека мира насилия, несправедливости и смерти. Первоначально апокалиптическим был не мир метафизических «духовидцев», как их именует Иммануил Кант, но мир гонимых и мучеников. Это была «религия угнетенных» (Латернари). В секуляризованной форме подобные идеи получили в наше время отражение в «экстерминизме» и в научно-фантастической литературе в образе космического «терминатора», осуществляющего конец света. 

Для христианской эсхатологии характерно сочетание двух идей: начала и конца, гибели и нового рождения, прощания и встречи. Ибо христианской может называться только та эсхатология, основу которой составляют два события: исход Израиля и явление Христа. Рабство Израиля и смерть Христа – прообразы катастрофы. Исход в свободу земли обетованной и воскресение к вечной жизни будущего мира – прообразы нового рождения. Гибель Иисуса на кресте – не последнее, что произошло с ним. Она стала подлинным началом Христа в воскресении и в дарующем жизнь Духе. Диалектическую тайну христианской эсхатологии можно выразить словами Т. С. Элиота: «In my end is my beginning» («В моем конце мое начало»). Нечто подобное имел в виду и я, когда говорил слова, которые впоследствии были процитированы в приглашении на этот симпозиум: «What can a theology of hope tell us about the far-future cosmos that has relevance from a human perspective? Could the “death and raising of the universe” be the “prelude to an unexpected new creation of all things”?» («Что богословие надежды может сказать нам об отдаленном будущем космоса, имеющем к человеку самое непосредственное отношение? Может ли “смерть и воскресение вселенной” быть “прелюдией к неожиданному новому творению всех вещей”?»). В свете своего опыта познания Бога иудеи и христиане ожидают всеобщего Исхода всех вещей из рабства непостоянства в «новое небо и новую землю,.. [где] прежние уже не будут воспоминаемы и не придут на сердце». Они ожидают воскресения всех мертвых и возрождения всех вещей в новом вечном творении (Откр 21:4). Только тогда наступит «мир без конца».

БИЛЕТ 26. Эволюция и строение галактик