Концепции современного естествознания
1. Какие научные открытия в биологии вывели ее на лидирующее место в современном естествознании? Поясните, в чем суть противоречия, связанного с сопоставлением второго начала термодинамики и теории естественного отбора, и как это противоречие снимается.
Биологию на лидирующее место вывели открытия в области молекулярной генетики. Развитие в данной области связано с изучением процессов в живой природе с помощью физико-химических методов. Была создана клеточная теория, велось изучение химического состава клеток. Была установлена связь состояния генов с синтезом белков, открыто кодирование белковых структур.
Долгое время второе начало термодинамики – закон возрастания энтропии – связывалось со стремлением к молекулярному хаосу, которому соответствует состояние равновесия или состояние с максимальной вероятностью. Тем самым эволюция и необратимость, связанные с пониманием времени, входили в науку в связке со сложностью коллективных взаимодействий в системах, состоящих из достаточно простых объектов. Сейчас ясно, что микрообъекты сами сложны, они могут распадаться и рождаться, поэтому концепция представления сложного из простого, рождённая во времена становления европейской науки, устарела. изменилась и роль необратимых процессов, воспринимаемая ранее как некоторое дополнительное приближение к законам динамики, то есть понимаемая различно в физике и биологии.
2. Поясните понятие научной революции. Приведите примеры научных революций в физике.
Научная революция – это переход от одного представления к другому.
Примеры научных революций в физике:
А) Формирование механической картины мира.
Открыт закон всемирного тяготения (Ньютон), благодаря которому Вселенная стала восприниматься как хорошо отлаженный часовой механизм, основанный на простых принципах.
Б) Формирование электромагнитной картины мира.
Разработана теория относительности, открыт закон взаимосвязи массы и энергии (Эйнштейн).
3. Что лежит в основе стереоскопического зрения человека и животных?
В основе стереоскопического зрения человека и животных лежит явление геометрического параллакса, то есть если смотреть на объект с двух разных точек зрения, расстояние между которыми h, то угол А и В, образованные между направлениями на исследуемый объект, до которого определяется расстояние, и прямой, соединяющей эти точки, не будет дополнять друг друга до 180°.
4. Перечислите и поясните основные свойства времени.
Свойства времени:
· Однородность
Означает, что любые явления, происходящие в одних и тех же условиях, но в разные моменты времени, протекают совершенно одинаково.
· Непрерывность
Подразумевает, что между двумя моментами времени, как близко бы они не располагались, всегда можно выделить третий.
· Однонаправленность или необратимость
Определяется следствием второго начала термодинамики или закона возрастания энтропии.
5. Какие виды взаимодействий существуют в природе, чем они характеризуются?
Виды взаимодействия:
· Сильное взаимодействие. Обеспечивает связь нуклонов в ядре атома. Наибольшее расстояние, на котором проявляется сильное взаимодействие, составляет 10-13 см.
· Слабое взаимодействие. Отвечает за все виды распада ядер, за многие процессы распада частиц, а также за все процессы взаимодействия нейтрино с веществом. Является короткодействующим. Радиус действия 10-15 см.
· Электромагнитное взаимодействие. Имеет неограниченный радиус действия. Обусловлено взаимодействием движущихся электрических зарядов.
· Гравитационное взаимодействие. Состоит во взаимном притяжении тел. Проявляет себя в макро- и мегамире. Мера измерения определяется в ньютонах.
6. Какое применение нашли гироскопы в современной технике? Чем это обусловлено?
Гироскопы нашли широкое применение в авиации и космонавтике, в устройствах, обеспечивающих ориентацию судов в близи магнитного поля Земли, так как ось вращения сохраняет своё направление в пространстве неизменным благодаря моменту инерции.
7. Что такое первая и вторая космическая скорость? Как они определяются?
Первая космическая скорость – это скорость искусственного спутника Земли в отсутствие сопротивления атмосферы при движении по круговой орбите. У поверхности Земли первая космическая скорость равна 7,9 км/с.
Второй космической скоростью называется наименьшая скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно могло преодолеть земное притяжение и превратиться в искусственный спутник Солнца. Вторая космическая скорость у поверхности Земли равна 11,2 км/с.
8. Назовите ближайшие к нам другие галактики. Какую форму имеют большинство галактик во Вселенной и почему?
Ближайшие к нам галактики Большое и Малое Магеллановы облака спутники млечного пути. Магеллановы облака видны в южном полушарии. Большое облако находится от нас на расстоянии 165000 световых лет, а Малое 200000 световых лет. Большинство галактик во Вселенной имеет либо спиральную, либо эллиптическую форму.
9. Чем объяснить настойчивые попытки ученых развитых стран найти способы осуществления управляемого термоядерного синтеза?
Учёные развитых стран настойчиво работают над изысканием способов осуществления управляемого термоядерного синтеза, так как в земных условиях пока были осуществлены неуправляемые термоядерные реакции при взрывах водородных бомб. При термоядерной реакции выделяется огромное количество внутренней энергии. Термоядерные реакции протекают в недра Солнца и звёзд.
10. Что такое теплопередача? Каким образом она происходит?
Теплопередача – это совокупность микроскопических (то есть охватывающих не всё тело, а отдельные его молекулы) процессов, приводящих к передаче энергии от тела к телу.