приховати рекламу

Концепції сучасного природознавства

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ
____________________________________________________________________________
державний освітній заклад вищої професійної освіти
«Російський державний торговельно-економічний університет»
Пермський інститут (філія)
Кафедра: комерція торгової справи
Контрольна робота
на тему «Концепції сучасного природознавства»
Роботу виконав: студент
Викладач:
Захищена з оцінкою
__________________________________
Дата _____________________
Підпис __________________
Перм 2007

1. Класична механіка - фундамент природничо-наукової теорії
Класична механіка була першої фундаментальної природничо теорією. Протягом трьох століть (з ХVII ст. По початок ХХ ст.) Вона виступала єдиним теоретичним підгрунтям фізичного пізнання, а також ядром другого природничо-наукової картини світу - механістичної.
Виникнення і розвиток класичного природознавства
Новий найбільший переворот в системі культури відбувається в епоху Відродження, яка охоплює ХIV-початок XVII ст. Епоха Відродження - епоха становлення капіталістичних відносин, первісного накопичення капіталу, сходженні соціально-політичної ролі міста, буржуазних класів, складання абсолютистських монархій і національних держав, епоха глибоких соціальних конфліктів, релігійних війн, ранніх буржуазних революцій, відродження античної культури, епоха титанів думки і духу .
У першу половину середньовіччя, що тривав понад тисячоліття, в Європі панувала біблійна картина світу, що змінилася потім догматизированной арістотелізмом і геоцентричної системою Птолемея. Поступово накопичувалися астрономічні спостереження підточували основи цієї картини. Недосконалість, складність і заплутаність птолемеевской системи ставали очевидними. Всі численні спроби збільшення її точності досягалися за рахунок її все прогресуючого ускладнення. Вже в середньовіччі співіснувало декілька моделей планетних рухів, але всі вони спиралися на геоцентризм і, врешті-решт, зводилися до системи Птолемея, лише ускладнюючи її.
Птолемєєвськая система не тільки не дозволяла давати точні прогнози, вона ще страждала явною несистематичністю, відсутністю внутрішньої єдності та цілісності; кожна планета розглядалася сама по собі, мала окрему від інших епіцікліческую систему, свої власні закони руху. У геоцентричних системах рух планет уявлялося за допомогою кількох рівноправних незалежних математичних моделей. Строго кажучи, геоцентрична теорія не була геоцентричної системою, так як об'єктом цієї теорії система планет (або планетна система) і не була; в ній мова йшла про окремі рухах, не пов'язаних в деякий системне ціле. Геоцентричні теорії дозволяли предвичіслять лише напрями на небесні світила, без спроб розкрити справжню віддаленість і розташування їх у просторі. Птолемей вважав останні два завдання взагалі нерозв'язними. Установка на пошук внутрішньої єдності та системності і була тією стрижневою основою, навколо якої концентрувалися безпосередні передумови геоцентричної системи.
Найбільшим мислителем, якому судилося почати велику революцію в астрономії, яка спричинила за собою революцію в усьому природознавстві, був геніальний польський астроном Микола Коперник (1473 - 1543). Ще в кінці XV ст., Після знайомства і глибокого вивчення "Альмагеста", захоплення математичним генієм Птолемея змінилося у Коперника спочатку сумнівами в істинності цієї теорії, а потім і переконанням в існуванні глибоких протиріч в геоцентризм. Він почав шукати інших фундаментальних астрономічних ідей, вивчав в оригіналах збережені твори чи викладу навчань давньогрецьких математиків і філософів, у тому числі й першого геліоцентріста Аристарха Самоський, і мислителів, які стверджували рухливість Землі. (В давнину крім Аристарха Самоського геліоцентричні ідеї висловлювалися піфагорійцями Филолаю і Екфантом, учнем Арістотеля Гікетом Сіракузьким і ін
Володіючи широким складом мислення, Коперник першим глянув на весь накопичений за тисячоліття досвід астрономії очима людини епохи Відродження: сміливого, впевненого, творчого, новатора. Попередники Коперника не мали сміливості відмовитися від самого геоцентричного принципу і намагалися або удосконалювати дрібні деталі птолемеевой системи або звертатися до ще більш давньої схемою гомоцентріческіх сфер. Коперник зумів розірвати з цією тисячолітньої консервативної астрономічної традицією, подолати схиляння перед древніми авторитетами. Н. Коперник був спонукуваний ідеєю внутрішньої єдності та системності астрономічного знання; він шукав простоту і гармонію в природі, ключ до пояснення єдиної сутності багатьох; здаються різними явищ. Результатом цих пошуків і з'явилася геліоцентрична система світу.
Система Коперника була простіше і точніше системи Птолемея. Цією простотою і точністю відразу ж скористалися в практичних цілях. На її основі склали "Прусські таблиці" (Е. Рейнгольд, 1551 р.). Вона дозволила уточнити довжину тропічного року і провести в 1582 р. давно назрілу реформу календаря. У результаті був введений новий, або григоріанський, стиль.
У чому ж дійсне гідність, привабливість і справжня сила теорії Коперника? Чому вона викликала революційне перетворення всього природознавства?
Будь-яке нове завжди виникає на базі і в системі старого. Коперник не був у цьому відношенні винятком. Він багато в чому ще поділяв уявлення старої, арістотелівської космології. Так, він представляв Всесвіт замкненим простором, обмеженим сферою нерухомих зірок. Він не відступав від арістотелівської догми, відповідно до якої істинні руху небесних тіл можуть бути тільки рівномірними і круговими. Прагнення відновити аристотелевские принципи руху небесних тіл, які порушують у ході розвитку геоцентричної системи, до речі сказати, було для Коперника одним з мотивів пошуків інших, негеоцентріческіх походів до опису рухів планет.
І, крім того, Коперник прагнув створити логічно просту і струнку планетну теорію. У відсутності такої простоти і стрункості, системності Коперник і побачив корінну неспроможність теорії Птолемея. У цій теорії був відсутній єдиний стрижневий принцип, який міг би пояснити системні закономірності в рухах планет. Коперник був упевнений, що подання рухів небесних тіл як єдиної системи дозволить визначити реальні фізичні характеристики небесних тіл, тобто те, про що в геоцентричної моделі зовсім не було й мови. І тому свою теорію він розглядав як теорію реального пристрою Всесвіту.
У системі Коперника вперше отримала пояснення загадкова перш послідовність розмірів перших, або головних, епіциклів у верхніх планет, введених Птолемеєм для опису петлеподібні рухів планет. Розміри їх виявилися убуваючими з видаленням планети від Землі. Рух по цих еліціклам, так само як і рух по деферента для нижніх планет, відбувалося з одним і тим же річним періодом, рівним періоду обертання Сонця навколо Землі. Всі ці річні кола геоцентричної системи виявилися зайвими в системі Коперника. Петлеподібні руху планет тепер пояснювалися однією єдиною причиною-річним рухом Землі навколо Сонця. У розрізненні же розмірів петель (і, отже, радіусів відповідних епіциклів) Коперник правильно побачив відображення того ж орбітального руху Землі: спостерігається з Землі планета повинна описувати видиму петлю тим меншу, чим далі вона від Землі.
Більш того, це глибоке пояснення видимих ​​явищ дозволило Копернику вперше в історії астрономії поставити питання про визначення дійсних відстаней планет від Сонця. Коперник зрозумів, що цими відстанями планет були величини, зворотні радіусам перший зпіціклов для зовнішніх планет і збігаються з радіусами деферентів - для внутрішніх. (Таким чином, те, що Птолемей вважав в принципі незбагненним, насправді вже містилося в прихованому вигляді в його системі.) Таким чином він отримує дуже точні відносні відстані планет від Сонця (у відстанях Земля - ​​Сонце, тобто в астрономічних одиницях, висловлюючись сучасною мовою)
Логічна стрункість, чіткість, простота і досконалість теорії Коперника, її здатність пояснити деякими причинами те, що раніше або не пояснювалося зовсім, або пояснювалося абсолютно штучно, зв'язувати в єдине те, що раніше вважалося абсолютно різними явищами - безсумнівні переваги цієї теорії; вони свідчили про її істинності. Найбільш проникливі мислителі, вчені це зрозуміли відразу.
Теорія Коперника містила в собі колосальний творчий, світоглядний і теоретико-методологічний потенціал. Її історичне значення важко переоцінити.
У формуванні класичної механіки і затвердження нового світогляду велика заслуга Г. Галілея (1564-1642). Галілей - видатна особистість перехідної епохи від Відродження до Нового часу.
З минулим його зближує невизначена трактування проблеми нескінченності світу, він не приймає кеплерові еліптичних орбіт і прискорень планет; (Галілей вважав їх простим воскресінням древньої піфагорейської ідеї про роль числа у Всесвіті, несумісною з новим експериментальним природознавством, за яку він боровся. Тому він не звернув уваги і на кеплерові закони (а, можливо, і не ознайомився з ними, хоча Кеплер послав йому свій твір 1609 р.).) у нього немає ще уявлення про те, що тіла рухаються по кривих в "плоскому" однорідному просторі завдяки їх взаємодіям ; він ще не звільнився від чуттєвих образів і якісних протиставлень та ін Але в той же час він весь спрямований в майбутнє. Галілей вже відкриває дорогу математичного природознавства; він був упевнений, що "закони природи написані на мові математики"; його стихія - уявні кінематичні і динамічні експерименти, логічні конструкції; головний пафос його творчості - можливість математичного осягнення світу; сенс своєї творчості він бачить у фізичному обгрунтуванні геліоцентризму, вчення Коперника. Галілей закладає основи експериментального природознавства: показує, що природознавство - це вміння робити наукові узагальнення з досвіду, а експеримент - найважливіший метод наукового пізнання.
За істинність і визнання своїх відкриттів Галілею довелося вести складну боротьбу з церковною ортодоксією. Адже його життя і діяльність відбувалися в атмосфері Контрреформації, посилення католицької реакції. Це був трагічний для природознавства період історії. Мова йшла про суверенітет розуму в пошуках істини. У 1616 р. вчення Коперника було заборонено, а його книга внесена до інквізиційний "Індекс заборонених книг". Після виходу в світ декрету почалися сутінки італійської науки, в наукових колах настановив похмуре мовчання.
Історична заслуга Галілея перед природознавством полягає в наступному:
- Галілей розмежовує поняття рівномірного і нерівномірного, прискореного руху;
- Формулює поняття прискорення (швидкість зміни швидкості);
- Показує, що результатом дії сили на рухоме тіло є не швидкість, а прискорення;
- Виводить формулу, що пов'язує прискорення, шлях і час S = 1 / 2 (at І);
- Формулює принцип інерції ("якщо на тіло не діє сила, то тіло знаходиться або в стані спокою, або в стані прямолінійного рівномірного руху");
- Виробляє поняття інерціальної системи;
- Формулює принцип відносності руху (всі системи, які рухаються прямолінійно і рівномірно один щодо одного (тобто інерціальні системи) рівноправні між собою у відношенні опису механічних процесів);
- Відкриває закон незалежності дії сил (принцип суперпозиції).
На підставі цих законів з'явилася можливість вирішення найпростіших динамічних завдань. Так, наприклад, Х. Гюйгенс дав рішення задач про удар пружних куль, про коливання фізичного маятника, знайшов вираження відцентрової сили.
Дослідженнями Галілея було закладено міцний та надійний фундамент динаміки та методології класичного природознавства. Подальші дослідження лише поглиблювали і зміцнювали цей фундамент. З повною підставою Галілея називають "батьком сучасного природознавства".
Ціла плеяда вчених ХVII століття внесли свій внесок у розвиток передумов класичної механіки (І. Буйо, Дж.Бореллі, Гук та ін.)
Узагальнення результатів природознавства ХУП століття випала на долю І. Ньютона (1643 - 1727). Саме Ньютон завершив грандіозну роботу будівлі фундаменту нового класичного природознавства. Врозріз з багатовіковими традиціями в науці, Ньютон вперше свідомо відмовився від пошуків "кінцевих причин" явищ та законів і обмежився, на противагу картезіанцями, точним вивченням кількісних проявів цих закономірностей у природі.
Узагальнюючи існуючі незалежно один від одного результати своїх попередників у струнку теоретичну систему знання (ньютонівську механіку), Ньютон тим самим з'явився і родоначальником класичної теоретичної фізики.
З ім'ям Ньютона пов'язано відкриття або остаточне формулювання основних законів динаміки: закону інерції; пропорційності між кількістю руху (mv) і величиною рушійної сили (F); рівності за величиною і протилежності у напрямку сил при центральному характер взаємодії. Вершиною наукової творчості Ньютона стала його теорія тяжіння і проголошення першого справді універсального закону природи - закону всесвітнього тяжіння.
У 1666 р. у Ньютона виникає ідея всесвітнього тяжіння, його спорідненості з силою тяжіння на Землі і ідея про те, яким чином можна обчислити силу тяжіння. Доказ тотожності між силою тяжіння і силою тяжіння на Землі проводиться у Ньютона шляхом обчислення доцентровий прискорення Місяця в її зверненні навколо Землі; потім Ньютон зменшує це прискорення пропорційно квадрату відстані Місяця від Землі, після чого воно виявляється рівним прискорення сили тяжкості у земної поверхні. Узагальнюючи ці результати, Ньютон приходить до висновку, що для всіх планет має місце тяжіння до Сонця, що всі планети тяжіють один до одного із силою, назад пропорційної квадрату відстані між ними. Подальший крок полягав у тому, що Ньютон висунув тезу, відповідно до якого сила тяжіння пропорційна лише кількістю матерії (масою) і не залежить від форми матеріалу та інших властивостей тіла. Розвиваючи це положення, Ньютон приходить до закону всесвітнього тяжіння в загальному вигляді.
Не буде перебільшенням сказати, що 28 квітня 1686 року - одна з найбільших дат в історії людства. У цей день Ньютон представив Лондонському королівському суспільству свою нову загальну теорію - механіку земних і небесних процесів. У систематичній формі виклад класичної механіки було дано Ньютоном в книзі "Математичні начала натуральної філософії", яка вийшла у світ в 1687 році. Сучасники Ньютона негайно ж високо і гідно оцінили цей унікальний працю.
Виключно плідним виявився спосіб вивчення явищ природи, розроблений Ньютоном. Eго вчення про тяжіння була вже не загальним натурфілософським міркуванням і умоглядної схемою, а логічно суворої, точної (і більш ніж на два століття єдиною) фундаментальної теорією - особливим робочим інструментом дослідження навколишнього світу, перш за все руху небесних тіл. Фізичним фундаментом небесної механіки став закон всесвітнього тяжіння.
Формування основ класичної механіки було найбільшим досягненням природознавства ХVII століття. Класична механіка була першої фундаментальної природничо теорією. Протягом трьох століть (з ХVII ст. По початок ХХ ст.) Вона виступала єдиним теоретичним підгрунтям фізичного пізнання, а також ядром другого природничо-наукової картини світу - механістичної.
Не можна не сказати про математичних досягненнях Ньютона, без яких не було б і його геніальної теорії тяжіння. Свій метод розрахунку механічних рухів шляхом розгляду нескінченно малих приростів величин - характеристик досліджуваних рухів Ньютон назвав "методом флюксій" і описав його у творі "Метод флюксій і нескінченних рядів з додатком його до геометрії кривих" (закінчено в 1671 р., повністю опубліковано в 1736 р.). Разом з методом Лейніца він склав основу сучасних диференціального й інтегрального числень. У математиці Ньютону належать також найважливіші праці з алгебри, аналітичної та проективної геометрії та ін
Незважаючи на свій знаменитий девіз "Гіпотез я не вигадую" ", Ньютон як мислитель найбільшого масштабу не міг не замислюватися і над гранично загальними проблемами світобудови. Так, зокрема, він поширив свою теорію тяжіння на проблеми космології.
Застосувавши закон тяжіння, підтверджений тоді лише для Сонячної системи, до всього Всесвіту, Ньютон розглянув головну космологічну проблему: скінченна або нескінченна всесвіт. І прийшов до висновку, що лише у випадку нескінченності всесвіту матерія може існувати у вигляді безлічі космічних об'єктів - центрів гравітації. У кінцевій ж всесвіту матеріальні тіла рано чи пізно злилися б в єдине тіло в центрі світу. Це було першою суворе фізико-теоретичне обгрунтування нескінченності світу.
Ньютон замислювався і над проблемою походження такої впорядкованої Всесвіту. Однак тут він зіткнувся із завданням, для вирішення якої ще не мав у своєму розпорядженні науковими фактами. Він вважав, що матерія сама по собі відстала, пасивна і не здатна до руху. І тому, наприклад, для нього таємницею було початок орбітального руху планет. Для розкриття цієї таємниці залишалося вдатися лише до якоїсь більш могутньою, ніж тяжіння, організуючою силі. У ту епоху в якості такої сили мислився, зрозуміло, лише бог. Тому Ньютон допускав божественний "перший поштовх", завдяки якому планети придбали орбітальний рух, а не впали на Сонці. Виявивши неминучість збурень у рухах планет і супутників (тобто відхилень від кеплерові законів), які могли мати віковий характер, наростаючи з часом, Ньютон змушений був зробити висновок про необхідність час від часу підправляти розхитує механізми планетних рухів. Подібну функцію знову-таки міг виконувати тільки бог ...
Знадобилося лише півстоліття розвитку науки і загального світогляду під впливом відкриттів самого Ньютона, щоб з'явилися мислителі, категорично відкидали ідею божественного початкового поштовху і внесли в природознавство ідею природної еволюції матерії. Першим з таких мислителів був І. Кант.
2. Здоров'я людини та екологічні проблеми.
Всі процеси в біосфері взаємозалежні. Людство - лише незначна частина біосфери, а людина є лише одним із видів органічного життя - Homo sapiens (людина розумна). Розум виділив людину з тваринного світу і дав йому величезну могутність. Людина протягом століть прагнула не пристосуватися до природного середовища, а зробити його зручним для свого існування. Тепер ми усвідомили, що будь-яка діяльність людини впливає на навколишнє середовище, а погіршення стану біосфери небезпечно для всіх живих істот, у тому числі і для людини. Всебічне вивчення людини, його взаємин з навколишнім світом призвели до розуміння, що здоров'я - це не тільки відсутність хвороб, але і фізичний, психічний і соціальний добробут людини. Здоров'я - це капітал, даний нам не тільки природою від народження, але і тими умовами, в яких ми живемо.
        
Хімічні забруднення середовища і здоров'я людини.
В даний час господарська діяльність людини все частіше стає основним джерелом забруднення біосфери. У природне середовище у все більших кількостях потрапляють газоподібні, рідкі та тверді відходи виробництв. Різні хімічні речовини, що знаходяться у відходах, потрапляючи в грунт, повітря або воду, переходять по екологічних ланках з одного ланцюга в іншу, потрапляючи в кінці кінців в організм людини.
На земній кулі практично неможливо знайти місце, де б не були присутні в тій чи іншій концентрації забруднюючі речовини. Навіть в льодах Антарктиди, де немає жодних промислових виробництв, а люди живуть тільки на невеликих наукових станціях, вчені виявили різні токсичні (отруйні) речовини сучасних виробництв. Вони заносяться сюди потоками атмосфери з інших континентів.
Речовини, що забруднюють природне середовище, дуже різноманітні. У залежності від своєї природи, концентрації, часу дії на організм людини вони можуть викликати різні несприятливі наслідки. Короткочасний вплив невеликих концентрацій таких речовин може викликати запаморочення, нудоту, першіння в горлі, кашель. Попадання в організм людини великих концентрацій токсичних речовин може призвести до втрати свідомості, гострого отруєння і навіть смерті. Прикладом подібної дії можуть бути смоги, які утворюються у великих містах у безвітряну погоду, або аварійні викиди токсичних речовин промисловими підприємствами в атмосферу.
Реакції організму на забруднення залежать від індивідуальних особливостей: віку, статі, стану здоров'я. Як правило, більш вразливі діти, люди похилого віку та особи похилого віку, хворі люди.
При систематичному або періодичному надходженні організм порівняно невеликих кількостей токсичних речовин відбувається хронічне отруєння.
Ознаками хронічного отруєння є порушення нормальної поведінки, звичок, а також нейропсихічного відхилення: швидке стомлення або почуття постійної втоми, сонливість або, навпаки, безсоння, апатія, ослаблення уваги, неуважність, забудькуватість, сильні коливання настрою.
При хронічному отруєнні одні й ті ж речовини у різних людей можуть викликати різні ураження нирок, кровотворних органів, нервової системи, печінки.
Подібні ознаки спостерігаються і при радіоактивному забрудненні навколишнього середовища.
Так, в районах, що зазнали радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи, захворюваність серед населення особливо дітей, збільшилася в багато разів.
Високоактивні в біологічному відношенні хімічні сполуки можуть викликати ефект віддаленого впливу на здоров'я людини: хронічні запальні захворювання різних органів, зміна нервової системи, дія на внутрішньоутробний розвиток плода, що приводить до різних відхилень у новонароджених.
Медики встановили прямий зв'язок між зростанням кількості людей, які хворіють на алергію, бронхіальну астму, рак, і погіршенням екологічної обстановки в даному регіоні. Достовірно встановлено, що такі відходи виробництва, як хром, нікель, берилій, азбест, багато отрутохімікати, є канцерогенами, тобто викликають ракові захворювання. Ще в минулому столітті рак у дітей був майже невідомий, а зараз він зустрічається все частіше й частіше. У результаті забруднення з'являються нові, невідомі раніше хвороби. Причини їх буває дуже важко встановити.
Величезної шкоди здоров'ю людини завдає куріння. Курець не тільки сам вдихає шкідливі речовини, а й забруднює атмосферу, наражає на небезпеку інших людей. Встановлено, що люди, що знаходяться в одному приміщенні з курцем, вдихають навіть більше шкідливих речовин, ніж він сам.
Біологічні забруднення й хвороби людини
Крім хімічних забруднювачів, у природному середовищі зустрічаються і біологічні, що викликають у людини різні захворювання. Це хвороботворні мікроорганізми, віруси, гельмінти, найпростіші. Вони можуть знаходитися в атмосфері, воді, грунті, в тілі інших живих організмів, у тому числі і в самій людині.
Найбільш небезпечні збудники інфекційних захворювань. Вони мають різну стійкість у навколишньому середовищі. Одні здатні жити поза організмом людини всього кілька годин; перебуваючи в повітрі, у воді, на різних предметах, вони швидко гинуть. Інші можуть жити в навколишньому середовищі від декількох днів до декількох років. Для третіх навколишнє середовище є природним місцем проживання. Для четвертих - інші організми, наприклад дикі тварини, є місцем збереження і розмноження.
Часто джерелом інфекції є грунт, в якій постійно мешкають збудники правця, ботулізму, газової гангрени, деяких грибкових захворювань. В організм людини вони можуть потрапити при пошкодженні шкірних покривів, з немитими продуктами харчування, при порушенні правил гігієни.
Хвороботворні мікроорганізми можуть проникнути в грунтові води і стати причиною інфекційних хвороб людини. Тому воду з артезіанських свердловин, колодязів, джерел необхідно перед питтям кип'ятити.
Особливо забрудненими бувають відкриті джерела води: річки, озера, ставки. Відомі численні випадки, коли забруднені джерела води стали причиною епідемій холери, черевного тифу, дизентерії.
У жарких країнах широко поширені такі хвороби, як амебіаз, шистоматоз, ехінококоз та інші, які викликаються різними паразитами, що потрапляють в організм людини з водою.
При повітряно-крапельної інфекції зараження відбувається через дихальні шляхи при вдиханні повітря, яке містить хвороботворні мікроорганізми.
До таких хвороб відноситься грип, коклюш, свинка, дифтерія, кір та інші. Збудники цих хвороб потрапляю в повітря при кашлі, чханні і навіть при розмові хворих людей.
Особливу групу складають інфекційні хвороби, що передаються при тісному контакті з хворим або при користуванні його речами, наприклад, рушником, носовою хусткою, предметами особистої гігієни та іншими, що були у вживанні хворого. До них відносяться венеричні хвороби (СНІД, сифіліс, гонорея), трахома, сибірська виразка, парша. Людина, втручаючись у природу, нерідко порушує природні умови існування хвороботворних організмів і стає сам жертвою природно-вогнищевих хвороб.
Люди і домашні тварини можуть заражатися природно-осередковими хворобами, потрапляючи на територію природного вогнища. До таких хвороб відносять чуму, туляремію, висипний тиф, кліщовий енцефаліт, малярію, сонну хворобу.
Особливістю природно-вогнищевих захворювань є те, що їх збудники існують у природі в межах певної території поза зв'язком з людьми або домашніми тваринами. Одні паразитують в організмі диких тварин-господарів. Передача збудників від тварин до тварини і від тварини до людини відбувається переважно через переносників, найчастіше комах і кліщів.
Можливі й інші шляхи зараження. Так, в деяких жарких країнах, а також у ряді районів нашої країни зустрічається інфекційне захворювання лептоспіроз, або водяна лихоманка. У нашій країні збудник цієї хвороби мешкає в організмах полівок звичайних, широко поширених у луках біля річок. Захворювання на лептоспіроз носить сезонний характер, частіше зустрічаються в період сильних дощів і в спекотні місяці (липень - серпень). Людина може заразитися при попаданні в його організм води, забрудненої виділеннями гризунів.
Такі хвороби, як чума, орнітоз, передаються повітряно-крапельним шляхом. Перебуваючи в районах природно-вогнищевих захворювань, необхідно дотримуватися спеціальні запобіжні заходи.
3. Панорама сучасного природознавства, основні критерії науковості природничих і гуманітарних дисциплін.
Розглянемо ключові, концептуальні положення, згрупувавши їх у три великі класи, по масштабу об'єктів і процесів, що розглядаються: мікро-, макро-та мега-.
1. Мікрофізику. Основними предметами цього розділу природознавства є елементарні частинки, фундаментальні фізичні поля, простір-час і їх взаємодії. Синонімом мікрофізики є «фізика високих енергій» або «фізика елементарних часток». Після відкриттів Бора, Резерфорда, Ейнштейна та ін квантова механіка продовжувала розвиватися і до середини 30-х років 20-го століття виросла в потужну, сильну математизовану теорію мікросвіту.
Було відкрито безліч «елементарних» частинок і реакцій між ними, в результаті яких вони перетворювалися один в одного або народжували нові, невідомі до того часу частинки.
Крім гравітаційного та електромагнітного полів, які безуспішно намагався об'єднати в рамках однієї теорії Ейнштейн, виявилися ще два фундаментальних фізичних поля: ядерна (сильне) і слабке, які за своїми властивостями відрізнялися від двох попередніх. Були відкриті ядерні реакції, що приводили до синтезу або розпаду ядер на більш дрібні осколки, збільшення чи зменшення їх електричного заряду на один або два елементарних. Тобто відкрилася нова галузь науки - ядерна хімія. Фактично на новому витку розвитку науки здійснилася споконвічна мрія напівзабутих алхіміків про перетворення одного хімічного елемента в інший. Кілька добре оснащених лабораторій світу продовжують «подовжувати» таблицю Менделєєва в сторону з великим атомним номером. У природі не існує елементів важче урану, тому що вони нестабільні і відносно швидко розпадаються, якщо їх навіть отримати штучно шляхом ядерної реакції. Причому, чим далі вони відстоять в таблиці Менделєєва від урану, тим період напіврозпаду робиться менше, зменшуючись до малих часток секунди. Але в області атомних номерів 114-116 (уран має атомний номер 92) теорія передбачає «острів стабільності», де можуть існувати хімічні елементи з абсолютно дивовижні властивості. Перші атоми з такими високими елементами вже в 21 столітті отримали російські вчені з Об'єднаного інституту ядерних досліджень у підмосковному місті Дубна. Зростала і кількість знову відкриваються «елементарних» часток.
Сучасні довідники містять зараз вже близько 400 таких частинок (разом з античастинками, у яких всі властивості, крім електричного заряду тотожні відповідним часткам). По загальній думці - це занадто багато для того щоб, утворювати основу, фундамент нашого світу. Та й більшість з них не є в буквальному сенсі «елементарними«, тобто не перебувають з більш дрібних частинок. Навпаки, про багатьох з них відомо, що в їх складі є більш дрібні освіти. Такі, наприклад, основні частинки атомного ядра - нейтрони, протони, пі-мезони. Зараз твердо встановлено, що вони складаються з трьох (перші дві) або двох (пі-мезони) часток, що одержали назву «кварки». Є підозри, що і кварки можуть виявитися не цілком елементарними. До яких же пір вчені будуть розбирати цю «матрьошку» природи? На це ніхто поки не може дати відповіді. Проблема встановлення повного набору істинно елементарних частинок у Всесвіті - одна з найбільш принципових невирішених у сучасній науці (у фізиці елементарних частинок вона називається проблемою «спектру мас»).
2. Макрофізики. Це найбільш велика, "густо заселена" вченими і найбільш зрозуміла публіці область природознавства. Оскільки вона стоїть ближче до практики, ніж багато інших напрямків фундаментальної науки, їй більше приділяють увагу громадськість, преса та органи, що фінансують дослідження. Однак ідеологічне навантаження цього великого розділу сучасної науки не так велика, як її кількісні характеристики. Тому зупинимося лише на тих проблемах, які мають очевидний міждисциплінарний або світоглядний характер.
2.1. Системи з малої та дробової розмірністю. У звичайному житті ми звикли до тривимірним, евклідовим об'єктів, що мають три виміри і просту форму (сфера, куб, призма, паралелепіпед, конус і т.д.). Проте в природі існують і такі об'єкти, які характеризуються меншим числом вимірів. Так, наприклад, тонкі плівки або поверхневі шари атомів рідини, твердого тіла або меж між ними є квазідвумернимі системами. Після створення так званих "планарних" технологій виготовлення сучасної напівпровідникової техніки увагу до них сильно зросла. З'ясувалося, що властивості таких об'єктів можуть радикально відрізнятися від таких у об'ємних тривимірних тілах, складених з тих самих атомів. Можна собі уявити й квазіодномірних об'єкти у вигляді тонкої нитки, для яких суттєвою є лише одна координата - вздовж довжини (такі, наприклад, органічні полімерні молекули, з яких складається все живе і ми з вами). Фізика низьковимірних систем виділилася в самостійну цікаву дисципліну, а її застосування вже зараз дали багато дуже корисних результатів.
На відміну від людини, яка створює штучно в основному предмети з цілим числом розмірностей, природа більш витончений і часто породжує об'єкти з дробової або, як ще кажуть, фрактальної розмірністю, тобто не цілим числом, наприклад, 1, 2 або 3, а мають значення між одиницею та двійкою, або двійкою і трійкою. Такі з точки зору геометрії контури хмар, дерев, берегових ліній морського узбережжя, сніжинок і багато іншого. Введення в широкий науковий обіг поняття фракталу дає можливість подивитися на навколишній світ під новим кутом зору, знайти в ньому деякі нові "універсалії", узагальнення. Наприклад, розглядаючи купчасті або пористі хмари на небі, швидше за все, ви не знайдете і двох схожих один на одного по своїй геометрії. Але виявляється, що фрактальні розмірності хмар певного типу (або, скажімо, дерев певного виду в лісі) є величина незмінна для них і характеризує їх всього одним числом. Це дозволяє сильно "згортати" інформацію про об'єкт, якщо його потім потрібно просто розпізнавати та класифікувати, а не вивчати в найдрібніших подробицях.
Генетика (від грецького - походження, народження).
Генетика - найважливіша і зараз провідна частина сучасних біологічних знань. Вона охоплює широке коло явищ спадковості і мінливості всіх живих організмів, починаючи з фагів і вірусів і закінчуючи людиною. Генетика ставить своїм завданням не тільки вивчення механізмів спадковості і мінливості, а й свідоме керування ними з метою виведення нових організмів, лікування хвороб і напрямок розвитку в бажану сторону.
Генетика пройшла у своєму розвитку кілька етапів. Австрійський чернець Г. Мендель, схрещуючи різні сорти гороху, відкрив у середині 19 століття феноменологічні закони спадковості. А. Вейсман показав наприкінці 19-го століття, що статеві клітини відокремлені від решти організму і не схильні до впливів, що діють на соматичні клітини. Голландець Гуго де Фріз на початку 20-го століття відкрив існування спадкових мутацій, що становлять основу дискретної мінливості. Мутації - це своєрідні друкарські помилки, що виникають під дією природних флуктуацій та зовнішніх причин (хімічних, радіаційних) у перевиданий програмі життя наступного покоління. У результаті мутацій спадкові ознаки не є постійними, а можуть стрибкоподібно змінюватися, змінюючи в кінцевому підсумку властивості білків, синтезованих організмом.
Російські вчені до початку 40-х років займали провідні позиції у генетиці (Н. Кольцов, Н.Тімофеев-Ресовський, В. Сахаров, І. Раппопорт, М. Дубинін, М. Вавілов та ін.) Однак політичні репресії і відома сесія ВАСГНІЛ, проведена під ідеологічним керівництвом "народного академіка" Лисенко у 1948 році, надовго відкинула російську генетику в положення наздоганяючої.
За своєю значимістю відкриття законів спадковості і її молекулярних механізмів стоїть в одному ряду з найвидатнішими досягненнями природознавства. Почалася нова ера в біології, пов'язана з бурхливим розвитком молекулярної біології, тобто розглядом основ життя на молекулярному рівні.
Які ж її успіхи, перспективи, проблеми? Після того як було твердо встановлено, що основною функцією ДНК є кодування майбутнього синтезу білків, і ця інформація міститься в певній послідовності всього чотирьох букв, роль яких виконують азотні основи (гуанін, аденін, тимін і цітазін) - відкрилися принципові можливості свідомого управління спадковістю. Однак до практичної реалізації цієї ідеї в повному обсязі - шлях не близький. Звичайно, вже зараз методами генної інженерії створені десятки нових штамів корисних мікроорганізмів, сортів високоврожайних рослин і т. д. Однак для роботи не наосліп, а по "кресленнями", необхідно з'ясувати не тільки генотип кожного організму, з яким починається робота, тобто . послідовність всіх "букв" довгого тексту - генів, але і їх конкретні функції. Враховуючи, що молекула ДНК - це практично найбільша молекула в організмі (та й в природі взагалі), навіть при наявності дуже продуктивної техніки аналізу потрібні багато років, щоб виконати секвенування (від латинського - «послідовність», тобто встановлення послідовності генів в конкретній молекулі ДНК) навіть для найпростіших організмів.
Немає сумніву, що всі складні наукові проблеми будуть вирішені в найближчі роки, але вже зараз виникли небувалі юридичні й морально-етичні питання. Чи вправі ми так сильно втручатися в природу живого, тим більше людини? Чи можемо ми уявити і потім управляти всіма наслідками, випускаючи цього джина з пляшки? Де проходить межа між правами індивідуума на таємницю особистого життя і інтересами суспільства? Перелік подібних питань дуже великий. Вони становлять предмет виникли зовсім недавно дисциплін - біоетика та біоправо, які намагаються намагаються виробити моральні та юридичні норми поведінки людини, вирішення конфліктів, обмежень у нових умовах. Важливо, щоб їх розробка і прийняття суспільством не відставали від науково-технічних можливостей.
Самоорганізація. Можливо, одна з найбільш захоплюючих і масштабних доктрин, оформились в науці кінця 20-го століття - це концепція самоорганізації, під якою розуміють мимовільне встановлення порядку (без участі зовнішніх організують впливів) у нерівноважних дисипативних системах. Перші систематичні дослідження в цій області провів виходець з Росії І. Пригожин в 60-і роки (Нобелівська премія 1977 р.). Згодом напрям у науці, яка вивчає просторово-тимчасове упорядкування, стали називати за пропозицією Г. Хакена синергетикою (від грецького слова спільний, згідно діє). На перший погляд, сама можливість самоорганізації (а, отже, підвищення порядку в системі з відповідним пониженням ентропії) нібито суперечить другому початку термодинаміки. Однак класична термодинаміка була створена (і до цих пір справедлива) для опису рівноважних або близьких до рівноваги систем. Крім того, другий початок справедливо тільки для замкнутих систем (тобто не обмінюються нічим з навколишнім середовищем). Безліч об'єктів і систем в природі не є ні рівноважними, ні замкнутими (інакше кажучи - все до однієї!), Так що класичну термодинаміку слід розглядати як перше наближення, має обмежену область застосування.
Дійсно, еволюційні процеси в біології (як на рівні окремого організму від моменту його зародження - філогенез, так і на рівні біосфери в цілому - онтогенез) йдуть у напрямку від простого - до складного, від безладу - до більшого порядку, тобто в видимому протиріччі з законом зростання ентропії. Але з іншого боку, жоден живий організм і не є замкнутою системою за визначенням. Навпаки, поки він живий, він бере участь в обміні речовиною, енергією, інформацією з навколишнім середовищем. Таким чином, для опису живого потрібна нерівноважна термодинаміка відкритих систем, що виключає необхідність міфічних вітальних сил.
Вона була створена в останній третині 20-го століття зусиллями багатьох вчених. Якщо провести межі досить далеко від нашої відкритої системи, то усередині цієї великої області безлад все одно буде наростати, і другий початок термодинаміки залишається в повному здоров'ї. При значному падінні ентропії в системі в ній можуть спонтанно (мимовільно) утворюватися впорядковані структури, що і називається самоорганізацією.
Теорія самоорганізації, яка народилася спочатку з розгляду проблем нерівноважної термодинаміки і конкретних завдань гідродинаміки, нелінійної оптики, кібернетики і т. д. згодом зробила величезний вплив на розвиток сучасної фізики, хімії, біології, наук про Землю, економіки, соціальних і політичних наук. Так, наприклад, впровадження ідей самоорганізації в теорію біологічної еволюції знімає багато труднощів, які існували в дарвінізм: відсутність проміжних форм між видами, вкрай низьку швидкість еволюції шляхом випадкових мутацій і подальшого природного відбору і т. д.
З точки зору математичної, залучення до наукового обігу концепції самоорганізації означає перехід від лінійних моделей (і рівнянь) до нелінійних. Сучасна, дуже розвинена математика, вміє вирішувати, головним чином, тільки лінійні задачі. Вони є основою детерміністичного підходу в науці, закладеного Галілеєм і Ньютоном. Однак у світлі досягнень науки 20-го століття слід визнати, що мислення в лінійному наближенні не є адекватним по відношенню до природних процесів. Безліч явищ не можуть бути описані в рамках лінійних моделей (біфуркації, катастрофи, динамічний хаос і т. д.) Нелінійні ж системи можуть мати вкрай високою чутливістю до завжди наявним флуктуацій у природі (або нікчемним варіацій даних в математичній моделі). У результаті стає неможливим передбачити стан таких систем через деякий час навіть при наявності всіх вихідних даних. Таким чином, концепція детермінізму в природі за сто років після створення статистичної фізики зазнала великих деформацій і ревізіям втретє (з урахуванням що з'явилися на початку 20-го століття квантовомеханічний уявлень про причинність). Синергетику в її нинішньому стані можна розглядати, на думку одного з її творців Хакена, як спробу узагальнення дарвінізму, дія якого поширюється не тільки на органічний, але і на неорганічний світ.
Творчість у будь-якій сфері, будь то наука, мистецтво, виробництво, можна розглядати як «антиентропійну акцію», що знижує хаос в духовному чи матеріальному оточенні людини. Маючи це на увазі, один з творців кібернетики Н. Вінер якось сказав: «У цьому світі наша новітня обов'язок полягає в тому, щоб влаштовувати довільні острівці порядку і системи».
Проникнення ідей самоорганізації в усі сфери культури фактично призвело до зміни стилю мислення. Механістичний, лапласовскій стиль 18-19 століття змінився на початку 20-го століття на статистично - імовірнісний, а в кінці його - на синергетичний.
3. Мегасвіт. Центральної дисципліною, що вивчає мегасвіт як єдине ціле, є космологія (Від грецького kosmos - Всесвіт і logos - знання). Сучасна космологія - це астрофізична теорія походження і еволюцію Всесвіту, заснована на експериментальних фактах, спостереженнях і фундаментальних фізичних теоріях (загальної теорії відносності, фізики елементарних частинок, фундаментальних взаємодій та ін.)
Далекі світи хвилювали людину з незапам'ятних часів. Це знайшло відображення в стародавніх міфах, уявленнях про будову Всесвіту. Жодна релігія не обходить своєю увагою ці питання. Після того як на зміну міфології і релігійних вірувань прийшла наука, космологія стала однією з улюблених природничо-наукових дисциплін для філософії і філософів різних напрямів. У модулях 4, 5 і 6 ми простежили коротко еволюцію уявлень про Всесвіт від Античності до початку 20-го століття. До чого ж прийшла сучасна космологія, розвиваючи ідеї Ейнштейна, Фрідмана, Гамова і ін? Що продовжує залишатися непізнаним або важко зрозумілою?
Зародження Всесвіту в результаті Великого Вибуху і подальше її розширення більшістю вчених вважається надійно встановленим фактом. Зрозумілі багато деталей процесів, що супроводжували еволюцію Всесвіту, починаючи приблизно з віку 10 -4 с від моменту її розширення. Але стан речовини, простору і часу до цього моменту поки є таємницею. Справа в тому, що, прокручуючи подумки кінофільм про розвиток Всесвіту тому, ми повинні будемо прийти до необмеженого росту всіх її фізичних характеристик (щільності речовини, температури, напруженості всіх фізичних полів і т.д.) по мірі наближення до нуля часу, т. е. суворому моменту її народження. Такий стан називається сингулярність (особливістю) і не може влаштувати фізиків, оскільки призводить до нескінченних значень найважливіших фізичних параметрів Всесвіту. Сучасна наука знає безліч способів боротьби з цими «дурної нескінченності», які вже не раз виникали у фізиці. Одним з таких способів є припущення дискретності простору при відстанях ~ 10 -33 см і часу при Δt ~ 10 -43 с. Однак перевірити настільки сміливі гіпотези, що призводять до чергового перегляду властивостей простору - часу (будь вони доведені) поки зовсім нічим. Для цього необхідна зовсім нова фізика, яка може пролити світло і на природу властивостей елементарних частинок, оскільки (як це не парадоксально) багато проблем мікро-і мегасвіту зводяться до одних і тих самих питань.
Інша невирішена проблема - подальша доля Всесвіту. Чи буде вона продовжувати розширюватися безмежно (відкриті сценарії) або цей процес через деякий час зміниться зворотнім і піде стадія стиснення (закритий сценарій)? Легко уявити тоді подив астрофізиків майбутнього, які будуть спостерігати не «червоне» зсув в спектрах зірок, а «фіолетове» і міркувати: з яких глибин космосу летить до центру речовини Всесвіту і що буде, коли воно все буде в цьому центрі? Вибір між закритими і відкритими сценаріями можна зробити лише за наявності даних про повну масі речовини у Всесвіті (або середній його щільності, що практично одне й те саме), яких поки що недостатньо.
Існують досить обгрунтовані підозри, що крім видимих ​​нами об'єктів у Всесвіті існують ще більшу кількість прихованих, але теж володіють масою, причому ця «темна маса» може в 10 або більше разів перевищувати видиму. Теорія передбачає, що якщо середня щільність речовини у Всесвіті (зрозуміло, з урахуванням і темної маси) перевищує деяку критичну величину, тоді за стадією розширення неминуче піде стадія стиснення під дією сил гравітації. В іншому випадку, гравітаційних сил не буде вистачати, щоб зупинити розліт, і він буде тривати нескінченно довго.
Аналогічні проблеми виникають також при аналізі таких гіпотетичних, але досить широко відомих публіці об'єктів як чорні діри. З точки зору теорії ними можуть бути важкі об'єкти, наприклад отгоревшіе зірки з масою в багато разів перевищують сонячну. Сила тяжіння біля таких об'єктів так велика, що вони стягують вся речовина на «точку». У неї як у бездонну бочку провалюється і випромінювання і частинки, що оточують цю зірку, і нічого вже не вирветься (звідси й назва - чорна діра). Як же її можна тоді виявити? Лише за останній «зойк» - характерному рентгенівського випромінювання, засмоктуваного і падає в неї речовини. Зараз серед відомих астрофізичних об'єктів є близько десяти претендентів на роль чорної діри. Але це вимагає ще більш жорстких доказів. Якщо вони насправді існують (а в цьому мало хто сумнівається), то можливо чорні діри є зародком нових Всесвітів або вікнами в абсолютно інші світи.
Існують і більш складні проблеми в космології, які лежать поки поза досяжності науки (а може бути і зовсім за межами її можливостей):
Чим відрізнялася точка, з якої зародилася Всесвіт, від всіх інших?
Чому саме в «цей» момент стався Великий Вибух, не раніше і не пізніше?
Що було за секунду (година, рік) до Великого Вибуху?
Що знаходиться за межами видимого Всесвіту?
Чому Всесвіт така, яка вона є, хоча теоретично існує не одна рівноцінна можливість?
Чому світові константи (гравітаційна постійна, стала Планка і т.д.) такі, що саме в такому поєднанні значень і можлива в принципі життя, і при щонайменших їх зміни вона стає абсолютно неможливою?
Гуманітарна культура грунтується головним чином на творчому, ідеологічному сприйнятті процесів і явищ навколишнього світу. Гуманітарій не використовує досвідченого експерименту в своєму шляху дослідження. Швидше йде сприйняття духовний, історико-культурних почав і через "дух" епохи йде пояснення закономірностей світу. Проте не кожна гуманітарна культура може претендувати на роль наукової картини світу. Навіть у сучасному науковому співтоваристві йде постійний пошук критеріїв науковості того чи іншого винаходу чи відкриття. Виникає питання - чим же можна відрізнити науку від не наукового знання. Умовно кажучи відзначимо критерії науковості:
- Наявність об'єкта і предмета дослідження;
-Наявність кордонів і рамок, в якому полі йде дослідження;
-Наявність методики і методології у дослідженні;
-Наявність спеціального наукового апарату дослідження;
-Спеціальні кафедри та наукові інститути, де працюють фахівці, що займаються даним питанням.
Настільки умовне позначення критеріїв науковості гуманітарної культури можна звичайно видозмінити, але з повною підставою можна відмести від науки, всякий напрямок, типу "магії, астрології, ворожіння, хіромантії і.п." Гуманітарна культура довгі роки існувала в єдиному контексті з природничих напрямок, приблизно до ХVІІІ століття. Проте вже в ХІХ столітті виник феномен як діалог двох культур.
Бували такі випадки, коли виникав спір, що пріоритетнішою - природничо або гуманітарний напрям, свого роду суперечка "ліриків" і "фізиків". У сучасному світі роль гуманітарної культури величезна, головним чином, у поширенні загальнокультурних, гуманних цінностей і творчих ідей у ​​перетворенні світового співтовариства.
4. Теорія електромагнітного поля. Речовина і поле.
На практиці при характеристиці електромагнітної обстановки використовують терміни "електричне поле", "магнітне поле", "електромагнітне поле". Коротко пояснимо, що це означає і який зв'язок існує між ними.
Електричне поле створюється зарядами. Наприклад, в усім відомих шкільних дослідах з електризації ебоніту присутня як раз електричне поле.
Магнітне поле створюється при русі електричних зарядів по провіднику.
Для характеристики величини електричного поля використовується поняття напруженість електричного поля, позначення Е, одиниця виміру В / м (Вольт-на-метр). Величина магнітного поля характеризується напруженістю магнітного поля Н, одиниця А / м (ампер-на-метр). При вимірі наднизьких і вкрай низьких частот часто також використовується поняття магнітна індукція В, одиниця Тл (Тесла), одна мільйонна частина Тл відповідає 1,25 А / м.
За визначенням, електромагнітне поле - це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється вплив між електричними зарядженими частинками. Фізичні причини існування електромагнітного поля пов'язані з тим, що змінюється в часі електричне поле Е породжує магнітне поле Н, а змінюється Н - вихровий електричне поле: обидві компоненти Е і Н, безперервно змінюючись, збуджують один одного. ЕМП нерухомих або рівномірно рухомих заряджених частинок нерозривно пов'язане з цими частками. При прискореному русі заряджених частинок, ЕМП "відривається" від них і існує незалежно у вигляді електромагнітних хвиль, не зникаючи з усуненням джерела (наприклад, радіохвилі не зникають і за відсутності струму в випромінювання їх антени).
Електромагнітні хвилі характеризуються довжиною хвилі. Джерело, що генерує випромінювання, а по суті створює електромагнітні коливання, характеризуються частотою.
Життя на Землі виникло, розвивалася і довгий час протікала в умовах відносно слабких електромагнітних полів (ЕМП), що створюються природними джерелами. До них відносяться електричне і магнітне поле Землі, космічні джерела радіохвиль (Сонце та інші зірки), процеси, що відбуваються в атмосфері Землі, наприклад, розряди блискавки, коливання в іоносфері. Людина теж джерело слабкого ЕМП. Будучи постійно діючим екологічним чинником, ці поля мають певне значення в життєдіяльності всіх організмів, у тому числі і людини.
Однак, за останні 50-60 років виник і сформувався новий значущий фактор навколишнього середовища - електромагнітні поля антропогенного походження. Їх створюють 2 великі групи штучних джерел:
- Вироби, які спеціально створювалися для випромінювання електромагнітної енергії: радіо-і телевізійні мовні станції, радіолокаційні установки, фізіотерапевтичні апарати, різні системи радіозв'язку, технологічні установки в промисловості;
- Пристрої, призначені не для випромінювання електромагнітної енергії в простір, а для виконання якоїсь іншої задачі, але при роботі яких протікає електричний струм, що створює паразитне випромінювання ЕМП. В основному це системи передачі і розподілу електроенергії (ЛЕП, трансформаторні підстанції) і прилади, які споживають її (електроплити, електронагрівачі, холодильники, телевізори, освітлювальні прилади тощо).
Випромінювані цими пристроями електромагнітні поля разом з природними полями Землі і Космосу створюють складну і мінливу електромагнітну обстановку. У результаті сумарна напруженість ЕМП у різних точках земної поверхні збільшилася в порівнянні з природним фоном в 100-10000 разів. Особливо різко вона зросла поблизу ЛЕП, радіо-і телевізійних станцій, засобів радіолокації і радіозв'язку, різних енергетичних і енергоємних установок, міського електротранспорту. У масштабах еволюційного прогресу цей колосальний ріст напруженості ЕМП можна розглядати як одномоментний стрибок з погано передбачуваними біологічними наслідками.
Речовина і поле - фундаментальні фізичні поняття, що позначають два основних види матерії на макроскопічному рівні:
Речовина - сукупність дискретних утворень, що мають масу спокою (атоми, молекули і те, що з них збудовано);
полі - вид матерії, яка характеризується безперервністю і має нульову масу спокою (електромагнітне поле і поле тяжіння - гравітаційне). Відкриття поля як виду матерії мало величезне філософське значення, тому що виявило неспроможність метафізичного ототожнення матерії з речовиною. Розробка Леніним діалектико-матеріалістичного визначення матерії багато в чому спиралася на філософське узагальнення розвитку вчення про стать. На субатомному рівні (тобто на рівні елементарних частинок) відмінність речовини і поля стає відносним. Поле (електромагнітне та гравітаційне) втрачають чисто безперервний характер: їм необхідно відповідають дискретні освіти - кванти (фотони і Гравітон). А елементарні частинки, з яких складається речовина - протони, нейтрони, електрони, мезони і т. д. - виступають як кванти відповідних нуклони, мезонних та ін полів і втрачають свій суто дискретний характер. Неправомірно на субатомному рівні розрізняти речовина і поле і з наявності чи відсутності маси спокою, тому що нуклони, мезонні і т. д. поля мають масу спокою. У сучасній фізиці поля і частки виступають як дві нерозривно пов'язані сторони мікросвіту, як вираження єдності корпускулярних (дискретних) і хвильових (континуальних, безперервних) властивостей мікрооб'єктів. Уявлення про полі виступають також як основа для пояснення процесів взаємодії, втілюючи принцип блізкодействія.
Основні характеристики речовини і поля
1. Речовина і поле різняться за масою спокою
Частинки речовини мають масу спокою, електромагнітне і гравітаційне поля - ні. Однак у мікросвіті кожному полю зіставляється частка (квант цього поля) і кожна частинка розглядається як квант відповідного поля. Для ядерних полів (мезонного, нуклонного і т.д.) ця різниця вже невірно - кванти цих полів мають кінцевою масою спокою.
2. Речовина і поле розрізняються за закономірностям руху
Швидкість поширення електромагнітного та гравітаційного полів завжди дорівнює швидкості світла у порожнечі (с), а швидкість руху частинок речовини завжди менше с. Однак наявність ядерних полів ліквідує і цей кордон. Для квантів цих полів якраз характерна неможливість руху зі швидкістю, що дорівнює с.
3. Речовина і поле розрізняються за ступенем проникності
Речовина мало проникності, електромагнітне і гравітаційне поля - навпаки.
На рівні мікросвіту і ця межа зникне. Для таких частинок, як нейтрино, речовина виявляється досить проникним, з іншого боку, ядерні поля можуть мати дуже малої проникністю.
4. Речовина і поле розрізняються за ступенем концентрації маси і енергії
Дуже велика - у часток речовини і дуже мала - у електромагнітного та гравітаційного полів. У мікросвіті і ця відмінність стирається. Ядерні поля мають величезну концентрацією маси і енергії, і навіть кванти електромагнітного поля можуть досягати концентрацій енергії, що значно перевершують таку у частинок речовини.
5. Речовина і поле розрізняються як корпускулярна і хвильова сутності
Це відмінність зникає на рівні мікропроцесів. Частинки речовини мають хвильовими властивостями, а безперервне в макроскопічних процесах електромагнітне поле виявляє на рівні мікросвіту свій корпускулярний аспект.
Загальний висновок:
Різниця речовини і поля вірно характеризує реальний світ у макроскопічному наближенні. Ця відмінність не є абсолютним і при переході до мікрооб'єктами яскраво виявляється його відносність. У мікросвіті поняття «частки» (речовина) і «хвилі» (поля) виступають як додаткові характеристики, які виражають внутрішньо суперечливу сутність мікрооб'єктів.
5. Планети і їх супутники
Через обмежену обсягу роботи опис планет і їх супутників приведемо в табличному варіанті:

Сонце

Macca:
2 * 10 30 кг.
Діаметр:
1392000 км.
Щільність:
1,416 г / см 3
Температура поверхні:
+5500 O C
Період обертання по орбіті (рік):
88 земних діб
Світність:
3,86 * 10 23 кВт
Прискорення вільного падіння:
274 м / c 2


Меркурій

Macca:
3,3 * 10 23 кг. (0,055 маси Землі)
Діаметр:
4870 км. (0,38 діаметри Землі)
Щільність:
5,43 г / см 3
Температура поверхні:
максимум +430 o C, мінімум -180 o C
Довжина діб:
58,65 земної доби
Відстань від Cолнца (середнє):
0,387 а.о., тобто 58 млн.км.
Період обертання по орбіті (рік):
88 земних діб
Швидкість обертання по орбіті:
47,9 км / c
Прискорення вільного падіння:
3,7 м / c 2

Венера

Macca:
4,87 * 10 24 кг. (0,815 маси Землі)
Діаметр:
12100 км. (0,949 діаметра Землі)
Щільність:
5,25 г / см 3
Температура поверхні:
максимум +480 o C
Довжина діб:
243 земних діб
Відстань від Cолнца (середнє):
0,723 а.о., тобто 108 млн.км.
Період обертання по орбіті (рік):
224,7 земних діб
Швидкість обертання по орбіті:
35 км / c
Прискорення вільного падіння:
8,9 м / c 2

Земля

Macca:
5,976 * 10 24 кг.
Діаметр:
12756 км.
Щільність:
5,518 г / см 3
Температура поверхні:
максимум +58 o C, мінімальна -90 o C
Довжина діб:
23часа 56мінут 4,1 секунди
Відстань від Cолнца (середнє):
1а.е., тобто 150 млн.км.
Період обертання по орбіті (рік):
365,24219 доби
Площа поверхні:
510,2 млн. км 2
Обсяг:
1,083 * 10 12 км 3
Швидкість обертання по орбіті:
29,8 км / c
Прискорення вільного падіння:
9,8 м / c 2

Супутник Землі - Місяць
Macca:
7,35 * 10 22 кг. (0,0123 маси Землі)
Діаметр:
3476 км. (0,273 діаметра Землі)
Щільність:
3,343 г / см 3
Температура поверхні:
мінімальна -150 o C
Відстань від супутника до планети:
384400 км.
Швидкість руху навколо планети:
1,03 км / с
Прискорення вільного падіння:
1,62 м / c 2

Марс

Macca:
6,4 * 10 23 кг. (0,107 маси Землі)
Діаметр:
6670 км. (0,53 діаметри Землі)
Щільність:
3,95 г / см 3
Температура поверхні:
-23 O C на більшій частині поверхні, -150 o C на полюсах, 0 o C на екваторі
Довжина діб:
24,6229 години
Відстань від Cолнца (середнє):
1,5237 а.о., то є 228 млн.км.
Період обертання по орбіті (рік):
687 земних діб
Швидкість обертання по орбіті:
24,1 км / c
Прискорення вільного падіння:
3,7 м / c 2

Фобос і Деймос - супутники Марса.

Назва супутника:
Фобос
Деймос
Діаметр:
23 км.
16 км.
Відстань від супутника до планети:
9400 км.
23460 км.
Період звернення:
7 годин 29 хвилин 27 секунд
1 добу 6 годин 17 хвилин

Юпітер

Macca:
1,9 * 10 27 кг. (318 разів більше маси Землі)
Діаметр:
143760 км. (11,2 рази більше діаметра Землі)
Щільність:
1,31 г / см 3
Температура верхніх хмар:
-160 O C
Довжина діб:
9,93 години
Відстань від Cолнца (середнє):
5,203 а.о., тобто 778 млн.км.
Період обертання по орбіті (рік):
11,86 років
Швидкість обертання по орбіті:
13,1 км / c
Прискорення вільного падіння:
25,8 м / c 2
Супутники Юпітера

Амальтея

Розмір:
135 * 85 * 75 км.
Відстань від супутника до планети:
181300 км.
Період звернення:
0,498 доби

Ганімед

Діаметр:
5262 км.
Відстань від супутника до планети:
1070000 км.

Гимале

Діаметр:
180 км.
Відстань від супутника до планети:
11500000 км.
Період звернення:
250,6 діб

Європа

Діаметр:
3140 км.
Відстань від супутника до планети:
671000 км.
Період звернення:
3 доби 13 годин 18 хвилин

Іо

Діаметр:
3630 км.
Відстань від супутника до планети:
422000 км.
Період звернення:
1 доба 18 годин

Каллісто

Діаметр:
4800 км.
Відстань від супутника до планети:
1880000 км.
Період звернення:
16 годин 32 хвилини

Лісітея

Діаметр:
20 км.
Відстань від супутника до планети:
11700000 км.
Період звернення:
260 діб

Леда

Діаметр:
10 км.
Відстань від супутника до планети:
11000000 км.

Пасіфе

Діаметр:
40 км.
Відстань від супутника до планети:
23,3 млн.км.
Період звернення:
735 діб

Синопі

Діаметр:
30 км.
Відстань від супутника до планети:
23,7 млн.км.
Період звернення:
758 діб

 

Елара

Діаметр:
80 км.
Відстань від супутника до планети:
11,74 млн.км.
Період звернення:
260,1 діб

Сатурн

Macca:
5,68 * 10 26 кг. (95 разів більше маси Землі)
Діаметр:
120420 км. (9,46 рази більше діаметра Землі)
Щільність:
0,71 г / см 3
Температура верхніх хмар:
-150 O C
Довжина діб:
10,54 години
Відстань від Cолнца (середнє):
9,54 а.о., тобто 1427 млн.км.
Період обертання по орбіті (рік):
29,46 року
Швидкість обертання по орбіті:
9,6 км / c
Прискорення вільного падіння:
11,3 м / c 2
Супутники Сатурна:

Гіперіон

Діаметр:
350 км.
Відстань від супутника до планети:
1,48 млн.км.
Період обігу:
21 діб 6 години 39 хвилин

Мімас

Діаметр:
390 км
Відстань від супутника до планети:
186 тис. км
Період обігу:
22-й годині 36,5 хвилин

Тефея

Діаметр:
1000 км
Відстань від супутника до планети:
294,67 тис. км
Період обігу:
1 доба 2 години 19 хвилин

Титан

Діаметр:
5150 км
Відстань від супутника до планети:
1221860 км
Період обігу:
15 діб 23 години 15 хвилин
Температура:
-180 O C

Енцелад

Діаметр:
500 км
Відстань від супутника до планети:
238 тис. км
Період обігу:
1 доба 8 годин 53 хвилини

Уран

Macca:
8,7 * 10 25 кг (14,5 разів більше маси Землі)
Діаметр:
51300 км (4 рази більше діаметра Землі)
Щільність:
1,27 г / см 3
Температура:
-220 O C
Довжина діб:
17,23 години
Відстань від Cолнца (середнє):
19,2 а.о., тобто 2,86 млрд.км
Період обертання по орбіті (рік):
1984
Швидкість обертання по орбіті:
6,8 км / c
Прискорення вільного падіння:
9 м / c 2
Супутники Урана

Міранда

Діаметр:
близько 240 км
Відстань від супутника до планети:
129,2 тис.км.
Період обігу:
1,46 земних діб

Аріель

Діаметр:
1130 км
Відстань від супутника до планети:
191 тис.км.
Період обігу:
2 доби 12 години 29 хвилин

Оберон

Діаметр:
1600 км
Відстань від супутника до планети:
580,8 тис.км.
Період обігу:
13 діб 12 годин

Титанія

Діаметр:
1600 км
Відстань від супутника до планети:
434,3 тис.км.
Період обігу:
8 діб 17 годин

Умбріель

Діаметр:
1100 км
Відстань від супутника до планети:
264,7 тис.км.
Період обігу:
4 діб 22 хвилини

Нептун

Macca:
1 * 10 26 кг. (17,2 разів більше маси Землі)
Діаметр:
49500 км (3,9 рази більше діаметра Землі)
Щільність:
1,77 г / см 3
Температура:
-213 O C
Довжина діб:
17,87 години
Відстань від Cолнца (середнє):
30 а.о., тобто 4,5 млрд.км.
Період обертання по орбіті (рік):
165 років
Швидкість обертання по орбіті:
5,4 км / c
Прискорення вільного падіння:
11,6 м / c 2
Супутник Урана

Тритон

Маса:
2,14 * 10 22 кг
Діаметр:
близько 3200 км
Відстань від супутника до планети:
394700 км
Період обігу:
5 діб 21 години 3 хвилин

Плутон

Macca:
1,3 * 10 22 кг (0,0022 маси Землі)
Діаметр:
2324 км
Щільність:
2 г / см 3
Температура:
-230 O C
Довжина діб:
6,4 земної доби
Відстань від Cолнца (середнє):
між 29,65 (мінімальний) і 49,28 (максимальне) (39,4 а.о.), на сильно витягнутою еліптичною орбіті.
Період обертання по орбіті (рік):
247,7 років
Швидкість обертання по орбіті:
4,7 км / c
Супутник Плутона

Харон

Macca:
1,8 * 10 21 кг. (0,0003 маси Землі)
Діаметр:
1212 км.
Щільність:
2 г / см 3
Температура:
-230 O C
Період обігу:
6,4 доби
Відстань до планети:
20000км

Список літератури
1. Вайнберг С. Перші три хвилини. Сучасний погляд на походження Всесвіту: М.,: 1981
2. Дорфман Я.Г. Всесвітня історія фізики з початку 19 століття до середини 20 століття: М.,: 1979
3. Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства: М.,: 1999
4. Ніколіс Г., Пригожин І. Пізнання складного: М.,: 1990
5. Марьясіс В.В Бережіть себе від хвороб: М.,: 1992,112 с.
6. Є. О. Кріксунов Екологія: М.,: 1995 ..- 240с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Контрольна робота
172.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Концепції сучасного природознавства 6
Концепції сучасного природознавства 3
Концепції сучасного природознавства 2
Концепції сучасного природознавства 2
Концепції сучасного природознавства 4
Концепції сучасного природознавства 10
Концепції сучасного природознавства 2 червня
Концепції сучасного природознавства 2 вересня
Курс Концепції сучасного природознавства
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru