 |
Тема 4.06. Закономерности самоорганизации
|
|
|
|
Синергетика - теория самоорганизации
Синергетика - междисциплинарное направление исследований
Самоорганизация (в природных и социальных системах)
Примеры самоорганизации в простейших системах: лазерное излучение, ячейки Бенара, реакция Белоусова-Жаботинского, спиральные волны
Неравновесная система
Потоки (вещества, энергии, заряда и т.д.) в неравновесных системах
Необходимые условия самоорганизации: неравновесность и нелинейность
Управляющий параметр
Пороговый характер (внезапность) самоорганизации
Точка бифуркации как момент кризиса, потери устойчивости
Рост флуктуаций вблизи точки бифуркации (теоретическое положение и примеры)
Стабилизация флуктуаций за точкой бифуркации (порядок из хаоса)
Синхронизация частей системы в результате самоорганизации
Невозможность точного прогноза будущего за точкой бифуркации
Понижение энтропии системы при самоорганизации
Повышение энтропии окружающей среды при самоорганизации
Диссипация (рассеяние) энергии в неравновесной системе
Диссипативная структура
Конкуренция диссипативных структур
Универсальный эволюционизм как научная программа современности, его цели
Принципы универсального эволюционизма:
- всё существует в развитии;
- объективность и познаваемость процессов самоорганизации;
- законы природы как принципы отбора допустимых состояний из всех мыслимых;
- фундаментальная и неустранимая роль случайности и неопределенности;
- развитие как чередование медленных количественных и быстрых качественных изменений (бифуркаций);
- непредсказуемость пути выхода из точки бифуркации (прошлое влияет на будущее, но не определяет его);
|
|
|
- устойчивость и надежность природных систем как результат их постоянного обновления;
- коэволюция развивающейся системы и окружающей среды
Эволюционное естествознание
Тема 5.01.Космология
Космология – наука о строении и эволюции Вселенной
Однородность и изотропность Вселенной в больших масштабах
Химический состав Вселенной – данные спектрального анализа
Модели бесконечной в пространстве стационарной Вселенной
Эффекты общей теории относительности:
- искривление пространства вблизи тяжелых масс
- существование «черных дыр»
- понятие кривизны пространства
- гравитационные волны
Гравитационный радиус (радиус сферы Шварцшильда)
Динамическая модель Вселенной Фридмана
Обнаружение красного смещения линий в спектрах далеких галактик, что с помощью эффекта Доплера означает «разбегание галактик»
Расширение Вселенной и закон Хаббла
Космологическая модель нестационарной Вселенной Эйнштейна-Фридмана
Различные сценарии развития Вселенной: открытая, пульсирующая и закрытая модели эволюции
Проблема измерения средней плотности Вселенной
Теория Большого Взрыва (Г. Гамов)
Предсказание температуры фонового микроволнового излучения и обнаружение реликтового фона излучения
Проблема космологической постоянной и оценка возраста Вселенной
Измерение параметра Хаббла и обнаружение удельного ускорения нашего мира
Наблюдательный тест теории – анизотропия реликтового излучения
Различные эпохи нашей Вселенной: рождение пространства-времени, стадия инфляции,
рождение вещества, рождение избытка барионов, электрослабый фазовый переход,
кварки и глюоны – рождение протонов и нейтронов, первичный нуклеосинтез, доминирование темной материи, рекомбинация водорода, образование крупномасштабной структуры Вселенной
Основные наблюдательные тесты теории: распространенность легких элементов в космосе, проблема сингулярного состояния, открытие и исследование крупномасштабной структуры Вселенной, гравитационные линзы
|
|
|
Проблема темной материи
Устойчивость Вселенной и антропный принцип
Фундаментальные взаимодействия и мировые константы
Тема 5.02. Космогония. Геологическая эволюция
Космогония – раздел астрономии, изучающий происхождение и развитие космических тел и их систем.
Эргодическая гипотеза, позволяющая восстановить историю отдельного объекта по наблюдению многих объектов, находящихся на разных этапах эволюции
Распределение звезд по спектрам и светимостям (диаграмма Герцшпрунга – Рессела), отражающая модель эволюции звезды в зависимости от ее массы.
Спектры звезд, энергия звезд
Этапы образования звезды
Этапы эволюции звезд при разных массах
Солнце – звезда нашей планетной системы
Модель внутреннего строения Солнца
Комплекс солнечной активности
Циклы солнечной активности, признаки усиления солнечной активности и причины
Солнечное излучение, солнечный ветер, солнечно-земные связи
Магнитные поля Солнца и планет
Оценка возраста Солнца, Земли и планет
Гипотезы о происхождении Солнца и планет: гипотеза Канта – Лапласа, гипотеза О.Ю. Шмидта
Наша планета Земля, ее форма, химический состав
Магнитосфера Земли, структура магнитного поля, движения магнитных полюсов
Внутренние оболочки Земли и методы исследования ее глубин (сейсморазведка)
Электрическое поле Земли, электромагнитные вращения в ядре Земли и процессы на поверхности
Земная кора и ее эволюция (геологическая история);
Литосферные плиты, плавающие на верхней мантии – астеносфере,
Океаническая и континентальная земная кора, связь ее эволюции с эволюцией живого на ней
Процессы самоорганизации в горных породах
Процессы в ландшафтной сфере
Излучение Земли как нагретого тела
Энтропийный баланс Земли
Радиоактивность как фактор теплового баланса Земли
Возникновение океанов и атмосферы
Процессы в океане и атмосфере на грани хаоса и порядка
Атмосфера Земли, ее структура, химический состав
Прохождение солнечного света через атмосферу
Озоновый слой и причины его изменения
Климат Земли, определяемый процессами теплообмена, влагообмена и циркуляции атмосферы
|
|
|
Гидросфера Земли, вода и жизнь
Фрактальная геометрия природы
Возникновение биосферы как результат геологической эволюции Земли
Тема 5.03. Происхождение жизни
Первичная атмосфера Земли
Абиогенный синтез
Первичный бульон
Предбиологический отбор
Понятие о биологических мембранах
Коацерваты
Гетеротрофы
Автотрофы
Анаэробы
Аэробы
Прокариоты
Эукариоты
Голобиоз
Генобиоз
Исторические концепции происхождения жизни: креационизм, гипотеза панспермии, однократный абиогенез, постоянное самозарождение, стационарное состояние
|
|
|
