Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Дидактическая единица № 4. Порядок и беспорядок в природе

Темы:

1. Динамические и статистические закономерности в природе.

2. Концепции квантовой физики.

3. Принцип возрастания энтропии.

4. Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма (коэволюции).

Задание 1. Динамические законы – основа физики на протяжении почти 300 лет. Их суть состоит в том, что динамические законы выражаются математическими уравнениями, поэтому эти законы считаются точными. Однако против точности этих законов говорит и опыт, и логика. Познакомьтесь с пояснительными текстами для выполнения задания.

Идея жёсткого детерминизма существовала в культуре во все времена. Она основывается на естественном желании людей знать, что будущее предсказуемо и его можно «организовать» сейчас. В древности для предопределения использовались магические ритуалы, в эпоху мировых религий – обращения к богу. В настоящее время человек стремится предсказать будущее или детерминировать его другими способами. Детерминизм основан на причинно-следственной связи. Создавая причины, люди надеются на определённое (детерминированное) будущее. Своё математическое и физическое выражение детерминизм нашёл в динамике И. Ньютона (см. текст справа). Его физическая суть состоит в том, что будущее системы можно рассчитать, если известны её параметры и координаты сейчас

Основные представления ньютоновской теории заключаются в следующем. Пространство и время рассматриваются как абсолютные и первичные. Абсолютное пространство однородно и изотропно. Это означает, что все его точки, как и все направления в нем, равноправны. Параллельные линии не сходятся и не расходятся, а это означает, что рассматривается евклидово пространство, свойства которого полностью описываются евклидовой геометрией. На поведение тел влияет лишь их относительное расположение, а, следовательно, их абсолютное расположение в пространстве не играет никакой роли. Любым подходящим твердым телом определяется «система отсчета», а положение и движение других тел описываются относительно системы координат, связанной с этим выбранным телом. Если система отсчета покоится или находится в состоянии равномерного прямолинейного движения по отношению к абсолютному пространству, то она называется инерциальной, галилеевской или ньютоновской. В любой инерциальной системе отсчета законы механики имеют одну и ту же форму, в чем и выражается принцип относительности Галилея

1. Найдите определение категории детерминизма в любых учебниках и справочниках

Детерминизм - это учение о всеобщей обусловленности объективных явлений.

2. Противоположностью детерминизма является индетерминизм. Приведите его определение и краткую характеристику

ИНДЕТЕРМИНИЗМ – учение, отрицающее всеобщую причинную обусловленность явлений

3. Найдите определение динамических теорий. Приведите его в своём ответе вместе с краткой характеристикой этих теорий.

Динамической теорией является физическая теория, представляющая совокупность динамических законов Абсолютизация динамических закономерностей и, следовательно, механического детерминизма, обычно связывается с П.Лапласом, которому принадлежит уже цитированное нами знаменитое высказывание о том, что если бы нашелся достаточно обширный ум, которому были бы известны для любого данного момента все силы, действующие на все тела Вселенной (от самых больших ее тел до мельчайших атомов), а также их местоположение, если бы он смог проанализировать эти данные в единой формуле движения, то не осталось бы ничего, что было бы недостоверным, и ему было бы открыто как прошлое, так и будущее Вселенной.

Задание 2. В конце 19-го века изучение газов и жидкостей привело учёных к мысли о невозможности чёткого предсказания будущего состояния системы. Так возникла идея статистических закономерностей (вместо точных законов) и вероятности (вместо жёсткого детерминизма). Ниже приведено задание, в котором требуется воспроизвести определения и краткие описания некоторых базовых положений статистических теорий.

Броуновское движение частиц

Рисунки слева показывают броуновское движение частиц в среде. Для наблюдателя в этом движении нет никакой жёсткой закономерности, а только непредсказуемость траектории частицы в пространстве. Броуновское движение молекул жидкости или газа, частиц пыли в воздухе, движения насекомого, манёвров хищника в поисках жертвы стало иллюстрацией многих положений статистических теорий неклассической физики

1. Приведите определение категории хаоса и кратко опишите его с физической точки зрения

неорганизованная реальность; беспорядочное, бесформенное состояние мира или каких-либо процессов; неупорядоченная бессистемность как первоначальное состояние будущей системности и определенности.

2. Приведите определения вероятности и случайности. Объясните их различия и сходства.

Вероятность — степень (относительная мера, количественная оценка) возможности наступления некоторого события. Когда основания для того, чтобы какое-нибудь возможное событие произошло в действительности. Случайность — реализованный вариант неизвестности. Случайность, есть событие, обусловленное объективными причинами и следствиями...

3. Дайте определение понятиям флуктуации и бифуркации. В пояснении приведите свои подтверждения тому, что эти явления реальны и имеют решающее значение для современной теории.

Флуктуация — любое случайное отклонение какой-либо величины Точка бифуркации обладает одним замечательным свойством: она абсолютно неустойчива, то есть процессы ОБЯЗАТЕЛЬНО пойдут какими-то путями, а вот КАКИМИ - предсказать нельзя, поскольку даже в классическом приближении в этой точке БЕСКОНЕЧНО МАЛОЕ влиянии изменяет развитие системы ОЧЕНЬ СУЩЕСТВЕННО.

Задание 3. Законы классической механики носят универсальный характер. В 20-м веке появились другие законы: их предсказания не являются однозначными. Их называют вероятностными закономерностями. Поведение элементарных частиц показало, что неопределённость коренится в самом фундаменте материи, то есть непредсказуемость – это природа любого объекта в природе.

Примеры статистических процессов, иллюстрирующие неопределённость будущего состояния системы. Неопределённость требует статистического (вероятностного) подход к описанию поведения некоторых объектов природы

Решающий вклад в развитие молекулярно-кинетической теории был внесен во второй половине 19 в. трудами ученых Дж.К.Максвелла и Л.Больцмана, которые заложили основы статистического (вероятностного) описания свойств веществ (главным образом, газов), состоящих из огромного числа хаотически движущихся молекул. Статистический подход был обобщен (по отношению к любым состояниям вещества) в начале 20 в. в трудах американского ученого Дж.Гиббса, который считается одним из основоположников статистической механики или статистической физики. Наконец, в первые десятилетия 20 в. физики поняли, что поведение атомов и молекул подчиняется законам не классической, а квантовой механики. Это дало мощный импульс развитию статистической физики и позволило описать целый ряд физических явлений, которые ранее не поддавались объяснению в рамках обычных представлений классической механики.

Корпускулярно-волновой дуализм (см. задание 4 в дидактической единице № 2) сейчас считается всеобщим свойством материи, но наиболее чётко проявляется на уровне микромира. Подтверждением тому стал принцип Вернера Гейзенберга. Приведите формулировку этого принципа.

В соответствии с принципом неопределенности невозможно одновременно измерить с высокой точность две или больше связанных характеристик квантовой системы, к примеру, скорость и местоположение квантовой частицы. Измерение одной характеристики окажет негативное влияние на значение второй характеристики, что приведет к уменьшению точности измерений.

Новый подход к описанию реальных объектов следует из другого статистического принципа. Его суть в том, что поведение и характеристики строения объекта невозможны без учёта внешних обстоятельств его существования. Учтите это и приведите формулировку принципа дополнительности Нильса Бора

ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП, сформулированный Н. Бором принцип, согласно которому при экспериментальном исследовании микрообъекта могут быть получены точные данные либо о его энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и времени. Эти 2 взаимоисключающие картины: энергетически-импульсная и пространственно-временная, получаемые при взаимодействии микрообъекта с соответствующими измерительными приборами, «дополняют» друг друга. Дополнительный принцип сыграл важную роль при формировании квантовой механики.

Современное естествознания окончательно отказалось от лаплсовского (механистического) детерминизма и декларирует свою приверженность вероятностному детерминизму. Приведите определение и краткую характеристику вероятностному детерминизму.

вероятностный детерминизм основан, вдобавок, на общей теории вероятностей, и предполагает, что из каждого действия может следовать несколько (то есть, более чем один) выходов, но все эти вероятности также предопределены.

Задание 4. В конце 19-го века появилась новая наука – термодинамика. Ниже приведены два основных закона (принципа) термодинамики и их краткая характеристика. Используйте эти сведения для выполнения задания.

Первое начало термодинамики — один из двух основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем. Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами. Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая невозможность перехода всей внутренней энергии системы в полезную работу. Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

1. Приведите определение термодинамики и дайте краткую характеристику её основных положений.

ТЕРМОДИНАМИКА-раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. Термодинамика строится на основе фундаментальных принципов — начал термодинамики, которые являются обобщением многочисленных наблюдений и результатов экспериментов

2. Возникновение термодинамики связано с открытием и описанием необратимых процессов (в частности, при распространении тепла). Дайте определение необратимым процессам, приведите их признаки и другие краткие характеристики.

Необратимый процесс в прямом направлении проходит через одни состояния, в обратном – через другие, и в обратном направлении не восстанавливает первоначальное состояние ТДС и ОС. Чем медленнее развиваются процессы, тем меньше влияние необратимости. Процесс может быть обратимым при условии, если его время осуществления стремится к бесконечности. Наряду с понятиями равновесности и неравновесности в термодинамике используют понятия обратимости и необратимости.

3. Термодинамика оперирует понятием энтропии. Что оно означает? Какое значение имеет для открытых и изолированных систем?

3.1. Энтропия: это безвозвратно потеряная энергия которую уже невозможно преобразовать и использовать

3.2. Открытые системы и энтропия Открытые системы – системы, которые обмениваются с внешней средой и энергией, и массой.

3.3. Изолированные системы и энтропия: Изолированные системы – системы, которые не обмениваются с окружающей средой ни энергией, ни массой

Задание 5. Живые организмы сохраняют свой гомеостаз, «вымывая» энтропию и сохраняя упорядоченность своих структур. Этот факт объясняет многое в тех биологических теориях, которые были созданы до начала 20-го века. Ниже приведен пояснительный текст, а также задание, которое поможет выявить некоторые особенности взаимоотношений живого и беспорядка (энтропии).

Организмы способны противостоять стремлению к хаосу, противополагая ему умение использовать энергию и другие компоненты внешней среды для поддержания своих структур и функций, то есть, в конечном счете для, сохранения себя во времени. Негэнтропия противоположна энтропии и имеет отношение к живым системам — к тому, что более упорядочено и более определённо в сравнении с системами косной материи. Жизнь, как полагают, является негэнтропичной, потому что потребляет то, что имеет меньшую упорядоченность (мёртвая пища) и превращает это в то, что имеет большую упорядоченность (клетки в теле, тканях и органах). При этом возрастает температура. Внешняя сторона живой системы, или кожа организма, всегда имеет максимальную энтропию в теле, потому что она удаляет тепло. Негэнтропия, основанная на идеях, противоположных идеям энтропии, имеет отношение не к системам косной материи, а к живым системам. Клифф Джослин (Cliff Joslyn) предложил ряд способов измерения негэнтропии, отличных от измерения тепла, исходящего от тела. Живые существа, ищущие с целью выживания эти способы, создают модели, которые более упорядочены, чем то, что измеряется, эти модели объединяются, обдумываются, возникающая в итоге наука негэнтропична как любая часть жизни. Организмы, однако, представляют собой сложные системы, далекие от максимума энтропии. Они энтропийно напряжены. Механизмы гомеостаза не являются совершенными, поэтому ни один индивидуальный организм не может избежать термодинамического равновесия, то есть смерти. Организмы слишком сложны, слишком маловероятны, чтобы долго выдерживать давление энтропии. Простые атомы и молекулы существуют почти столько же, сколько существует Вселенная, а жизнь индивидуального организма конечна.

Стремление энтропии превратить всё в исходное хаотическое состояние особенно беспокоят человека, создающего всё более сложную среду обитания, насыщенную небывалым числом различных составляющих. «Вымыть» энтропию становится трудно. Для этого приходится использовать всё более мощный поток энергии, который и очищает антропогенные системы от лишней неорганизованности и сохраняет структурную чёткость среды обитания человека. В связи с этим роль энергии и энергетических потоков становится ценностью цивилизации

1. Эволюция – это постоянное усложнение организации живого вопреки требованию Второго принципа (закона) термодинамики. Как «вымывается» энтропия в процессе эволюции, каковы механизмы сопротивления живого стремлению хаоса уничтожить сложные структуры? (В ответе используйте приведённый выше пояснительный текст)

Эволюция — это способ живого противостоять энтропии, нарастающему хаосу и беспорядку. Она творит разные новшества, но естественный отбор сохраняет только те из них, что придают организмам устойчивость к дальнейшим изменениям, те, что позволяют им воспроизводить свои копии в длинном ряду поколений, практически не меняясь.

Разрушение сред своего существования считается «термодинамикой жизни». Приведите примеры разрушения живым среды своего существования.

В течение времени жизни живой системы ее элементы постоянно подвергаются распаду. Энтропия этих процессов положительна (возникает неупорядоченность)

Живое считается воплощением неравновесности системы. Воспользуйтесь рекомендованной литературой и дайте характеристику понятию неравновесности применительно к живым организмам.

Состояние живых систем в любой момент времени (динамическое состояние) характерно тем, что элементы системы постоянно разрушаются и строятся заново. Этот процесс носит название биологического обновления. Для обновления элементов в живых системах требуется постоянный приток извне веществ и энергии, а также вывод во внешнюю среду тепла и продуктов распада. Это означает, что живые системы обязательно должны быть открытыми системами. Благодаря этому в них создается и поддерживается химическое и физическое неравновесие. Именно на этом неравновесии основана работоспособность живой системы, направленная на поддержание высокой упорядоченности своей структуры, а, значит, на сохранение жизни и осуществление различных жизненных функций. Кроме того, живая система, благодаря свойству открытости, достигает стационарности, т.е. постоянства своего неравновесного состояния.

Задание 6. В мире физики и химии нарастание энтропии означает нарастание беспорядка системы. Воспользуйтесь пояснительным текстом и другими источниками информации для выполнения задания.

Нарастание энтропии в неживых системах происходит по более простым схемам, чем в живых. Так, при химических и физических превращениях минимальное количество энтропии наблюдается в твёрдых телах, особенно – в кристаллах (см. рис. справа). Изменение фазового состояния вещества (от кристаллического до жидкого) приводит к возрастанию беспорядка и нарастанию энтропии. Максимальной становится энтропия вещества, находящегося в состоянии газа. Сходные зависимости существуют и между энтропией и температурой. Нарастание температуры всегда сопровождается разрушением структур и нарастанием энтропии

Пример природного кристаллического вещества, образующего тело (снежинку)

Как меняется энтропия при таянии льда и дальнейшем процессе испарения воды?

Изменение фазового состояния вещества (от кристаллического до жидкого) приводит к возрастанию беспорядка и нарастанию энтропии. Максимальной становится энтропия вещества, находящегося в состоянии газа.

Ниже приведены несколько процессов, которые носят характер фазовых преобразований веществ или химических процессов. Выделите те, где в результате происходит нарастание энтропии (в скобках приведены обозначения для фазового состояния: «т» - твёрдое, «ж» - жидкое и «г» - газообразное состояние)

а) О₂ _(г)+ 2Н_2(г) = 2Н₂О_(ж)

б) I_{2(т) →}I_{2 (г)}

в) 2СаО_(т) + Н₂О_(ж) = 2СаОН_(т)

г) Н₂SO₄₍_ж₎ + Fe(OH)₂₍_ж₎ = FeSO₄₍_т₎+ 2H₂O₍_ж₎

Задание 7. Синергетика – наука второй половины 20-го века – ставит своей основной целью изучение механизмов самоорганизации систем из исходного хаоса. В задании приведите некоторые основополагающие определения синергетических процессов. Воспользуйтесь для этого пояснительным текстом и другими источниками информации.

''Синергетика» — (от греч. synergetikos — совместный, согласованный, действующий), научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологических, физико–химических и других) благодаря интенсивному (потоковому) обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. Проще говоря, синергетика – это наука о самоорганизации систем. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень ее упорядоченности, т. е. уменьшается энтропия. Основа синергетики — термодинамика неравновесных процессов, теория случайных процессов, теория нелинейных колебаний и волн''. Через многие разночтения просматривается фундаментальная проблема — проблема связи и соотношения понятий синергетики, самоорганизации, системы, развития и эволюции. То, что синергетика понимается многими исследователями, включая и ее основоположника Г.Хакена, как учение о самоорганизации, является непреложным фактом. В отношении самоорганизации Г. Хакен пишет: ''Полезно иметь какое–нибудь подходящее определение самоорганизации. Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую–то пространственную, временную и функциональную структуру. Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизации система испытывает неспецифическое воздействие. Например, жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя шестиугольные ячейки''. Сказанное можно дополнить, например, следующим определением: ''Самоорганизация, целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы''.

Рис.1. Пример технической системы, поддерживающей свою целостность за счёт энергетического потока извне

Рис.2 Пример биологической самоорганизации (формирование эмбриона) Самоорганизация происходит как в неживой (рис. 1), так и в живой (рис. 2)природе

1. Приведите 1-2 определения синэнергетики, воспользовавшись словарями и энциклопедиями:

1. это междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из п одсистем), наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природ. 2. междисциплинарное направление научных исследований, возникшее в начале 70-х гг. иставящее в качестве своей основной задачи познания общих закономерностей и принципов, лежащих воснове процессов самоорганизации в системах самой разной природы: физических, химических, биологических, технических, экономических, социальных

2. Дайте определение самоорганизации:

Под самоорганизацией в синергетике понимаютсяпроцессы возникновения макроскопически упорядоченных пространственно-временных структур в сложныхнелинейных системах, находящихся в далеких от равновесия состояниях, вблизи особых критических точек

3. В приведённых выше определениях есть несколько понятий, требующих пояснения. Приведите эти пояснения.

1. Неравновесность:Неравновесность можно определить как состояние открытой системы, при котором происходит изменение ее макроскопических параметров, то есть ее состава, структуры и поведения

2. Диссипация и диссипативные структуры: Диссипативность - фактор «естественного отбора», разрушающий все, что не отвечает тенденциям развития, «молоток скульптора», которым тот отсекает все лишнее от глыбы камня, создавая скульптуру». В диссипативной структуре между частицами устанавливаются дальнодействующие корреляции, меняется тип поведения - частицы начинают вести себя согласованно, когерентно, «как по команде» происходит синхронизация пространственно разделенных процессов

3. Точка бифуркации: смена установившегося режима работы системы

Задание 8. Одним из простейших случаев такой спонтанной самоорганизации является так называемая неустойчивость Бенара. Если мы будем постепенно нагревать снизу не слишком толстый слой вязкой жидкости, то до определенного момента отвод тепла от нижнего слоя жидкости к верхнему обеспечивается одной лишь теплопроводностью, без конвекции. Однако когда разница температур нижнего и верхнего слоев достигает некоторого порогового значения, система выходит из равновесия и происходит поразительная вещь. В нашей жидкости возникает конвекция, при которой ансамбли из миллионов молекул внезапно, как по команде, приходят в согласованное движение, образуя конвективные ячейки в форме правильных шестиугольников. Это означает, что большинство молекул начинают двигаться с почти одинаковыми скоростями, что противоречит и положениям молекулярно-кинетической теории, и принципу порядка Больцмана из классической термодинамики. Если в классической термодинамике тепловой поток считается источником потерь (диссипации), то в ячейках Бенара он становится источником порядка.

На рисунке приведены примеры ячеек (вихрей) Бенара

Бельгийский учёный И.Р.Пригожин (Ilya Prigogine. 1917 – 2003) характеризует возникшую ситуацию как гигантскую флуктуацию, стабилизируемую путем обмена энергией с внешним миром. Еще более удивительны явления самоорганизации, происходящие в неравновесных химических системах (например, в так называемых химических часах). Если в ячейках Бенара речь шла о согласованных механических движениях молекул, то здесь мы имеем дело со столь же согласованными, "как по команде", их химическими превращениями. Предположим, что у нас имеется сосуд с молекулами двух сортов - "синими" и "красными". Движение молекул хаотично, поэтому в любой из частей сосуда концентрация "синих" и "красных" молекул будет несколько отклоняться от средней то в одну, то в другую сторону, а общий цвет реакционной смеси должен быть фиолетовым с бесконечными переходами в сторону синего и красного. А вот в химических часах мы увидим нечто совершенно иное: цвет всей реакционной смеси будет чисто-синий, затем он резко изменится на чисто-красный, потом опять на синий, и т.д. Как отмечает Пригожин, "столь высокая упорядоченность, основанная на согласованном поведении миллиардов молекул, кажется неправдоподобной, и если бы химические часы нельзя было наблюдать "во плоти", вряд ли кто- нибудь поверил бы, что такой процесс возможен". (По поводу последнего следует заметить, что первооткрывателю этого типа реакций Белоусову П.Б. пришлось на протяжении многих лет доказывать, что демонстрируемые им - причем именно "во плоти"! - химические часы не являются просто фокусом.). Однако для того, чтобы в некой системе начались процессы самоорганизации, она должна быть, как минимум, выведена из стабильного, равновесного состояния. В ячейках Бенара неустойчивость имеет простое механическое происхождение. Нижний слой жидкости в результате нагрева становится все менее плотным, и центр тяжести смещается все дальше наверх; по достижении же критической точки система "опрокидывается" и возникает конвекция. В химических системах ситуация сложнее. Здесь стационарное состояние системы представляет собой ту стадию ее развития, когда прямая и обратная химические реакции взаимно уравновешиваются, и изменения концентрации реагентов прекращаются.

1. Приведите признаки неравновесности системы.

системы в которых присутствуют неоднородность в пространстве того или иного макропараметра (например, наличие в системе перепадов температур, давления, концентрации химических веществ и др.) Признаками неравновесности системы является перетекание в ней потоков веществ, энергии и др.

2. Каково значение термодинамических процессов для явлений самоорганизации (приведите несколько примеров)

1.ячейки Бенара: возникновение упорядоченности в виде конвективных ячеек в форме цилиндрических валов или правильных шестигранных структур в слое вязкой жидкости с вертикальным градиентом температуры, т.е. равномерно подогреваемых снизу. 2.реакция Белоусова-Жаботинского – класс химических реакций, протекающих в колебательном режиме, при котором некоторые параметры реакции (цвет, концентрация компонентов, температура и др.) изменяются периодически, образуя сложную пространственно-временную структуру реакционной среды. 3.лазер(переход лазера в режим генерации): при накачке энергии лазер работает как обычная лампа, причем микроскопические ячейки, подобно антеннам, излучают свет независимо друг от друга. При определенном значении энергии антен

3. На рис. в задании 7 приведена фотография эмбриона. Какие структуры обеспечивают процесс согласованной самоорганизации тела ребёнка (приведите пару примеров таких структур)

Живой организм, биологический вид, популяция, экосистема и биосферапредставляют собой открытые системы, далекие от равновесия, которые характеризуются определенной упорядоченностью. К процессам самоорганизации относятся: - кооперативное поведение насекомых - эффекты самодостраивания (регенерация живых тканей) - интуиция в процессе мышления - вся жизнь на Земле, а также ее возникновение.

Задание 9. Принципы глобального (универсального) эволюционизма (список принципов см. ниже) позволяют единообразно описать огромное разнообразие процессов, протекающих в неживой природе, живом веществе, обществе. Эта концепция базируется на определенной совокупности знаний, полученных в рамках конкретных научных дисциплин, и вместе с тем включает в свой состав ряд мировоззренческих установок. Универсальный (глобальный) эволюционизм часто характеризуется как принцип, обеспечивающий экстраполяцию эволюционных идей, получивших обоснование в биологии, а также в астрономии и геологии, на все сферы действительности и рассмотрение неживой, живой и социальной материи как единого универсального эволюционного процесса. Это действительно очень важный аспект в понимании глобального эволюционизма. Но он не исчерпывает содержания данного принципа. Возникновение в 40-50-х годах нашего столетия общей теории систем и становление системного подхода внесло принципиально новое содержание в концепции эволюционизма. Системное рассмотрение объекта предполагает, прежде всего, выявление целостности исследуемой системы, ее взаимосвязей с окружающей средой, анализ в рамках целостной системы свойств составляющих ее элементов и их взаимосвязей между собой.

1. Рассмотрение объекта деятельности (теоретической и практической) как системы, т.е. как ограниченного множества взаимодействующих элементов. 2. Определение состава, структуры и организации элементов и частей системы, обнаружения главных связей между ними. 3. Выявление внешних связей системы, выделения из них главных. 4. Определение функции системы и ее роли среди других систем. 5. Анализ диалектики структуры и функции системы. 6. Обнаружение на этой основе закономерностей и тенденций развития системы.

Понятие мира как целостной системы пока не представлено в науке в виде единой теории. Поэтому глобальный эволюционизм – гипотетический вариант картины мира будущего

1. В классической науке (XIX в.) господствовало убеждение, что материи изначально присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, стремление к исходному равновесию, что энергетическом смысле и означало неупорядоченность, т.е. хаос. Такой взгляд на вещи сформировался под воздействием равновесной термодинамики. Найдите в учебной литературе подтверждение этому и кратко изложите найденные сведения.

Эта наука занимается изучением процессов взаимопревращения различных видов энергии. Ею установлено, что взаимное превращение тепла и работы неравнозначно. Работа может полностью превратиться в тепло трением или другими способами, а вот тепло полностью превратить в работу принципиально невозможно. Это означает, что во взаимопереходах одних видов энергии в другие существует выделенная самой природой направленность. Знаменитое второе начало (закон) термодинамики в формулировке немецкого физика Р. Клаузиуса звучит так: "Теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему". Закон сохранения и превращения энергии (первое начало термодинамики), в принципе, не запрещает такого перехода, лишь бы количество энергии сохранялось в прежнем объеме. Но в реальности это никогда не происходит. Данную односторонность, однонаправленность перераспределения энергии в замкнутых системах и подчеркивает второе начало термодинамики

2. Ниже приведены универсальные свойства сложных систем. Дайте им определение или краткую характеристику.

1. Нелинейность: термин, введенный синергетикой и означающий множество путей эволюции системы и возможность выбора из данных альтернатив

2. Непредсказуемость: невозможность, предсказать, просчитать и.т.д. действие, реакцию и.т.д.

3. Негэнтропийность: философский и физический термин, образованный добавлением отрицательной приставки нег- (от лат. negativus — отрицательный) к понятию энтропия, и обозначающий его противоположность.

4. Невечность: ограниченность во времени

3. Найдите в любых источниках формулировки законов (принципов) существования и эволюции сложных систем. Приведите их краткие определения или краткое содержание.

1. Закон необходимого разнообразия: разнообразие сложной системы требует управления, которое само обладает достаточным разнообразием

2. Закон минимума диссипации: если допустимо не единственное состояние системы, а целая совокупность состояний, согласных с законами сохранения и принципами, а также связями, наложенными на систему, то реализуется то состояние, которому соответствует минимальное рассеивание энергии

3. Закон Онсагера: Если число всевозможных форм реализации процесса, согласных с законами физики, не единственно, то реализуется та форма, при которой энтропия системы растет наиболее медленно. Иначе говоря, реализуется та форма, при которой максимизируется убывание энтропии или рост информации, содержащейся в системе.

4. Закон историчности (Эффект «чеширского кота»): квантовая система при определённых условиях может повести себя так, как если бы частицы и их свойства были разделены в пространстве. Другими словами, объект может быть отделён от своих собственных свойств

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: