Для выяснения сущности этих понятий рассмотрим динамическую систему. Понятие динамической системы состоит из двух частей: понятия состояния (существенной информации о системе) и динамики (правила, описывающего эволюцию системы во времени]. Эволюцию можно наблюдать в пространстве состояний, или фазовом пространстве, - абстрактном пространстве, в котором координатами служат компоненты состояния. При этом координаты выбираются в зависимости от контекста. В случае механической системы это могут быть положение и скорость, в случае экологической модели - популяции различных биологических видов. Точка или множество точек (например, петля, цикл), к которому стремится прийти система, называется аттрактором (от лат. аШасЪо - притягиваю). Другими словами, аттрактор - это точка или некоторое множество точек, к которому стремится динамическая система с течением времени, как бы «забывая* начальные условия. Действительно, каковы бы не были начальные значения переменных системы, по мере развития динамического процесса, они будут стремиться к одним и тем же значениям или одним и тем же множествам значений -аттракторам. Таким образом, аттракторы • это геометрические структуры, характеризующие поведение в фазовом пространстве по прошествии длительного времени.
84.Химические часы. Самоорганизация в химических системах связана с поступлением извне новых веществ, которые обеспечивают продолжение реакции, и выведением в окружающую среду отработанных. Такие реакции были получены в 50-х годах 20-го века советскими учеными Б. Белоусовым и А. Жаботинским. Однако полученные ими результаты были настолько необычными, что ученые долго не могли опубликовать их. Лишь в 80-х годах они получили признание. Суть реакции Белоусова - Жаботинского состоит в окислении органической (малоновой) кислоты бромидом калия. При добавлении индикатора окислительно-восстановительных реакций (ферроина) можно наблюдать за ходом реакции по периодическому изменению цвета раствора. Внешне самоорганизация проявляется появлением в жидкой среде концентрических волн или в периодическом изменении цвета раствора с синего на красный и наоборот (рис.2). Этот колебательный процесс идет без всякого вмешательства извне в точение нескольких десятков минут и получил название «химических часов». Следует заметить, что колебания происходят около неустойчивого стационарного состояния вдали от состояний равновесия. (Около устойчивых стационарных состояний такие периодические колебания невозможны).
88.1 психические явления безусловно надо изучать профессионально, однако и наука, и такие религии как христианство, ислам предостерегают от самодеятельного увлечения экспериментированием в этой области, так как подобные опыты часто оказываются пагубными для психики. Мистицизм имеет объективные причины и поэтому увлечение им будет, периодически возникать и в дальнейшем, особенно в переломные исторические эпохи. К важнейшим истокам мистицизма относятся:· бессилие отдельного человека перед природными и общественными силами, проявляющееся в виде суеверного страха,· потребность человека в вере,· поиски смысла человеческой жизни. Само научное познание в 20-м веке оказалось источником мистицизма. Для объяснения непонятных явлений приходится иногда выдвигать поистине «сумасшедшие» идеи. В начале нашего курса говорилось о возрождении холистического (см. холизм, интегратизм), целостного взгляда на мир, в противоположность редукционизму.
Однако наряду с положительным значением этого процесса надо отметить и связанное с ним мифологическое отождествление всего со всем, отход от естественных, структурных взаимосвязей явлений. Отмечается и увлечение некоторых ученых внешней аналогией между современной физической картиной мира и мистическими образами Древнего Востока (Эйнштейн, в частности говорил о буддизме, что это единственная религия, которая совместима с научным мировоззрением). Некоторые даже склоняются к мысли, что они глубже и совершеннее отражают физическую реальность. Показательна в этом отношении книга философа и физика-теоретика Фритьофа Капры «Дао физики», в которой он для преодоления парадоксальной природы некоторых явлений в области ядерной физики и квантовой механики старается применить к ним интуитивно-созерцательный подход, характерный для духовных и философских учений Востока. Тем не менее, параллели между физикой и мистикой скорее отражают законы психической деятельности человека, а не объективные физические законы материального мира [7].
6.Механика Ньютона (классическая механика).
Формирование классической механики
и основанной на ней механической
картины мира происходило по 2-м
направлениям 1.о6ощения
полученных ранее результатов и,
прежде всего, законов свободного
падения тел, открытых Галилеем, а
также законов движения планет,
сформулированных Кеплером;
2.создания методов для
количественного анализа
механического движения в целом. В
первой половине 19 в. наряду с
теоретической механикой выделяется
и прикладная (техническая) механика,
добившаяся больших успехов в
решении прикладных задач. Все это
приводило к мысли о всесилии
механики и к стремлению создать
теорию теплоты и электричества так
же на основе механических
представлений. Наиболее четко эта
мысль была выражена в 1847 г.
физиком Германом Гельмгопьцем в
его докладе "О сохранении силы":
"Окончательная задача физических
наук заключается в том, чтобы
явления природы свести к
неизменным притягательным и
отталкивающим силам, величина
которых зависит от расстояния" В
любой физической теории
присутствует довольно много понятий, но среди них есть основные, в которых проявляется специфика этой теории, ее базис, мировоззренческая сущность. К таким понятиям относят т.н. фундаментальные понятия, а именно: материя, движение, пространство, время, взаимодействие. Каждое из этих понятий не может существовать без четырех остальных. Вмести они отражают единство Мира.
27.Соотношения неопределенностей Гейэенберга
Двойственная природа микрочастиц поставила науку перед вопросом о границах применимости понятий классической физики в микромире. В классической механике всякая частица движется по определенной траектории и всегда имеет вполне определенные (точные) значения координаты, импульса, энергии. По-другому обстоит дело с микрочастицей. Микрочастица, обладая волновыми свойствами, не имеет траектории, а значит, не может иметь одновременно определенных (точных) значений координаты и импульса. Другими словами, мы можем говорить о значениях координаты и импульса микрочастицы только с некоторой степенью приближения. Меру этой неопределенности (неточности) в значениях координаты и импульса, энергии (И/) и времени нашел в 1927 г. В Гейзенберг. Он показал, что?ти неопределенности (неточности)
удовлетворяют следующим
соотношениям: йХ'ДР„>=п; ДУ-ДРу>=п; Д2>ДР1>"И; ДМ-Дг>=п. Эти неравенства называются соотношениями неопределенностей Гейзенберга.
11.Консервативные и диссипатигные силы
Силы, величина которых зависит от
взаимного расположения, или
конфигурации тел и не зависят от
движения, называются консервативными. Это - силы, проявляющиеся потенциальных полях. (По определению потенциальные поля - зто поля, работа сил которых не зависит от траектории движения). Гравитационное и электростатическое поля, как известно, являются потенциальными. Рассмотрим
примеры обусловленности потенциальной энергии конкретными видами взаимодействия системы тел. Так, потенциальная энергия сжатой пружины выражает собой энергию внутреннего движения частиц, составляющих пружину. Однако, механика не занимается изучением "внутренних сил", связанных взаимодействием атомов и молекул, а интересуется конечным результатом. Этот результат может быть вычислен по величине работы, которую нужно затратить, чтобы изменить конфигурацию частей пружины. Запас этой работы и понимается как потенциальная энергия пружины. Потенциальная энергия - свойство системы материальных тел совершать работу при изменении конфигурации тел в системе. Полная энергия замкнутой консервативной системы тел, равная сумме потенциальной и кинетической энергии, остается величиной постоянной. Важно помнить также, что физический закон имеет границы своей применимости. В данном случае мы имеем два ограничения: 1.сисгема должна быть изолированной от внешних воздействий (замкнутость системы); 2.система должна быть консервативной, т.е. а ней должны быть только консервативные силы. В случае, если работа сил зависит от формы пути или же сами силы зависят от скорости движения, механическая энергия системы не сохраняется. Например, силы трения, которые не являются консервативными (зависят от скорости), происходит уменьшение, «рассеяние» энергии, или, что то же самое, ее диссипация.
16.Сущностъ второго начала термодинамики.
Возможность построения машины без холодильника, т.е. с КПД - 1, которая могла бы превращать в работу всю теплоту, заимствованную у теплового резервуара, не противоречит закону сохранения энергии. Такая машина, по сути, была бы аналогична регреЬшт тоЫ1е (вечному двигателю), так как могла бы производить работу за счет практически неисчерпаемых источников энергии, содержащихся в воде морей, океанов, атмосфере и недрах Земли. Такую машину У. Оствальд (1853-1932) назвал регрешигп тоЫ1е II рода (в отличие от регрегиит тооИе I рода - вечного двигателя, производящего работу из ничего). Карно же исходил из невозможности вечного двигателя, опираясь на многочисленные опытные факты и утверждая, что в любом непрерывном процессе превращения теплоты от горячего нагревателя в работу непременно должна происходить отдача тепла холодильнику. Таким образом, здесь проявляется общее свойство теплоты - уравнивание температурной разницы путем перехода от теплых тел к холодным. Это положение Клаузиус и предложил назвать «Вторым началом механической теории теплоты». Боли Первое начало термодинамики утверждает закон сохранения энергии, ее баланс, то Второе начало определяет направления превращения энергии, и если в предыдущей лекции Первому началу была сопоставлена роль «бухгалтера», то Второе начало выступает скорее как «диспетчер»,определяющий
направление энергетических потоков.
18.Стрела времени
Время - одно из самых загадочных понятий философии и естествознания. Это - одно из фундаментальных понятий научной картины мира. Блаженный Августин, христианский теолог и церковный деятель (354-430) признавался: пока его никто не спрашивает о том, что такое время, он это понимает, но когда хочет ответить на такой вопрос, попадает в тупик. «Душа моя горит желанием проникнуть в эту необъяснимую для нее тайну» — говорил он. Нам известно одно неотъемлемое свойство времени - его направленность от прошлого к будущему. Действительно, при описании любых явлений, с которыми человеку приходится иметь дело, прошлое и будущее играют разные роли [4]. Это справедливо для физики, изучающей макроскопические явления (для микромира, на фундаментальном уровне описания этой направленности времени не существует), биологии, геологии, гуманитарных наук. Почему это именно так и не иначе? Известный физик Эддингтон придумал яркое название «стрела времени». Итак, фактически мы имеем три «стрелы времени»: 1космологическую
(расширение вселенной); 1 психологическую (субъективное
восприятие, опыт);1 термодинамическую (рост энтропии). Тот факт, что эти «стрелы времени» в настоящее время е нашей Вселенной совпадают, является одной из загадок.
22. Постулаты и основные следствия СТО
Принципиально новый подход к вышеупомянутым вопросам
предложил Эйнштейн (1879-1955), разработавший в 1905 г. но-вую теорию пространства и времени, получившую название специальной теории относительности (СТО). Основу СТО составляют два постулата (принципа): 1.принцип
относительности Эйнштейна. Этот принцип явился обобщением принципа относительности Галилея на любые физические явления. Он гласит: все физические процессы при одних и тех же условиях в ИСО протекают одинаково. Это означает, что никакими физическими опытами, проведенными внутри замкнутой ИСО, нельзя установить, покоится ли она или движется равномерно и прямолинейно. Таким образом, все ИСО совершенно равноправны, а физические законы инвариантны по отношению к выбору ИСО. 2.Принцип постоянства скорости света. Скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения источника и приемника света. Она одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в вакууме предельная скорость в природе. Это одна из важнейших физических постоянных, так называемых мировых констант. Важнейшим следствием СТО явилась знаменитая формула Эйнштейна о взаимосвязи массы и энергии Е = мс2, подтвержденная данными современной физики
25. Формирование идеи квантования физических величин
Определение: физические величины, которые могут принимать лишь определенные дискретные значения, называются квантованными. А само их выражение через квантовые числа называется квантованием. Сама идея квантования сформировалась на основе ряда открытий в конце 19-го - начале 20-го века. Рассмотрим основные из них: Открытие электрона. В 1897 г. был открыт электрон. Его заряд оказался наименьшим, элементарным. Заряд любого тела равен целому числу элементарных зарядов. Таким образом, заряд дискретен, а равенство д=±пе представляет собой форму
квантования электрического заряда. Тепловое излучение. Из теории, основанной на традиционных представлениях об электромагнитных излучениях, следовало, что энергия теплового излучения на всех частотах равнялась бесконечности, что противоречило закону сохранения энергии. Особенно ярко это противоречие проявлялось в области коротких длин волн, поэтому оно получило название
«ультрафиолетовой катастрофы». В 1900 г. Макс Планк (1858-1947) для выхода из этой ситуации предложил следующую гипотезу:
электромагнитное излучение
испускается отдельными порциями -квантами, величина которых пропорциональна частоте излучения. Гипотеза Планка фактически стала началом новой физики - квантовой физики.
31. Элементарные частицы, фундаментальные частицы и частицы - переносчики фундаментальных взаимодействий Элементарные частицы - это частицы, входящие в состав прежде «неделимого» атома, к ним относят также и те частицы, которые получают при помощи мощных ускорителей частиц. Есть элементарные частицы, которые возникают при прохождении через атмосферу космических лучей, они существуют миллионные доли секунды, затем распадаются, превращаются в другие элементарные частицы или испускают энергию в форме излучения Фундаментальные частицы. Оказалось, таким образом, что дать определение элементарной частицы не так просто. В обычном употреблении физики назыеают элементарными такие частицы, которые не являются атомами и атомными ядрами, за исключением протона и нейтрона. После установления сложной структуры многих элементарных частиц
потребовалось ввести новое понятие -фундаментальные частицы, под которыми понимаются микрочастицы, внутреннюю структуру которой нельзя представить в виде объединения других свободной частиц, Фермионы составляют вещество, бозоны (в честь Шатьендраната Безе) переносят взаимодействие. Кварки входят в состав адроное. Пептоны могут иметь электрический заряд, могут быть нейтральными. Заряженные легггоны могут, как и электроны (относящиеся к их числу) вращаться вокруг ядер, образуя атомы. Лепгоны, не имеющие заряда могут проходить беспрепятственно через вещество (хоть через всю Землю) не взаимодействуя с ним. У каждой частицы есть античастица, отличающаяся только зарядом.
32.1силы отталкивания, но они по-разному зависят от расстояния. Схема здесь та же, что и на рис. 2. При r = r0 – состояние устойчивого равновесия, на этом расстоянии и находятся атомы, образующие молекулу. если увеличить r- увеличиваются силы притяжения и возвращают систему в исходное состояние. При r < r0 силы отталкивания также возвращают систему в состояние устойчивого равновесия.Энергия химических связей. Химические связи можно рассматривать с точки зрения превращения энергии: если при создании молекулы ее энергия меньше, чем сумма энергий составляющих ее атомов, то она может существовать, т.е. ее связь устойчива. Устойчивым считается состояние, в котором потенциальная энергия минимальна, поэтому при образовании молекулы атомы находятся в потенциальной яме, совершая небольшие тепловые колебания около положения равновесия (см. рис.4). Расстояние от вертикальной оси до дна ямы соответствует равновесию – на этом расстоянии находились бы молекулы, если бы прекратилось тепловое движение. Точки левее дна соответствуют отталкиванию, правые – притяжению. Крутизна кривой выражает силу взаимодействия между атомами: чем круче кривая, тем больше сила взаимодействия.Для разных пар атомов различны не только расстояния от вертикальной оси до дна ямы, но и глубина ям. Действительно, для того, чтобы выбраться из ямы, нужна энергия, соответствующая глубине ямы. Поэтому глубину ямы можно назвать энергией связи частиц, или энергией ассоциации. Энергия, необходимая для разложения молекулы на атомы, называется энергией диссоциации. Она равна энергии ассоциации. Насыщаемость молекул, т.е. способность присоединять атомы, определяет их постоянный состав для данного вещества и связана с валентностью – свойством атомов (или группы атомов) соединяться с некоторым числом других атомов. Величина валентности определяется числом атомов водорода (или другого одновалентного элемента), с которыми соединяется атом данного элемента. Химические реакции и их направленность. Химические реакции – это основа химии. Одни реакции идут в обе стороны (тогда и стрелки в уравнении реакции рисуют в обе стороны), т.е. являются обратимыми, другие только в одну, третьи – вообще не идут). Здесь важно представлять, от чего зависит возможность осуществления реакции, т.е. перестройки химических связей. Ответ на этот вопрос дает термодинамика. Рассмотрим условия самопроизвольного развития химической реакции и условия ее возникновения. Допустим, вы прижгли ранку перекисью водорода (неустойчивое соединение): 2Н2О2 ® 2Н2О + О2, но обратной реакции не будет. Термодинамика объясняет это так: реакция пойдет только при уменьшении энергии веществ и увеличении энтропии. В самом деле, энтропия растет, так как в малой молекуле воды (она меньше, чем молекула перекиси водорода) расположение атомов менее
36. Звезды, их характеристики, источники энергии Более 90% видимого вещества Вселенной сосредоточено в звездах. Именно звезды и планеты были первыми объектами астрономических исследований. Однако процессы эволюции звезд и их внутреннее строение были поняты сравнительно недавно. В отличие от планет, из-за огромных расстояний, атмосферных флуктуации, т.е. нарушения однородности и спокойствия атмосферы и других причин нельзя увидеть звезды в виде «реальных» дисков. Получается «ложное» изображение звезды, угловые размеры шторой редко бывают меньше одной секунды дуги, а должны быть меньше одной сотой доли секунды дуги. Поэтому звезда даже в самый большой телескоп не может быть полностью изучена. Можно измерять только потоки излучения от звезд в разных участках спектра. Характеристики звезд. Основными характеристиками звезд являются: масса, радиус, абсолютная величина, характеризующая ее
светимость, температура, спектральный класс. Одна из основных характеристик звезды - светимость определяется, если известна видимая величина и расстояние до нее. Очень важную информацию о звездах, об их химических свойствах, температуре дает изучение спектров звезд. Характерной особенностью звездных спектров является еще наличие у них огромного количества линий поглощения, принадлежащих различным элементам.
42.Антропный принцип. Место человека во Вселенной в науке 20 в. часто рассматривается на основе антропного принципа (от греч. ап&оро - человек), который утверждает, что существование и развитие человека обусловлено закономерностями
Вселенной, что он занимает во Вселенной привилегированное положение, т.е. Вселенная - дом человека. Истоки этого принципа связывают с идеями К.Э-Циолковского. По его мнению, материя породила человека в ходе эволюции, чтобы двигаться к высшему уровню своего развития и при помощи человека познать себя. Согласно Циолковскому, социально организованное человечество, накопив большой запас знаний, вступит в космическую эру. Циолковский выделяет в ней 4 эпохи. В результате развития по повторяющимся космическим циклам, человедостигнет высочайшего уровня (абсолютного знания), а космос будет представлять собой великое совершенство.
40. Эволюция звезд
Известно, что самым распространенным элементом во Вселенной является водород. Второй по распространенности элемент - гелий (по числу атомов -10% от распространенности водорода, по массе -до 30%). Однако лишь малая часть водорода и гелий содержится в звездах -основное их количество распределено в межзвездном и межгалактическом пространстве. Водород и гелий в межзвездном пространстве находятся, в основном, в атомарном состоянии и служат «исходным сырьем» для образования звезд. Типичная звезда (подобная Солнцу) большую часть стой жизни медленно «перемещаясь» вдоль Главной последовательности, сжигая стой водород в термоядерной топке. Солнце, например, движется так уже 4,5 миллиарда лет, и будет оставаться на Главной последовательности еще примерно 5 миллиардов лет. Более массивные звезды эволюционируют намного быстрее.
Новые и сверхновые звезды. Когда в звезде израсходуются остатки ядерного горючего она так же, как и «легкая» звезда начинает двигаться вниз. При этом выделение энергии и светимость звезды уменьшаются, однако, прежде чем произойдет значительное охлаждение звезды, она может пройти стадию неустойчивости, на протяжении которой происходят извержения вещества звезды в пространство. Нейтронные звезды. После взрыва сверхновой ее оболочка сбрасывается, и, распространяясь в разные стороны, образует туманность, в центре которой образуется весьма плотная нейтронная звезда.
45.Предмет изучения, задачи и методы биологии
Биология - совокупность или система наук о живых системах. Понятие «живые системы* здесь важно подчеркнуть, поскольку жизнь не существует сама по себе, а является свойством определенных систем. Предмет изучения биологии - все проявления жизни, а именно: 1сгроение и функции живых существ и их природных сообществ;1рэа1ространение,
происхождение и развитие новых существ и их сообществ; 1связи живых существ и их сообществ друг с другом и с неживой природой. Задачи биологии состоят в изучении всех биологических закономерностей и раскрытии сущности жизни. При этом в биологии используется ряд методов, характерных для естественных наук. К основным методам биологииотносятся; 1наблюдение,позволяющее описать биологическоеявление;1срэвнение дающеевозможность найти закономерности,общие для разных явлений;эксперимент, в ходе которого исследователь искусственно создает ситуацию позволяющую выявить глубоколежащие (скрытые)свойства
биологических объектов; исторический метод, позволяющий на основе данных о современном мире живого и о его прошлом, раскрывать законы развития живой природы.
48. Клеточная теория. Строение, состав и разновидности клеток.
Английский ученый Гук усовершенствовал микроскоп и установил, проводя исследования растительных и животных тканей, что они состоят из мелких образований, названных им клетками. Клеточная теория (все организмы имеют клеточное строение) была сформулирована в 1839 г. Шванном. Впоследствии Вирхов доказал, что новые клетки образуются в результате деления старых клеток. Основные положения современной клеточной теории:клетка является структурной и функциональной единицей, а также единицей развития и размножения всех живых организмов на Землеклетки имеют мембранное строениеклетка размножается только делениемклеточное строение организмов свидетельствует о том, что они имеют единое происхождение Клетки, имеющие оформленное ядро называются эукариотными, а организмы, построенные из таких клеток, - эукариотами. К эукариотам относятся растения, животные, грибы и лишайники. Клетки, не имеющие оформленного ядра, называются прокариотными, а организмы с такими клетками – прокариотами. К ним относятся все бактерии. Все эукариотные клетки состоят из цитоплазмы, ядра и ограничивающей клетку мембраны. Цитоплазма объединяет все находящиеся в ней клеточные структуры в единый взаимодействующий комплекс и является местом отложения запасных питательных в-в и продуктов, подлежащих введению, а также средой для протекания различных биохимических процессов, свойственных данной клетке. В основе структурной организации клетки лежит мембранный принцип строения. Мембраны состоят из белков и жиров. Они ограничивают многие структуры клетки. Через цитоплазменную мембрану происходят перенос в-в в клетку и выведение их клетки различных в-в. Ядро хранит и воспроизводит генетическую информацию о признаках организма. Оно содержит вещество наследственности ДНК в виде совокупности генов – участков ДНК, несущих информацию о структуре белка или рибонуклеиновой кислоты. Гены находятся в хромосомах, которые являются составной частью клеточного ядра. Хромосомы состоят из одно или нескольких молекул ДНК, соединенных с белками. Совокупность всех хромосомных генов - геном. Хромосомы способны к самоудовлетворению при делении клеток. Каждый вид живых организмов характеризуется определенным хромосомным набором. В соматических клетках число хромосом всегда четное (двойной иди диплоидный набор хромосом): половина от материнского организма, другая половина – от отцовского. Для половых клеток (гамет) характерен гаплоидный (одинарный) набор хромосом. При оплодотворении двойной набор хромосом восстанавливается. Химический состав клеток: В состав клеток живых организмов входят 80 химических
7.2.результат нашего неполного понимания законов («внутренних механизмов»), управляющих пока непредсказуемым для нас поведением микрообъектов. Приверженцем такого подхода был А. Эйнштейн, сформулировавший свою позицию в знаменитом высказывании: «Я не могу предположить, чтобы господь Бог играл в кости». До настоящего времени не обнаружено никаких экспериментальных фактов, указывающих на существование внутренних механизмов, управляющих «случайным» поведением микрообъектов.
В квантовой механике отвергается постулируемая в классическом естествознании принципиальная возможность выполнения измерений и даже наблюдений объектов и происходящих с ними процессов, не влияющих на эволюцию изучаемой системы. Это приводит к существованию пар канонически сопряженных классических параметров, одновременное сколь угодно точное измерение которых оказывается невозможным (к ним относятся уже упоминавшаяся координата - импульс, время - энергия, и др.).
Законы классической физики получаются из квантовомеханических законов в пределе больших масс составляющих систему тел. При этом, например, даваемые соотношением неопределенности ограничения на точность оказываются малосущественными. Выходящий из имеющей две открытые двери комнаты человек, в принципе, «будет интерферировать» подобно электрону в опыте Юнга, из-за чего возникнут области в пространстве, где он не сможет появиться. Однако из-за большой массы человека размеры этих областей будут столь малы (реально много меньше размеров микрочастицы), что для реальных задач макроскопического описания указанное явление заведомо несущественно и даже не наблюдаемо.
54.Информационные связи внутри организма
Гормональная связь. Гормон, то есть химический сигнал, по кровотоку посылает во все части организма, но только в определенные органы, способные принять данный сигнал, реагируют на него как приемники. Нервные связи (только у многоклеточных организмов). Информационным
параметром нервных связей служит частота следования импульсов. Частота импульсов увеличивается при росте интенсивности стимула. Генетическая связь. Источником сообщения в этом случае является молекула
дезокоирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Функционирование этой связи будет рассмотрено позже. Таким образом, процесс управления в информационном смысле носит антиэнтропийный характер: получая информацию об окружающей среде, живая система уменьшает информационную энтропию внутри себя, использует получаемую информацию для поддержания своей организованности
55. Цели и специфика управления в живых системах
Цели управления в живых системах чрезвычайно разнообразны. В любой системе цель управления в общем виде заключается в достижении системой множества полезных для нее свойств при разнообразных внешних воздействиях. Здесь мы рассматриваем живые, биологические системы. Биологической системой, которой присущи все свойства живого и все задачи управления, является организм, в том числе одноклеточный. Клетка, хотя и самоуправляемая, не является
автономной системой, так как регуляция в клетке подчинена организму. Обратные связи. Важной стороной управления в живых системах является наличие обратных связей, Принцип обратных связей является одним из основных принципов самоуправления,
саморегуляции и самоорганизации. Без наличия обратных связей процесс самоуправления невозможен. С помощью обратных связей сами отклонения объекта от заданного состояния формируют управляющие воздействия, которые приводят состояние объекта в заданное. Иными словами, обратная связь -это обратное воздействие результатов процесса на его протекание. Обратная связь может быть положительной и отрицательной. Положительная обратная связь - такая обратная связь, когда результаты процесса усиливают его. Если же результаты процесса ослабляют его действие, говорят об отрицательной обратной связи.
60.Современная (синтетическая) теория эволюции
Теория Дарвина - Уоллеса в 20-м веке была значительно расширена и разработана в свете современных данных генетики (которая во времена Дарвина еще не существовала), палеонтологии, молекулярной биологии, экологии, этологии (науки о поведении животных) и получила название неодарвинизма или синтетической теории эволюции. Новая, синтетическая теория эволюции представляет собой синтез основных эволюционных идей Дарвина, прежде всего, идеи естественного отбора, с новыми результатами биологических исследований в области
наследственности и изменчивости. Современная теория эволюции имеет следующие особенности: -она ясно выделяет элементарную структуру, с которой начинается эволюция - это популяция; -выделяет элементарное явление (процесс) эволюции - устойчивое изменение генотипа популяции; -шире и глубже истолковывает факторы и движущие силы эволюции; -четко разграничивает микроэволюцию и иакроэволюцию
63. Дифференциация на расы. Расы и этносы
Все современное человечество принадлежит к единому полиморфному виду - Ното зацепа. Единство человечества основано на общности происхождения, социально-психического развития, способности к скрещиванию людей различных рас, практически одинаковом уровне общего физического и умственного развития. Вид Ното зар)еп5 распадается, как известно, на три большие расы: австрало-негроидную, европеоидную и монголоидную. Но, строго говоря, не все группы человечества можно разделить по трем основным стволам. Например,
американские индейцы выпадают из этой классификации. В результате
антропологи выделяют несколько десятков человеческих рас - так называемых рас второго и третьего порядков. Точную цифру здесь назвать вообще невозможно, тем более, что многие такие группировки сливаются, исчезают или, наоборот, возникают. Это так называемые контактные группы. Например, в нашей стране около 45 млн. населения относится к переходному европеоидно-монголоидному типу. Можно даже сказать, что сейчас, в эпоху интенсивных контактов между народами и отмирания расовых предрассудков практически нет «чистых рас». Три основных человеческих расы возникли, по-видимому, очень давно. Коренные австралийцы проникли на свой материк около 50 тыс. лет назад и, по-видимому. Разделение европеоидов и негроидов произошло около 40 тыс. лет назад.
66.Биосфера: состав, структура, функции
Биосфера - это целостная организованнаясистема живого вещества; все явления в ней - часть единого механизма биосферы;живое вещество - это то звено, котороесоединяет историю химических элементов с эволюцией организмов и человека и с эволюцией всей биосферы. Биосфера сыграла определяющую роль в возникновении атмосферы, гидросферы и литосферы. Биосфера представляет собой единство живого и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни. Биосфера в своем естественном состоянии - это монолит жизни. Разнообразные процессы и явления, протекающие в биосфере, являются объектом исследований различных наук. Особое место при этом отводится экологии Экология - это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе,
рассматриваемые Дарвииом как условия борьбы за существование». В результате деятельности человека экология, дифференцируясь на множество самостоятельных наук, все больше приобретает политический и социальный оттенок, включая в себя вопросы права, экономики, социологии, технологии и др.
73. Антропогенный фактор и глобальные экологические проблемы
1. Рост народонаселения. Сейчас на Земле - 5,5 млрд. человек. В 20-м веке темп роста народонаселения резко увеличился и только за последние 40 лет человечество выросло более чем в два раза. Если рассматривать темы роста человечества за всю его историю, то четко прослеживается экспоненциальный характер зависимости численности населения от времени. В настоящее время появились тенденции к сокращению темпа роста населения, однако он все еще продолжает оставаться высоким. По прогнозам демографов, к 2025 г. на Земле будет от 7,6 до 9,4 млрд. человек. 2. Изменениесостава атмосферы. На первом месте среди загрязнителей атмосферы стоит энергетика (80). Энергетика - основа цивилизации и без производства достаточного количества энергии человечество не сможет существовать и развиваться. (ТЭС)+Э, 63%. Доля ГЭС составляет около 20%, доля АЭС – около 17%. Парниковый эффект. Ежегодно в атмосферу выбрасывается 1,5 млрд. т аэрозолей (пыль, дым, туман), миллиарды тонн СО; и СО. Закисление природных сред. Выбрасываемые в атмосферу диоксиды серы и азота доокисляются в атмосфере и, растворяясь в воде, образуют серную и азотную кислоты, выпадая затем на землю с дождем, снегом, туманом. Истощение озонового слоя. Как было сказано ранее, озоновый слой находится на высоте 20 - 25 км над поверхностью Земли и защищает нас от губительного ультрафиолетового излучения Солнца. В последние годы наблюдается циклический процесс снижения концентрации озона в приполярных областях (вначале над Антарктидой, а затем и в северном полушарии). Истощение ресурсов Среди разнообразных ресурсов нашей планеты в рамках этой лекции отметим леса - одно из величайших богатств Земли.
83.Работа лазера. Рабочей средой твердотельного лазера является рубиновый стержень, на концах которого устанавливаются два качественных зеркала (резонатор). С помощью мощной лампы накачки атомы рубина приходят в во
