Естествознание - готовые работы

Введение
Глава 1
1.1.Мир элементарных частиц
В середине и второй половине ХХ века в тех разделах физики, которые заняты изучением фундаментальной структуры материи, были получены поистине удивительные результаты. Прежде всего это проявилось в открытии целого множества новых субатомных частиц. Их обычно называют элементарными частицами, но далеко не все из них действительно элементарны. Многие из них в свою очередь состоят из еще более элементарных частичек. Мир субатомных частиц поистине многообразен. К ним относятся протоны и нейтроны, составляющие атомные ядра, а также обращающиеся вокруг ядер электроны. Но есть и такие частицы, которые в окружающем нас веществе практически не встречаются. Время их жизни чрезвычайно мало, оно составляет мельчайшие доли секунды. По истечении этого чрезвычайно короткого времени они распадаются на обычные частицы. Таких нестабильных короткоживущих частиц поразительно много: их известно уже несколько сотен. В 60-70-е годы физики были совершенно сбиты с толку многочисленностью, разнообразием и необычностью вновь открытых субатомных частиц. Казалось, им не будет конца. Совершенно непонятно, для чего столько частиц. Являются ли эти элементарные частицы хаотическими и случайными осколками материи? Или, возможно, они таят в себе ключ к познанию структуры Вселенной? Развитие физики в последующие десятилетия показало, что в существовании такой структуры нет никаких сомнений. В конце ХХ в. физика начинает понимать, каково значение каждой из элементарных частиц.Миру субатомных частиц присущ глубокий и рациональный порядок. В основе этого порядка - фундаментальные физические взаимодействия.
Название Масса Заряд
Электрон 1 -1
Мюон 206,7 -1
Тау-лептон 3536,0 -1
Электронное нейтрино 0 0 (Имеются данные, свидетельствующие о том, что нейтрино могут обладать небольшой массой)
Мюонное нейтрино 0 0
Тау-нейтрино 0 0

Введение
Тема данной работы «Особенности биологического уровня организации материи».
Важнейшей задачей современного естествознания является создание естественнонаучной картины мира. В процессе ее создания возникает вопрос о происхождении и изменении различных материальных продуктов и явлений, об их количественных, качественных характеристиках.
Материя - это бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Материя включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента. Весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материю в её бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми её свойствами, связями и отношениями.
В современной науке в основе представлений о строении материального мира лежит системный подход, согласно которому любой объект материального мира, будь то атом, планета и т. д. может быть рассмотрен как система - сложное образование, включающее составные части, элементы и связи между ними.
Степень разработанности в научной литературе: данная тема хорошо разработана в научной литературе, в связи с тем, что актуальность темы достаточно высока.
1. Гипотеза рождения материи
Синергетика, которая сначала называлась термодинамикой открытых систем, изменила представление о мире. Мы говорили о моделях Вселенной и могли понимать, что Вселенная появилась после того, как некто “нажало на кнопку”. Физика ХХ в. сначала изменило отношение к тому, что считать материей и как она соотносится с пространством и временем, а в конце ХХ в. по-новому взглянула на процесс развития. Развитие понимается в синергетике как процесс становления качественно нового, того, что еще не существовало в природе и предсказать которое невозможно. На пороге ХХI в. наука подошла к тому, чем всегда занималась мифология - к вопросу о происхождении мира и материи. Кибернетика решает проблему разума, синергетика - проблему рождения материи. Механизм, который ею предлагается, - это спонтанная флуктуация, событие в точке бифуркации, экспоненциальный процесс до определенного момента. Дуализм ньютоновской Вселенной (с одной стороны, пространство-время, с другой - материя) сменился эквивалентностью пространства-времени и материи в уравнениях Энштейна. Предлагаемая нами модификация уравнений Энштейна, учитывающая рождение материи, выражает “неэквивалентность” материи и пространства-времени. В нашем варианте уравнения Энштейна устанавливают взаимосвязь не только между пространством-временем и материей, но и энтропией. Вводимый нами космологический механизм приводит к необратимому “разделению фаз” между материей и гравитацией. В первоначальном вакууме они смешаны, в существующей ныне Вселенной мы наблюдаем материю, переносчик гравитации, “плавающей” в пространсве-времени. Фундаментальная двойственность нашей Вселенной представляется нам сегодня результатом первичного всплеска энтропии” Причиной всплеска энтропии может быть распад чего-то высокоорганизованного, что заставляет вспомнить стоиков, Плотина и “Веды”.
Основным понятием предстает понятие неустойчивости. Если что-то есть, то устойчивость невозможна. Возникает спонтанная флуктуация. Так из хаоса (неустойчивости) рождается космос. При спонтанной флуктуации поля начинается самопроизвольный процесс порождения частиц в плоть до какого-то момента, когда он прекращается. Частицы порождаются энергией по модели, сформулированной в синергетике. Первые частицы, которые появились, были нестабильными элементарными частицами без массы покоя и с кротчайшим временем существования. Затем они превратились в стабильные, существующие поныне. Нестабильные частицы И. Пригожин отождествляет с черными мини-дырами, которые распадаются на обычную материю и излучение. “Существует некоторая аналогия с переохлажденной жидкостью и порогом перехода в кристаллическое состояние. Мы можем наблюдать в переохлажденной жидкости флуктуации, приводящие к образованию крохотных кристаллов, которые то появляются, то снова растворяются. Но если образуется крупный кристалл, то происходит необратимое событие: кристаллизация всей жидкости... Аналогично, очень малая вероятность критической функции в вакууме Минковского указывает на то, что стрела времени уже существует в нем в латентной, потенциальной форме, но проявляется, только когда неустойчивость приводит к рождению Вселенной” В модели И. Пригожина имеет место производство энтропии, пропорциональное скорости рождения частиц. И преобразование пространства-времени производит энтропию. Причем сначала возникает пространство-время, а затем оно производит частицы, поскольку процесс производства пространства-времени из материи невозможен. Итак, последовательность рождения материи из вакуума:
Спонтанная флуктация -> Точка бифуркации ->
Черные мини-дыры -> Пространство-время -> Частицы
Квантовый вакуум отличается от ничто тем, что имеет универсальные постоянные, которые могут служить аналогом всеединства. Тут вспоминаются и Абсолютная Идея Гегеля, и мир идей, и пустота буддистов. Филосовских аналогов очень много. Модель рождения материи Пригожина принадлежит к классу неустойчивых вероятностных систем. Конец рождения материи связан со временем жизни черных мини-дыр. Высшая цель данной игрушечной модели - построение дарвиновской теории элементарных частиц.
Какая судьба Вселенной, исходя из данной гипотизы Пригожина? “Стандартная модель предсказывает, что в конце концов наша Вселенная обречена на смерть, либо в результате непрерывного расширения (тепловая смерть), либо в результате последующего сжатия (“страшный треск”). Для вселенной, родившейся под знаком неустойчивости из вакуума Минковского, это уже не так. Ничего не мешает нам предположить возможность повторных неустойчивостей”. Размеры Вселенной растут в модели Пригожина по экспоненте как следствие неустойчивости вакуума. В результате расширения Вселенной при нерождении материи Вселенная приближается к первоначальному состоянию вакуума. Потом возможна новая Флуктуация.
«Энштейновская» космология стала венцом достижений классического подхода к познаваемости. В стандартной модели материя задана: она эволюционирует только в соответствии с фазами расширения Вселенной. Но, как мы видели, неустойчивость возникает, стоит нам только учесть проблему рождения материи. Таким образом, особая точка Большого Взрыва заменяется рождением материи и кривизны Пространства-времени. Энштейновское пространство-время, соответствующее искривленной Вселенной, при нашем подходе возникает как следствие необратимых процессов. Стрела времени становится принципиально важным элементом, лежащим в основе самих определений материи и пространства-времени.
2. Структурность и системность материи
Важнейшими атрибутами материи являются структурность и системность. Они выражают упорядоченность существования материи и те конкретные формы, в которых она проявляется. Под структурой материи обычно понимается ее строение в микромире, существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т. д. Это связанно с тем, что человек, являясь микроскопическим существом, привык к соответствующим масштабам, поэтому понятие строения материи ассоциируется, как правило, с микрообъектами. Но если рассматривать материю в целом, то понятие структуры материи будет охватывать также различные макроскопические тела, все космические системы мегамира. С этой точки зрения структура материи проявляется в существовании бесконечного многообразия целостных систем, тесно связанных между собой. Из всего многообразия форм объективной реальности (то есть материи), эмпирически доступной для наблюдения является конечная область материального мира, которая простирается от 10-15 см до 1028 см (около 20 млрд. световых лет), а во времен謬¬¬ - до 2*1010 лет. В этих доступных нам масштабах структурность материи проявляется в ее системной организации, существовании в виде множества иерархически взаимосвязанных систем: Метагалактика, отдельная галактика, звездная система, планета, отдельные тела, молекулы, атомы, элементарные частицы.
В современной науке широко используется метод структурного анализа, при котором учитывается си¬стемность исследуемых объектов. Ведь структурность – это внутренняя расчлененность материаль¬ного бытия, способ существования материи. Струк¬турные уровни материи образованы из определенно¬го множества объектов какого-либо вида и характе¬ризуются особым способом взаимодействия между составляющими их элементами.

Введение
Тема данного реферата была выбрана не случайно, потому что только при изучении понятия «биосфера» можно осмыслить место, которое занимает живое на Земле. А, как известно человечество всегда стремилось выяснить, какую же роль оно играет в общем течении истории планеты (в последствии этот интерес распространился на все живые организмы). Биосфера — это не только оболочка (сфера) Земли, где существует жизнь, — она создана жизнью и организовала его в определенную систему. Биосфера как оболочка планеты непрерывна, и ни одна из ее составных частей не может быть отделена без уничтожения единого целого. Вместе с тем живое вещество, будучи лишь частью бол ее сложного целого, может существовать только в целом, то есть в биосфере. Биосфера — это единственная область планеты, где полностью представлены во взаимодействии все известные формы движения материи и структуры: физические, химические и биологические. Постоянное взаимодействие всех структур биосферы и определяет ее состояние как устойчивой, равновесной, динамичной системы. Наша главная задача исследовать процессы, происходящие в биосфере (среды нашей жизни; природы, которая нас окружает), чтобы всегда поддерживать ее хрупкое равновесное состояние.
Целью данного реферата является исследование одного из основных понятий экологии: биосферы; изучение биосферных законов. Кроме того, считаем, что немалый интерес представляет собой вопрос эволюции знания о биосфере.
Для достижения цели необходимо решить ряд задач. Сформулируем основные задачи: проследить историю возникновения понятия «биосфера», дать ему определение, раскрыть точки зрения исследователей на проблему структурированности биосферы, привести описание биосферных законов, сделать вывод по данной теме.
В соответствии с целью и задачами формируется структура работы: первая глава посвящена истории возникновения понятия «биосфера», а также отмечен вклад в науку австрийского ученого Э. Зюсса; вторая – концепции великого ученого В. Вернадского; третья – открытию биосферных законов Коммонером; заключение – итогам проведенной работы, в том числе сравнительной характеристике биосферных концепций.

Глава 1. Э. Зюсс о биосфере
Сотни геологов прославили науку, внеся значительный вклад в ее развитие. Но были среди них такие, которые совершили эпохальный переворот или смогли подытожить гигантский материал, накопленный к их времени и тем самым наметить пути дальнейшего развития теоретической геологии. Одним из таких ученых является талантливейший геолог Эдуард Зюсс.
Эдуард Зюсс родился 20 августа 1831 г. в Лондоне. Переезжая со своей семьей в Прагу, а затем и в Вену мальчик всегда очень увлекался посещением музеев и коллекционированием монет, бабочек, минералов. Окончив гимназию в 1846 г., Эдуард, по желанию отца, поступил в Венский политехникум, считавшийся в то время одним из лучших в Европе. В 1848 участвовал в революции, за что был арестован и посажен на месяц в тюрьму. В октябре 1848 г. семья Зюсса на краткое время переехала в Прагу. В Богемском музее его внимание привлекло собрание силурийских окаменелостей, что и определило его будущее. Хранитель музея дал Зюссу первые серьезные объяснения, а летом 1849 г. взял с собой в геологическую экспедицию. Вид остатков давно исчезнувших животных, мысль о громадных переворотах на Земле и сознание того, что один удар молотка вскрывает перед ним существо, которое никто из смертных еще не видел, так овладели фантазией Зюсса, что заслонили все другие интересы. Впоследствии Э. Зюсс становится профессором в Венском политехникуме .
Э.Зюсс – творец знаменитого труда «Лик Земли» в 3 томах (1883-1909 гг.), принесшего ему мировую славу. В нем был обобщен колоссальный материал по геологии всех континентов земного шара. Это сочинение, показавшее наличие закономерностей в истории геологического развития нашей планеты, способствовало прогрессу стратиграфии, тектоники, палеогеографии, петрологии и других отраслей геологии.
Существенно иное представление о биосфере сформулировал в 1875 г.
австрийский геолог Э. Зюсс. В монографии «Происхождение Альп» Он говорит
о «самостоятельной биосфере» как об особой оболочке Земли, образованной
живыми организмами. В заключительной главе большого трехтомного труда
«Лик Земли» (1909) этот автор пишет, что понятие «биосфера» возникло как
следствие идей Ж. Ламарка и Ч. Дарвина о единстве органического мира.
В 1875 г. Э. Зюссом был впервые введен в науку термин «биосфера». Он понимал под биосферой тонкую пленку жизни на земной поверхности.
О сущности биосферы Зюсс почти ничего не написал. По-видимому, он отождествлял биосферу с "пространственно ограниченной совокупностью организмов". Во всяком случае, именно так понимали этот термин ученые (преимущественно географы) в конце прошлого и начале нынешнего века. Ни Зюсс, ни его последователи не оценили по достоинству перспективы, открывающиеся перед учением о биосфере, и об этой оболочке планеты говорили только вскользь, в перечне сфер Земли, как бы оставляя данную тему для более детальных чисто биологических разработок.
Обсуждая особенности Земли как планеты, он писал: "Одно кажется чужеродным на этом большом, состоящем из сфер небесном теле, а именно органическая жизнь... На поверхности материков можно выделить самостоятельную биосферу". Э.Зюсс, таким образом, рассматривал биосферу в чисто топологическом смысле - как пространство, заполненное жизнью. Термин вошел в обиход, не имея четкого определения .
Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказалась настолько велика, что уже в первой трети XX в. возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании – учение о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В. И. Вернадский.

Глава 2. В. И. Вернадский. Учение о биосфере
Биография. Владимир Иванович Вернадский [28.2 (12.3).1863, Петербург, - 6.1.1945, Москва], советский естествоиспытатель, выдающийся мыслитель, минералог и кристаллограф, основоположник геохимии, биогеохимии, радиогеологии и учения о биосфере, организатор многих научных учреждений. Академик АН СССР (1912), первый президент АН Украинской ССР (1919), член Чехословацкой (1926) и Парижской (1928) АН. В 1885 году окончил физико-математический факультет Петербургского университета. Принимал участие в работе студенческих народнических кружков вместе с А. Ульяновым. С 1890 года приват-доцент минералогии Московского университета. Профессор Московского университета (1898-1911). Участвовал в земском движении в защиту высшей школы. В знак протеста против реакционных мер царского правительства ушёл из Московского университета. С 1914 года директор Геологического и минералогического музея Петербургской АН. Один из организаторов Комиссии по изучению естественных производительных сил России (КЕПС; председатель 1915-1930), из которой выросли институты: керамический, оптический, радиевый, физико-химический и платины и др. С 1922 по 1939 год директор организованного им Государственного радиевого института. В 1927 году организовал в АН СССР Отдел живого вещества, преобразованный в 1929 году в Биогеохимическую лабораторию (директор 1927-1945), ставшую впоследствии институтом геохимии и аналитической химии им. Вернадского.
Вернадский был одним из организаторов Комиссии по изучению вечной мерзлоты (ныне институт). В 1937 году по инициативе Вернадского была создана Международная комиссия по определению возраста пород радиоактивным методом. В 1939 году Вернадский совместно с другими учёными организовал Комиссию по изотопам. Работал в Париже (в Радиевом институте Марии Кюри-Склодовской в Сорбонне), Праге (в Карловом университете) и др.

Академик В. И. Вернадский, разрабатывая новое направление – биогеохимию, создал комплексное учение о биосфере, представляющее собой замечательный пример законов взаимозависимости и взаимообусловленности живой и неживой природы как неразрывного комплекса явлений .
Использовав термин «биосфера», предложенный французским биологом Ж. Б. Ламарком и австрийским геологом Э. Зюссом, В. И. Вернадский вложил в него новый, глубоко и всесторонне разработанный смысл, показав качественное своеобразие этой оболочки Земли.
Основу учений В. И. Вернадского составляет понятие биосферы как целостной оболочки Земли, населенной жизнью и качественно преобразованной живым веществом планеты. По утверждению ученого, живое вещество Земли есть самая мощная сила в биосфере, материально и энергетически определяющая ее функции. В результате непрерывного обмена неживого, косного вещества и живого вещества изменяются как населяющие биосферу организмы, так и среда, в которой они живут. Горные породы, вода, воздух, биосферы, под воздействием живого вещества приобретают новые свойства. Появляются ранее неизвестные закономерности взаимодействия в природе.
Границы биосферы. Принято считать, что нижняя граница био¬сферы в среднем проходит на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана. Верхняя граница охватывает всю тропосфе¬ру и нижнюю часть стратосферы, достигая в среднем высоты 20 км над поверхностью Земли. Следовательно, в вертикальном разрезе биосферы три яруса господства фаз вещества: твердого (литосфера), жидкого (гидросфера) и газового (атмосфера). Приблизительная масса биосферы составляет 0,05 % массы Земли, a ее объем, включая атмосферу, — 0,4 % объема планеты.
Внизу биосферу окружают метаморфические породы и гра¬нитная оболочка, т.е. область былых биосфер, поскольку в их фор¬мировании в прошлом участвовало живое вещество (некоторые ис¬следователи включают область былых биосфер в биосферу). Вверху биосфера граничит с озоновым слоем стратосферы и ионосферы, также генетически связанных с ней.

Введение
Актуальность. Для целостной картины окружающего мира огромное значение имеет возникновение качественно нового уровня его организации - жизни и сознания. Вопрос о происхождении жизни один из самых трудных в современном естествознании. Он тесно связан с проблемой отличия живого от неживого и с проблемой эволюции жизни. Необходимо найти ответы на вопросы: в чем сущность жизни? Как действовали механизмы эволюции при зарождении жизни?
Несмотря на то, что человек интуитивно понимает и различает живое и неживое, дать определение сущности живого представляется затруднительным. Долгое время в науке использовалось понятие жизни, предложенное Ф. Энгельсом: жизнь есть форма существования белковых тел, одним из основных свойств которой являются процессы ассимиляции и диссимиляции, благодаря чему поддерживается состав и структура живых организмов. В этом, достаточно точном и конкретном определении, ничего, однако, не сказано о тех механизмах, которые реализуют не только обмен веществ, но и воспроизводство живых организмов. Эта последняя проблема имела принципиальное значение. Именно ее решение качественно изменило представление о сущности жизни.
В процессе размножения живых организмов при переходе от одного поколения к другому осуществляется так называемая конвариантная редупликация. Смысл ее в том, чтобы в последующем поколении воспроизвести свойства организма предыдущего поколения. Понять этот механизм удалось лишь во второй половине XX века, когда к познанию жизни подключились физика и химия, что позволило выделить и приступить к исследованию молекулярного уровня биологической организации. При этом оказалось, что белки, которым придавали решающее значение при рассмотрении сущности живого, в действительности вторичны по отношению к той субстанции, которая образует основу жизни. Такой субстанцией, ответственной за воспроизведение жизни, оказались химические соединения гораздо более простые, чем белки — нуклеиновые кислоты ДНК и РНК. Открытие роли этих кислот в существовании и функционировании живого заставило переформулировать то определение жизни, которое ранее казалось вполне приемлемым.
В настоящее время существует много содержательных определений живого. Однако, несмотря на их обилие, дать однозначное определение весьма затруднительно. Обобщая достижения современного естествознания, М. В. Волькенштейн определил живые тела «как открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, состоящие из биополимеров: белков и нуклеиновых кислот».
В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения — биополимеры: белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК); в структурном плане живое отличается от неживого клеточным строением; в функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя.
Таким образом, жизнь как особая форма существования материи характеризуется двумя отличительными свойствами – самовоспроизведением и обменом веществ с окружающей средой. На свойствах саморепродукции и обмена веществ строятся все современные гипотезы возникновения жизни.
Целью данной работы является изучение естественнонаучных моделей происхождения жизни.
Задачи работы. Для достижения поставленной цели решим слеующие вопросы:
1. Рассмотрим развитие представлений о происхождении жизни.
2. Изучим основные гипотезы происхождения жизни.
3. Изучим структурные уровни организации живого.
4. Эволюционные идеи.
1. Развитие представлений о происхождении жизни
Понимание развития жизни на Земле предпринималось еще в древности. В античности для решения этой проблемы существовали два противоположных подхода. Религиозно-идеалистический подход – возникновение жизни не могло осуществиться естественным, объективным, закономерным путем. На их основе понимание жизни исходило из божественного творческого акта (креационизм), поэтому всем существам свойственна особая, независимая от материального мира «жизненная сила», которая направляет все процессы жизни (витализм). В основе материалистического подхода лежало представление о том, что под влиянием естественных факторов живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического. При всей своей примитивности первые исторические формы концепции самозарождения сыграли прогрессивную роль в борьбе с креационизмом [1, с.486].
В эпоху Средневековья и эпоху Возрождения получила широкое распространение идея самозарождения. Тогда допускалась возможность самозарождения не только простых, но и высокоорганизованных существ.
Невозможность произвольного зарождения жизни была доказана многими опытами – к примеру, итальянским ученым Ф. Реди.
В итоге идея самозарождения была развенчана Л.Пастером в середине XIX в. Он показал, что не только в запаянном сосуде, но и в незакрытой колбе с длинной S-образной горловиной хорошо прокипяченный бульон остается стерильным, потому что в колбу через такую горловину не могут проникнуть микробы. Это доказывало, что в наше время какой бы то ни было новый организм может появиться только от другого живого существа (биогенез).
Были попытки объяснить происхождения жизни путем занесения ее из других космических миров. Немецкий врач Г.Рихтер в 1865г. выдвинул гипотезу космозоев – космических зачатков. Согласно ей жизнь является вечной и зачатки населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую. Единомышленниками этой теории были ученые XIX в. – У. Томсоном, Г. Гельмгольцем и др. Сходную гипотезу, названную панспермией, в 1907 г. выдвинул известный шведский естествоиспытатель С. Аррениус: во Вселенной вечно существуют зародыши жизни, которые движутся в космическом пространстве под давлением световых лучей; попадая в сферу притяжения планеты, они оседают на ее поверхности и закладывают на этой планете начало живого.
В XX в. учение продвинулось вперед. Такие отрасли знаний, как биохимия, биофизика, генетика, молекулярная биология, космическая биохимия и др., расширили представления о сущности земной жизни, о возможности существования подобных явлений вне пределов нашей планеты. В наше время известно, что в любом существе, живущем на Земле, присутствует 20 аминокислот, пять оснований, два углевода и один фосфат. Небольшое число одних и тех же молекул во всех живых организмах убеждает, что все живое должно иметь единое происхождение.
Отрицание возможности самозарождения жизни в настоящее время не противоречит представлениям о принципиальной возможности развития органической природы, жизни в прошлом из неорганической материи. На определенной стадии развития материи жизнь может возникнуть как результат естественных процессов, совершающихся в неорганической природе. Кроме того, элементарные химические процессы на начальных этапах возникновения и развития жизни могли происходить не только на Земле, но и в других частях Вселенной и в различное время. Поэтому не исключается возможность занесения определенных предпосылочных факторов жизни на Землю из Космоса. Однако в изученной пока человеком части Вселенной только на Земле они привели к формированию и расцвету жизни.
Согласно положениям современной науки, жизнь возникла из неживого вещества в результате эволюции материи, является результатом естественных процессов, происходивших во Вселенной. Жизнь — это свойство материи, которое ранее не существовало и появилось в особый момент истории Земли. Возникновение жизни явилось результатом процессов, протекавших сначала миллиарды лет во Вселенной, а затем многие миллионы лет на Земле. От неорганических соединений к органическим, от органических к биологическим — таковы последовательные стадии процесса зарождения жизни.
Возраст Земли исчисляется примерно 4,6 млрд лет. Жизнь существует на Земле, видимо, около 3,8 млрд лет. Признаки деятельности живых организмов обнаружены в докембрийских породах, рассеянных по всему земному шару.
В сложном процессе возникновения жизни на Земле можно выделить несколько основных этапов. Первый из них связан с образованием простейших органических соединений из неорганических [1, с.487].
2. Основные гипотезы происхождения жизни
В попытках провести разграничение между неживой и живой природой наука сталкивается с проблемой возникновения жизни. В современной литературе упоминаются следующие гипотезы возникновения жизни [2,3]:
- креационизм (созидание, творение) — содержит тезис о божественном творении мира и человека. Креационизм — религиозная доктрина и потому выносится за рамки научного исследования. Трудности, с которыми сталкивается наука при решении проблемы возникновения жизни, и сегодня создают почву для активизации креационистских взглядов;
- концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества. Ее придерживался еще Аристотель, допускавший возможность возникновения мелких организмов из неорганических веществ. Французский биолог Луи Пастер (1822-1895) в результате экспериментов опроверг эту гипотезу и подтвердил справедливость популярной в то время теории биогенеза:
- теория биогенеза сводится к утверждению, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни, т.е. «живое от живого». Она была сформулирована в XV в. итальянским врачом и биологом Ф. Реди и известна в литературе как «принцип Реди»;
- концепция стационарного состояния, согласно которой жизнь существовала всегда. Немногочисленные ее сторонники считают, что виды никогда не возникали, они существовали всегда и у каждого вида есть только две возможности: увеличение численности или вымирание;
- концепция панспермии — внеземного происхождения жизни, по которой жизнь была занесена на Землю извне, из далеких районов космоса, где она могла существовать. Концепция опирается на обнаружение при изучении метеоритов и комет «предшественников живого» — органических соединений, которые возможно сыграли роль «семян». Эти семена нашли на Земле благоприятные условия для превращения в живые организмы с их дальнейшей эволюцией. Однако эта гипотеза считается маловероятной и для науки неплодотворной, поскольку проблема происхождения живого от неживого все равно остается открытой для •естествознания;

ВВЕДЕНИЕ
Общая теория относительности — самая успешная гравитационная теория, хорошо подтверждённая наблюдениями. Многие наблюдения и эксперименты подтвердили значительное количество предсказаний теории, включая гравитационное замедление времени, гравитационное красное смещение, задержку сигнала в гравитационом поле и, пока лишь косвенно, гравитационное излучение. Кроме того, многочисленные наблюдения интерпретируются как подтверждения одного из самых таинственных и экзотических предсказаний общей теории относительности — существования чёрных дыр.
На самом деле результаты, которые предсказывает общая теория относительности, заметно отличаются от результатов, предсказанных законами Ньютона, только при наличии сверхсильных гравитационных полей. Это значит, что для полноценной проверки общей теории относительности нужны либо сверхточные измерения очень массивных объектов, либо черные дыры, к которым никакие наши привычные интуитивные представления неприменимы. Так что разработка новых экспериментальных методов проверки теории относительности остается одной из важнейших задач экспериментальной физики.
ГЛАВА I.ПЕРЕХОД ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА К СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА
Теория электромагнитного поля Максвелла. Эта теория представлена в сжатой и простой (изящной) форме в виде шести уравнений в част¬ных производных. Система взглядов, которая легла в основу уравнений, получила название теории электромагнитного поля Макс¬велла.
Среди постоянных величии, входящих в уравнение Макс¬велла, была константа с. Применив уравнение к конкретному случаю, Максвелл нашел, что она точно совпадает со ско¬ростью света. Свет име¬ет электромагнитную природу, что световой поток - это по¬ток электромагнитных волн. В световых волнах колебания совершают напряженности электрического и магнитного по¬лей, а носителем волны служит само пространство, которое находится в состоянии напряжения.
Открытие Максвелла сравнимо по научной значимо¬сти с открытием закона всемирного тяготения Ньютона. Труды Ньютона привели к введению понятия всеобще¬го закона тяготения, труды Максвелла - к введению понятия электромагнитного поля и электромагнит¬ной природы света. Работы Максвелла привели ученых к признанию нового типа реальности - электромагнит¬ного поля, которое не совместимо с материальными точками и вещественной массой классической физики. Поле - это новая фундаментальная физическая реаль¬ность. Поэтому представления о поле должны высту¬пать в качестве первичных, исходных понятий. Как отме¬чал А. Эйнштейн, электромагнитное поле не нуждается даже в эфире, поскольку поле само является фундамен¬тальной реальностью.
В работах по принципиальным вопросам физики А. Эйн¬штейн ввел понятие «программа Максвелла», которую тол¬ковал как «полевую программу». Сам Эйнштейн стоял на по¬зициях полевой программы и до конца своей жизни стремился построить единую теорию поля, хотя и безуспешно.
В конце XIX века теория Максвелла стала играть ведущую роль в физике, и вместе с тем она вступила в противоречие с МКМ. Вместо принципа дальнодейст¬вия она выдвинула и обосновала прямо противоположный принцип близкодействия, согласно которому сило¬вое действие передается от точки к точке. Скорость све¬та включена в новую теорию, что хотя бы в скрытой форме противоречит бесконечно большим скоростям, допускаемым в классической физике. Наконец, открыт новый тип физической реальности - поле, которое не сводится ни к материальным точкам, ни к веществу, ни к атомам. Если к этому добавить обнажившиеся про¬тиворечия и слабые стороны самой классической фи¬зики, то станет понятно, что в конце XIX века стре¬мительно нарастал кризис механистической научной картины мира.
С конца XIX - начала XX века ученые приступили к изучению качественно новых объектов в сравнении с классической физикой, и на этой основе был получен целый ряд принципиально новых результатов, позво¬ливших дать новое истолкование некоторым базисным понятиям.
Первое и, по-видимому, самое мощное влияние на перестройку НКМ оказала теория относительности выдающегося физика-теоретика XX столетия Альбер¬та Эйнштейна (1879-1955).
Поскольку в теории относительности Эйнштейна большую роль играет принцип относительности движения в формули¬ровке Ньютона, то полезно еще раз привести ее. Впервые этот принцип ввел Галилей, о чем говорилось выше. С уче¬том идей Декарта Ньютон уточнил и расширил формулиров¬ку Галилея. В частности, в качестве систем отсчета он брал не тела, а декартову систему координат.
Среди систем отсчета выделяют инерциальные, особенность которых состоит в том, что для них выполняется прин¬цип относительности движения.
Принцип относительности движения означает, что во всех инерциальных системах отсчета механические процессы ин¬вариантны. Иначе говоря, два наблюдателя в одной и другой инерциальной системе отсчета увидят, что в их системах фи¬зические процессы протекают одинаково. Это означает также, что переход от одной инерциальной системы отсчета к другой осуществляется по правилам галилеевых преобразований, рассмотренных выше. И наоборот, если при переходе от одной системы отсчета к другой правила галилеевых пре¬образований не выполняются, то и принцип относительности движения не выполняется, поэтому такие системы отсчета не будут инерциальными. Таким смыслом наполнен принцип относительности движения в классической механике.

АННОТАЦИЯ.
Структура настоящего реферата обусловлена выбранной темой исследования. Реферат состоит из введения, трех параграфов, заключения и списка использованной литературы. Во введении обосновывается актуальность и практическая значимость реферата. Формулируется цель реферата и постановка задачи.
В основной части в результате анализа литературных сведений проанализировано воздействие радиации на биосферу, современное состояние радиационной обстановки в России и определены пути и возможности ограничения опасных воздействий атомных станций на окружающую среду.
В заключении содержатся основные выводы и предложения, вытекающие из проведенного исследования поставленной цели реферата.

ВВЕДЕНИЕ
Радиация - термин, которому соответствует русское слово излучение. В научной литературе термин "радиация" используется в более узком смысле, когда речь идёт лишь об ионизирующих излучениях, которые обладают способностью производить ионизацию в веществе. Взаимодействуя с атомами и молекулами вещества, радиация превращает эти частицы в электрически заряженные (ионы).
Изучение других видов, например, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны, не способны создавать ионы при взаимодействии с веществом. Их называют неионизирующими излучениями.
Когда токсичные вещества, результат человеческой деятельности, попадают в биотическую (почва, воздух, вода) или биотическую среду (флора, фауна, человек), можно говорить о загрязнении. Оно начинается с началом вмешательства человека в природу.
Одной из важнейших проблем экологии, проблеме радиационного загрязнения посвящена моя работа. Эта проблема стала особенно актуальна в 2001 году. Именно в этом году Государственная Дума окончательно приняла закон, разрешающий ввоз отработанного ядерного топлива в Россию, именно сейчас определяется будущее наших детей.
Экология - слово, которое 10 лет назад мало кто знал, и слово которое сейчас у всех на устах. Но, наверное, мало кто знает, что в действительности значит истинное значение этого слова.
В конце 80-х годов ХIХ столетия экология сформировалась как самостоятельная биологическая дисциплина и оставалась такой до 50-х годов ХХ столетия. К наиболее выдающимся экологам этого периода принадлежат такие зарубежные ученные, как Г. Бердон-Сандерсон, У. Элтон и А Тенсли (Англия), С. Форбс и В. Шелфорд (США), а также отечественные - Д. Кашкаров, А. Парамонов, В. Вернадский, С. Северцев, В. Сукачев. Среди выдающихся экологов более поздних времен следует назвать Ю. Одума, Б. Коммонера, Д. Медоуза, Р. Риклефса, Р. Дажо, В. Ковду, М. Будико, М. Реймерса, С. Шварца, Ю.В. Новикова, Ю. Израэля, О. Яблокова, В. Горшкова, К. Лосева, К. Кондратьева. Методы исследований современной экологии очень разнообразны.
Цель и задачи исследования вытекают из актуальности и степени научной разработанности проблемы.
Целью реферата выступает комплексный теоретический анализ проблемы радиационного воздействия на биосферу.
В рамках поставленной цели необходимо решить ряд задач:
- провести всесторонний анализ радиационного воздействия на биосферу и степень разработанности данной проблемы;
- проанализировать состояние радиационной обстановки в России.
- выявить основные направления предотвращения и уменьшения радиационного воздействия на окружающую среду атомных станций.
Объект и предмет исследования определяются тематикой работы, ее целью и задачами.
Методологической основой исследования является диалектический метод. В ходе исследования использовались обще- и частнонаучные, а также специальные методы познания.
1. Радиоактивное воздействие на биосферу
В текущем столетии в связи с активной деятельностью человека, связанной с производством ядерного оружия и бурным развитием атомной энергетики, появился новый вид воздействия на биосферу " радиоактивный.
Если раньше радиоактивное воздействие можно было считать несущественным: радиоактивные источники были спрятаны природой в относительно недоступных местах для живого мира, то в последнее десятилетие в связи с добычей и обогащением ядерных материалов в крупных масштабах радиоактивное воздействие на биосферу стало представлять серьезную экологическую опасность.
Слова "радиоактивное излучение" "радиоактивность" и "облучение" вошли в жизнь после-военных поколений и до наших дней неразрывно связаны с первым и увы кошмарным применением внутриядерной энергии - атомными бомбардировками Хиросимы и Нагасаки. Хотя исход Второй мировой войны был предрешен и японский генералитет уже обсуждал порядок капитуляции перед союзниками, Соединенные Штаты совершили варварский акт, продемонстрировав чудовищную мощь ядерного оружия .
При взрывах атомных бомб более 100 тыс. японцев погибли практически мгновенно, пораженные световой и ударными волнами. Десятки тысяч выживших в момент взрыва подверглись действию проникающих излучений и скончались в течение нескольких дней и недель от острой лучевой болезни, вызванной переоблучением и отягощенной травмами и обширными ожогами кожи. На этом не закончился список тех, кто погиб от облучения. Точные сведения о числе жертв атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки не опубликованы до сих пор. В статьях американских военных специалистов эти данные занижены по причинам, среди которых в первую очередь следует упомянуть политические мотивы. Наиболее полную информацию имеют прогрессивные японские организации, проводившие специальные исследования. По их данным, к концу 1946 г. в результате взрывов атомных бомб погибло около 160 тыс. жителей Хиросимы и 70 тыс. жителей Нагасаки. В течение последующих 30 лет (1947-1976 гг.) от лучевой болезни скончалось еще около 90 тыс. человек. По прогнозам в дальнейшем жертвами отдаленных последствий переоблучения окажутся еще 360 тыс. человек .
Вблизи хиросимского Музея мира на бывшем огромном пустыре, а ныне на краю большого парка прямо под точкой взрыва американской атомной бомбы установлен черный каменный саркофаг с книгой записей имен жертв атомной бомбардировки. Прошло более 50 лет, но ежедневно в ней появляются все новые имена скончавшихся из-за последствий облучения. Сначала умирали жители Хиросимы, находившиеся в ней в августе-сентябре 1945 г., потом их дети, а теперь дети их детей. По данным профессора Джозефа Ротблата, английского специалиста по радиационной биологии, в Хиросиме за пять лет после взрыва бомбы умерло втрое больше людей, чем при взрыве. Они погибли от совместного действия ожогов, травм и облучения.
Полностью разрушенную первой атомной бомбой Хиросиму начали возрождать через несколько лет после взрыва. Спустя 10 лет был построен город прежней величины.
Взрыв одного из четырех блоков Чернобыльской АЭС в ночь на 26 апреля 1986 г. не разрушил ни одного жилого дома и даже не остановил сразу работу самой АЭС. Но через 10 лет после этой аварии опустошенные эвакуацией города и деревни прилегающих к Чернобылю районов Украины и Белоруссии по-прежнему остаются пустыми. Жить на этой территории, превышающей 1000 кв. км и сильно загрязненной радионуклидами, будет нельзя еще и через 300- 400 лет. Здесь будут работать лишь экологи и генетики, изучая влияние разных уровней хронической радиации на растения и животных. Экономическая "цена" чернобыльской аварии за 10 лет составила, по подсчетам экспертов, около 200 млрд. долл. Но это лишь расходы и потери первого десятилетия.
Прямой эффект чернобыльской аварии был крайне тяжелым. Десятки людей погибли от острой лучевой болезни. Многие жители были переоблучены и их здоровью нанесен существенный ущерб .
В России, на Украине, в Восточной и Западной Европе, США в последние 10 лет не было начато строительство ни одной новой АЭС. Однако продолжали достраивать реакторы, которые были уже близки к завершению. Естественно, что их проекты модифицировались. В СССР в 1989-1990 гг. из-за усилившейся антиядерной пропаганды остановилось и такое строительство, хотя это означало замораживание уже задействованных огромных инвестиций. После распада СССР Россия возобновила работы по вводу в действие реакторов, строительство которых было почти завершено к 1986 г. В 1993 г. был введен в действие четвертый реактор ВВЭР-1000 на Балаклавской АЭС. Возобновились работы по завершению строительства третьего реактора ВВЭР-1000 на Калининской АЭС и пятого реактора РБМК-100 на Курской АЭС.
Армения, лишенная всех источников органического топлива, решила реактивировать Армянскую АЭС, закрытую после землетрясения в 1988 г. Серьезное преобразование этой АЭС, состоящей из двух блоков ВВЭР-440, финансировалось армянской диаспорой. Введение одного из этих реакторов в эксплуатацию в декабре 1995 г. отмечалось почти как национальный праздник. Ослабли антиядерные настроения и в независимой Украине.
В нашем лексиконе появились термины "острая лучевая болезнь", "отдаленные последствия облучения", тревожно звучащее слово "радиация". Раньше эти термины применялись преимущественно в узком круге специалистов, занимающихся разработкой способов использования атомной энергии в первую очередь для мирных целей. Вряд ли найдется человек, который не слыхал бы об успешном применении облучения в терапии опухолей, при стерилизации продуктов питания и медицинских препаратов, для предпосевной стимуляции семян и в других отраслях человеческой деятельности вплоть до криминалистики и искусствоведения .

Введение
Подобно тому, как становление личности находится под влиянием той культуры, в которой она формируется, так и генотип индивида несет на себе отпечатки той генетической популяции, в которой этот генотип существует. Законы существования генов в популяциях изучает популяционная генетика. Специальный интерес для неё представляет эволюция генотипа человека вообще и эволюция генотипов, специфичных для тех или иных популяций. Популяционная генетика тесно связана с эволюционной теорией Ч. Дарвина.
В науке термин «популяция» означает совокупность особей определенного вида, в течение достаточно длительного времени (большего числа поколений) населяющих определенное пространство, внутри которого практически осуществляется та или иная степень панмиксии (случайных скрещиваний) и нет заметных изоляционных барьеров; эта совокупность особей отделена от соседних таких же совокупностей особей данного вида той или иной степенью давления или иных форм изоляции. Такое понимание популяции принято в современной генетике.
На основании изложенного, рассматриваемая в настоящей работе тема: «Основные понятия и процессы популяционной генетики», является актуальной.
Целью настоящей работы является изучение основных понятий и процессов популяционной генетики.
Исходя из цели, сформулируем задачи работы:
1. Рассмотреть основные понятия генетики популяций.
3. Изучить процессы популяционной генетики.
Структура работы соответствует поставленной цели и задачам и состоит из введения, основной части, заключения и списка использованной литературы.
В написании настоящей работы была использована научно-методическая литература в области психогенетики.

Вступление
Вопрос о появлении жизни на Земле интересовал еще философов древнего мира, в средние века ответ на него дала церковь. Тогда вопрос о происхождении жизни строился не на точных научных доказательствах а на вере человека. В Средние века церковь, как католическая так и протестантская и православная в происходжении жизни видела волю бога. Црековь имела в то время достаточно сил и возможностей для того чтобы сделать это догмой, оспаривать которую не все осмеливались.
И только в ХІХ веке начались более предметные научные поиски путей происхождения жизни на нашей планете. Они были сложными и тернистыми, и, в значительной мере, не завершены и в наше время. Все теории о происхождении жизни на Земле можно разделить на две основные теории: это эволюционная теория и теория творения. В нашей работе мы детально постараемся обсудить эти две теории и сделать вывод о том, какая из них более предпочтительна.
Другим вопросом, который также интересует человека – это вопрос о том единственен ли человек во Вселенной. Этот вопрос также имеет отношение к возникновению жизни на Земле. Ведь если жизнь могла развится эволюционно, то где-то в глубинах Вселенной могут существовать и другие цивилизации…
В работе мы рассмотрим попытки поиска учеными и энтузиастами внеземной жизни, способы такого поиска (проект SETI) и его перспективы.

1. Теории происхождения жизни на Земле.
Человечество всегда интересовал вопрос о происхождении жизни на Земле. Как появилась жизнь на Земле?
Религия дает однозначный ответ на этот вопрос, жизнь была создана Богом, Творцом, Высшим разумом. И как будет показано далее, наводит некоторые доказательства этого. Но религия не дает никакого ответа на вопрос: как это было сделано. Поэтому учеными была сформулирована теория абиогенного синтеза. Значительный вклад в создание и развитие теории абиогенного синтеза внес известный советский ученый, академик О. Опарин. Теория абиогенного синтеза основывается на том, что биологические вещества были созданы в неком первичном океане из неорганических веществ под действием высоких температур и електрических разрядов (молний). Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались первичные живые существа микроскопических размеров.
У этой теории есть недостаток: нет ни одного факта, который бы подтвердил возможность абиогенного синтеза на Земле хотя бы простейшего живого организма из неоргинических соединений соединений. В многочисленных лабораториях мира проведено очень много попыток такого синтеза. Например, удалось получить молекулы аминокислот, удалось также получить довольно длинные и сложные молекулы пептидов – соединений нескольких аминокислот, первые природные биополимеры, но никому не удалось в результате подобных экспериментов получить живую клетку.
Также по математической статистике вероятность самозарождения живого организма из неорганических веществ практически равняется нулю. Вероятность случайного образования за все время существования Земли хотя бы одной молекулы ДНК составляет 10- 800. Противоречат теории абиогенного синтеза и геологические данные. Как бы далеко мы не проникали у глубь геологической истории, не находим следов «азойской эры», то есть периода, когда на Земле не существовало бы никакой органической жизни.
Сейчас в результате палеонтологических исследований в древних породах, возраст которых достигает 3,8 млрд лет, а планета Земля существует около 4,5 млрд лет, нашли ископаемые останки достаточно сложных микроорганизмов – бактерий, сине-зеленых водорослей, простых грибков. Проблема абиогенного синтеза довольно сложна и должна рассматриватся лишь как одна из гипотез происхождения жизни на планете Земля.
Свои взгляды на происхождение жизни имел и В. Вернадский.
Он был уверен, что жизнь геологически вечна, то есть в геологической истории не было эпохи, когда наша планета была безжизненной. Вернадский считал, что жизнь – такая же вечная основа космоса, какими есть материя и энергия. Исходя из представления о биосфере как о земном, но одновременно и космическом механизме, Вернадский связывал ее образование и эволюцию с организованностью Космоса. «Для нас становится понятной, - писал он, - что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное». Эту мысль Вернадский повторял многократно: «...начала жизни в том Космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого Космоса. Жизнь вечна, поскольку вечный Космос».
Также Владимир Вернадский выступил с гипотезой космического рапространения жизни, которая твердит, что жизнь в виде малейших спор и грибков может переноситься с одной планеты на другую. Вернадский считал, что пылинки вещества могут содержать споры бактерий, микроорганизмы. Под действиев ветра и других атмосферных явлений эти пылинки поднимаются в высшие слои атмосферы, где они подхватываются солнечным ветром и покидают атмосферу населенной планеты. Под действием солнечного ветра пыль может путешествовать по пленетной системе пока она не попадет в поле притяжения другой планеты, таким образом будет перенесена жизнь на другие планеты. На сегодня нет исчерпывающих доказательств этой гипотезы как нет и ее окончательного опровержения.
2. Абиогенная теория происхождения жизни на Земле
Зарождение жизни на Земле, в целом, по-прежнему остается загадкой.
Ископаемые останки показывают, что жизнь в виде микроорганизмов и бактерий сеществовала еще не менее чем 2 – 3 млрд. лет назад. Например, были найдены остатки колоний микроорганизмов в горных породах и сланцах. В них были обнаружены остатки коллний микроорганизмов, которые напоминали коралловые рифы. Находка содержащих органические останки образцов явилась открытием. Ученые всего мира возобновили изучение пород, которые они ранее считали лишенными окаменелостей. Их усилия были вознаграждены поразительными результатами: древнейшим из обнаруженных на сегодняшний день формам жизни (в западной части Австралии) около 3 500 млн. лет.
Какой же была планета 4 млрд лет назад? Вопрос, на который нет однозначного ответа. Считается, что атмосфера Земли в те далекие времена была почти полностью лишена кислорода, а состояла из аммиака, воды, окиси углерода, метана, водорода и ряда других веществ. Большая часть поверхности Земли была покрыта слоем горячей воды, кипение которой поддерживалось магмой, расплавленной породой, находящейся под тонкой океанической земной корой.
В таких условиях и происходил абиогенный синтез. Академик Опарин считал. что, такая смесь газов и горячей воды могла привести к образованию так называемого "первичного бульона", богатого именно теми химическими элементами, которые необходимы для синтеза жизни. Реакция могла быть инициирована вулканической деятельностью, интенсивным ультрафиолетовым излучением, проходящим через тонкий слой атмосферы, или электрическим разрядом молнии.

Введение
Вопрос о возникновении и развитии Вселенной был предметом научного поиска для многих поколений ученых. В истории науки существовало множество гипотез, отвечающих на этот вопрос. Современное естествознание объясняет возникновение Вселенной с помощью концепции Большого взрыва, впервые предложенной известным физиком Г. Гамовым в 1948 г. Основные черты этой модели сохранились до сих пор, хотя и были позже дополнены теорией инфляции, или теорией раздувающейся Вселенной, разработанной американскими учеными А. Гутом и П, Стейнхардтом и дополненной советским физиком А.Д. Линде. Также нужно отметить, что для описания эволюции Вселенной были использованы метод глобального эволюционизма и концепция самоорганизации материи.
Исследуя проблему происхождения Вселенной, известный американский астроном Карл Саган построил образную модель ее эволюции; в которой космический год равен 15 млрд земных лет, а 1 секунда — 500 годам. В таком случае эволюция Вселенной будет выглядеть так:
Большой взрыв 1 января 0 ч 0 мин
Образование галактик 10 января
Образование Солнечной системы 9 сентября
Образование Земли 14 сентября
Возникновение жизни на Земле 25 сентября
Океанский планктон 18 декабря
Первые рыбы 19 декабря
Первые динозавры 24 декабря
Первые млекопитающие 26 декабря
Первые птицы 27 декабря
Первые приматы 29 декабря
Первые гоминиды 30 декабря
Первые люди 31 декабря в 22 часа 30 минут
Цель данного реферата – рассмотреть рождение и эволюцию Вселенной, для того, чтобы наиболее полно раскрыть эту тему, я отразила следующие вопросы: рождение Вселенной, ранний этап ее эволюции, структурная самоорганизация Вселенной и образование солнечной системы.
1. Рождение Вселенной
1.1 Сингулярность – начало нашей Вселенной?
Примерно 15 млрд лет отделяет пашу эпоху начало нашей от начала процесса расширения Вселенной, когда вся наблюдаемая нами Вселенная была сжата в комочек, в миллиарды раз меньший булавочной головки. Если верить математическим расчетам, то в начале расширения радиус Вселенной был и вовсе равен нулю, а ее плотность равна бесконечности. Это начальное состояние называется сингулярностью (точечный объем с бесконечной плотностью). Известные законы физики в сингулярности не работают. Более того, нет уверенности, что наука когда - либо познает и объяснит такое состояние вещества. Так что если сингулярность и является начальным простейшим состоянием нашей расширяющейся Вселенной, то наука не располагает о нем информацией.
В состоянии сингулярности кривизна пространства и времени становится бесконечной, сами эти понятия теряют смысл. Идет не просто замыкание пространственно-временного континуума, как это следует из общей теории относительности, а его полное разрушение. Правда, понятия и выводы общей теории относительности применимы лишь до определенных пределов — масштаба порядка 10-33 см. Дальше идет область, в которой действуют совсем иные законы. Но если считать, что начальная стадия расширения Вселенной является областью, в которой господствуют квантовые процессы, то они должны подчиняться принципу неопределенности Гейзенберга, согласно которому вещество невозможно стянуть в одну точку. Тогда получается, что никакой сингулярности в прошлом не было и вещество в начальном состоянии имело определенную плотность и размеры. По некоторым подсчетам, если все вещество наблюдаемой Вселенной, которое оценивается примерно в 1061 г, сжать до плотности 1094 г/см3, оно заняло бы объем около 10-33 см3, что примерно в 1000 раз больше объема ядра атома урана. Его нельзя было бы разглядеть и в электронный микроскоп.
Причины возникновения такого начального состояния, или сингулярности, а также характер пребывания материи в этом состоянии считаются неясными и выходящими за рамки компетенции любой современной физической теории. Неизвестно также, что было до момента взрыва. Долгое время ничего нельзя было сказать и о причинах Большого взрыва и переходе к расширению Вселенной. Но сегодня появились некоторые гипотезы, пытающиеся объяснить эти процессы. Они лежат в основе инфляционной модели развития Вселенной .
1.2 Вакуум и его роль в эволюции Вселенной
Итак, очевидно, что исходное состояние перед «началом» не является точкой в математическом смысле. Оно обладает свойствами, выходящими за рамки научных представлений сегодняшнего дня. Не вызывает сомнения, что исходное состояние было неустойчивым, породившим взрыв — скачкообразный переход к расширяющейся Вселенной. Это, очевидно, было самое простое состояние из всех, реализовавшихся позднее. В нем было нарушено все, что нам привычно: формы материи, законы, управляющие их поведением, пространственно-временной континуум. Такое состояние можно назвать хаосом, из которого при последующем развитии системы шаг за шагом формировался порядок. Первоначальный хаос оказался неустойчивым, что и послужило исходным толчком для всего дальнейшего развития Вселенной.
Еще Демокрит утверждал, что мир состоит из атомов и пустоты — абсолютно однородного пространства, разделяющего атомыи тела, в которые те соединяются. Современная наука на новом уровне интерпретирует идеи Демокрита. Его представление об атомах трансформировалось в физику микромира, но демокритовское представление о пустоте как о среде, разделяющей частицы, изменилось кардинально. Эта среда не является абсолютной пустотой, она вполне материальна и обладает, весьма своеобразными свойствами, пока еще малоизученными. По традиции эта среда, неотделимая от вещества, продолжает называться пустотой, вакуумом.
Вакуум — это пространство, в котором отсутствуют реальные частицы и выполняется условие минимума плотности энергии в данном объеме.
Казалось бы, раз нет реальных частиц, то пространство пусто, в нем не может содержаться энергия, даже минимальная. Но это представление пришло из классической физики. Квантовая же теория, опираясь на принцип неопределенности Гейзенберга, опровергает его. Мы помним, что принцип неопределённости утверждает невозможность точного одновременного определения напряженности поля и числа частиц. Раз число частиц равно нулю, то напряженность ноля равняться нулю не может, иначе оба параметра будут известны и принцип неопределенности будет нарушен. Поэтому напряженность поля в вакууме представляет собой флуктуационные колебания около нулевого значения. Соответствующая этим колебаниям энергия будет минимально возможной.
В соответствии со свойством корпускулярно-волнового дуализма колебания полей обязаны порождать частицы. И здесь мы сталкиваемся еще с одним парадоксом микромира. Квантовые эффекты могут на очень короткое время приостанавливать действие закона сохранения энергии. В течение этого промежутка времени, энергия может быть взята «взаймы» на различные цели, в том числе на рождение частиц. Разумеется, все возникающие при ЭТОМ частицы будут короткоживущими, так как израсходованная на них энергия должна быть возвращена спустя ничтожную долю секунды. Тем не менее, частицы могут фактически возникнуть из ничего, обретая мимолетное бытие, прежде чем снова исчезнуть, и эту скоротечную деятельность невозможно предотвратить. Эти частицы-призраки нельзя наблюдать, хотя они могут оставить следы своего кратковременного существования. Они представляют собой разновидность виртуальных частиц, аналогичных переносчикам взаимодействий, но не предназначенных для получения иди передачи сигналов.
Таким образом, «пустой» вакуум оказывается заполненным Виртуальными частицами. Он не безжизнен и безлик, а полон энергии. А то, что мы называем частицами, — всего лишь редкие возмущения, подобные «пузырькам» на поверхности целого моря активности.
Современные теории предполагают, что энергия вакуума проявляется отнюдь не однозначно. Вакуум может быть возбужденным и может находиться в одном из многих состояний с сильно различающимися энергиями. При этом разным энергетическим уровням вакуума соответствуют разности отрицательных давлений, так как для квантового вакуума характерно наличие сил отталкивания .

Введение
Все чаще слово «экология» можно услышать в бытовой сфере, от людей, профессиональная деятельность которых далека от охраны природы. Однако, как показывает практика, термин этот употребляется в несвойственном ему значении. Так, можно услышать фразы вроде «ухудшение экологии в Москве», «у нас плохая экология». На самом же деле экология – это вовсе не окружающая нас действительность, а наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания , об организации и функционировании надорганизменных биологических систем (популяций, сообществ, экосистем) и закономерностях их взаимосвязи со средой. В последние годы изучение экологии становится всё более актуальным: с развитием цивилизации по мере ускорения темпов научно-технического прогресса человек во многом преуспел в освоении природных ресурсов, покорении и завоевании природы. Однако, как оказалось, восстановительные возможности биосферы далеко не безграничны, и природа начинает отвечать человеку на его воздействие возникновением очагов экологических бедствий и экологическими катастрофами. К сожалению, осознание экологических проблем еще не обеспечивает их решения и предупреждения. Для этого необходимо как минимум формирование высокого уровня экологической культуры у широких слоев населения.
Цель данного реферата – получение представления об экологии как науке. Для достижения указанной цели необходимо решить ряд задач, таких как раскрытие термина «экология»; выделение предмета, методов и задач современной экологии; рассмотрение основных законов экологии.
В связи с актуальностью темы, многие авторы уделяют ей внимание. Вопрос «экология как наука» рассматривается в первых главах практически всех учебников и учебных пособий по дисциплинам «Экология», «Природопользование» и смежным. Также этой теме уделяют внимание в пособиях по дисциплинам «Концепции современного естествознания», «Общая биология», «Безопасность жизнедеятельности» и других.
Глава I. Термин «экология»
Экология как научная дисциплина на настоящий момент имеет более чем столетнюю историю. Систематически экологические исследования начали вестись приблизительно в 1900 г. Основы зарождающейся науки - экологии можно найти уже в трудах таких ученых прошлого века, как Гумбольт, Ламарк, Северцев и многие другие. Огромный вклад в развитие экологии был внесен русскими учеными Вавиловым, Сукачевым, Павловским, Шварцем, Колесниковым и другими. Бесспорно, особая заслуга принадлежит разработчику теории ноосферы В.И.Вернадскому.
Сам термин «экология», образованный от греческого "ойкос" (в переводе значит «дом» и «логос» – наука) был предложен в 1869г. немецким естествоиспытателем Э. Геккелем. В этот термин Э. Геккель вложил значение «наука о месте обитания видов», определив ее как биологическую науку, которая изучает взаимоотношения организмов с окружающей средой. В то время организм считался самым сложным уровнем организации жизни. В ходе дальнейшего развития экологии ученые выяснили, что жизнь существует и в виде надорганизменных уровней организации. Таким образом, представление об экологии как науке в настоящее время значительно расширилось.
Современными учеными экология понимается следующим образом:
• Дисциплина, которая изучает наиболее общие законы, согласно которым функционируют экосистемы различного иерархического уровня;
• Часть биологии (биоэкология), которая изучает отношения отдельных организмов, а также надорганизменных единиц (популяций, сообществ, биоценозов, экосистем и т.п.), с окружающей их средой и между собой;
• Наиболее общая, комплексная наука, которая исследует среду обитания различных живых существ, в том числе и человека;
• Область знаний, объектом внимания которой является некая совокупность предметов и явлений. Данная совокупность изучается с точки зрения какого-либо субъекта или объекта. В большинстве случаев выбирается живой субъект или объект. Он принимается за центральный в этой совокупности. Может показаться странным то факт, что субъект или объект не обязательно живой. На самом же деле это логично – можно рассматривать совокупность предметов и явлений, центром для которых является завод или иное промышленное предприятие;
• Наука, которая исследует положение человека как вида, его связи с экологическими системами и различное воздействие человека на них.
Подводя итог, следует отметить, что современная всеобщая или глобальная экология – это научное направление, которое рассматривает некую значимую для центрального члена анализа (который, как было сказано выше, может быть живым или не живым) совокупность природных и иногда социальных (если речь идет о человеке) явлений и предметов. Изучение ведется с точки зрения интересов этого центрального субъекта или объекта.
Экология сегодня включает ряд дисциплин и отраслей науки, весьма далеких от изначального понимания экологии Геккелем как биологической науки. Несмотря на это, в основе всех без исключения современных направлений экологии лежат все те же фундаментальные идеи биоэкологии.
В последнее время в связи с многозначностью слова «экология» нередко высказываются опасения насчет возможности полной утраты первоначального смысла термина.
Глава II. Предмет, задачи, цели и методы экологии
Чтобы ответить на вопрос, что является пред¬метом экологии, необходимо рассмотреть уровни организации живой материи. С точки зрения современной биологии, жизнь на планете Земля представлена следующими уровнями орга¬низации живой материи: ген - клетка - ткань - орган - орга¬низм - популяция - биоценоз (сообщество) - биогеоценоз (эко¬система) - биом - биосфера. В этом жизненном спектре пред¬метом экологии являются биологические системы от организма до биосферы. Исходя из этого, можно дать более полное современное опре¬деление экологии как науки. Экология - это биологическая наука, изучающая формирование, структуру и функционирование биологических систем всех уровней от организма до биосферы и их взаимодействие с окружающей средой. Из дан¬ного определения вытекают задачи экологии.
В узком смысле задачи экологии меняются в зависимости от изучаемого уровня организации живой материи. Популяционная экология исследует закономерности динамики численности и структуры популяций, а также процессы взаимодействий (конкуренция, хищничество) между популяциями разных видов. В задачи экологии сообществ (биоценологии) входит изучение закономерностей организации различных сообществ, или биоценозов, их структуры и функционирования (круговорот веществ и трансформация энергии в цепях питания).