На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


Реферат Естествознание как отрасль научного познания. Теория единого поля: электрослабое, великое объединение, универсальное. Липиды и их функции. Антропогенное воздействие на атмосферу. Экологический и нравственный императивы. Происхождение человека. Биосфер

Информация:

Тип работы: Реферат. Предмет: Биология. Добавлен: 16.05.2008. Сдан: 2008. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


9
1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ОТРАСЛЬ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ.
Естествознание - это раздел на-уки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.
Предмет естествознания -- факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача учено-го -- обобщить эти факты и создать теоретическую мо-дель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Следует различать факты опыта, эмпирические обобщения и теории, которые формулируют законы на-уки. Явления, например тяготение, непосредственно да-ны в опыте; законы науки, например закон всемирного тяготения, -- варианты объяснения явлений. Факты на-уки, будучи установленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки, как, скажем, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности. Значение чувств и разума в процессе нахождения ис-тины -- сложный философский вопрос. В науке признает-ся истиной то положение, которое подтверждается вос-производимым опытом. Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Не в том смысле, что каждое частное утвержде-ние должно обязательно эмпирически проверяться, а в том, что опыт в конечном счете является решающим аргу-ментом принятия данной теории. Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т.е. истину, пригодную и прини-маемую всеми людьми. Поэтому оно традиционно рас-сматривалось в качестве эталона научной объективности. Другой крупный комплекс наук -- обществознание, -- на-против, всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии общест-воведения наряду с объективными методами исследова-ния приобретают большое значение переживание изучае-мого события, субъективное отношение к нему и т.п.
От технических наук естествознание отличается наце-ленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики тем, что исследует природные, а не знаковые системы.
Следует учитывать различие между естественными и техническими науками, с одной стороны, и фундамен-тальными и прикладными -- с другой. Фундаментальные науки -- физика, химия, астрономия -- изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для реше-ния как познавательных, так и социально-практических задач, В этом смысле все технические науки являются прикладными, но далеко не все прикладные науки отно-сятся к техническим. Такие науки, как физика металлов, физика полупроводников, являются естественными при-кладными дисциплинами, а металловедение, полупро-водниковая технология -- техническими прикладными науками.
Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками в принципе нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, зани-мающих промежуточное положение или являющихся комплексными по своей сути. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая геогра-фия, на стыке естественных и технических -- бионика, а комплексной дисциплиной, которая включает и естест-венные, и общественные, и технические разделы, являет-ся социальная экология.
2. ТЕОРИЯ ЕДИНОГО ПОЛЯ: ЭЛЕКТРОСЛАБОЕ, ВЕЛИКОЕ
ОБЪЕДИНЕНИЕ, УНИВЕРСАЛЬНОЕ ПОЛЕ.
Известны четыре основных физических взаимодейст-вия, которые определяют структуру нашего мира: силь-ные, слабые, электромагнитные и гравитационные.
I. Сильные взаимодействия происходят между адронами (от греч. «адрос» -- сильный), к которым относятся барионы (греч. «барис» -- тяжелый) -- это нуклоны (протоны и нейтроны) и гипероны, и мезоны. Сильные взаимодейст-вия возможны только на малых расстояниях (радиус при-мерно 10"13 см).
Одно из проявлений сильных взаимодействий -- ядер-ные силы. Сильные взаимодействия открыты Э. Резерфордом в 1911 г. одновременно с открытием атомного ядра (этими силами объясняется рассеяние а-частиц, проходя-щих через вещество). Согласно гипотезе Юкавы (1935 г.) сильные взаимодействия состоят в испускании промежу-точной частицы -- переносчика ядерных сил. Это л-мезон, обнаруженный в 1947 г., с массой в 6 раз меньше массы ну-клона и найденные позже другие мезоны. Нуклоны окру-жены «облаками» мезонов.
Нуклоны могут приходить в возбужденные состоя-ния -- барионные резонансы -- и обмениваться при этом иными частицами. При столкновении барионов их обла-ка перекрываются и «возбуждаются», испуская частицы в направлении разлетающихся облаков. Из центральной области столкновения могут испускаться в различных направлениях более медленные вторичные частицы. Ядерные силы не зависят от заряда частиц. В сильных взаимодействиях величина заряда сохраняется.
Электромагнитное взаимодействие в 100--1000 раз слабее сильного взаимодействия. При нем происходит ис-пускание и поглощение «частиц света» -- фотонов.
Слабые взаимодействия слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. Радиус действия на два порядка меньше радиуса сильного взаимодействия. За счет слабого взаимодействия светит Солнце (протон превра-щается в нейтрон, позитрон и нейтрино). Испускаемое нейтрино обладает огромной проникающей способнос-тью -- оно проходит через железную плиту толщиной миллиард км. При слабых взаимодействиях меняется за-ряд частиц.
Слабое взаимодействие представляет собой не кон-тактное взаимодействие -- оно осуществляется путем об-мена промежуточными тяжелыми частицами -- бозонами, аналогичными фотону. Бозон виртуален и нестабилен.
IV. Гравитационное взаимодействие во много раз сла-бее электромагнитного. «Спустя 100 лет после того, как Ньютон открыл закон тяготения, Кулон обнаружил такую же зависимость электрической силы от расстояния. Но закон Ньютона и закон Кулона существенно различаются в следующих двух отношениях. Гравитационное притяже-ние существует всегда, в то время как электрические силы существуют только в том случае, если тела обладают элек-трическими зарядами. В законе тяготения имеется только притяжение, а электрические силы могут как притягивать, так и отталкивать» (Эйнштейн А., Инфельд Л. Цит. соч. С. 65).
Одна из главных задач современной физики -- создать общую теорию поля и физических взаимоотношений. Но действительное развитие науки далеко не всегда совпада-ет с планируемым.
Новый диалог с природой возникает и в результате изучения механизмов эволюции неживых систем в новой науке -- синергетике. «Установившееся в результате ее (науки -- А. Г.) успехов, ставшее для европейцев традици-онным видение мира -- взгляд со стороны. Человек ставит опыты, ищет объяснение их результатам, но сам себя час-тью изучаемой природы не считает. Он -- вне ее, выше. Теперь же начинают изучать природу изнутри, учитывать и наше личное присутствие во Вселенной, принимать во внимание наши чувства и эмоции» (Пригожий И. Краткий миг торжества).
3. ЛИПИДЫ И ИХ ФУНКЦИИ.
Переходя от проблемы происхождения жизни к про-блеме строения живого, отметим, что научное знание в этой области в большей степени достоверно за счет успе-хов, достигнутых новой наукой -- молекулярной биологи-ей. Можно сказать, что примерно в середине столетия произошла научная революция в биологии, вторая в на-шем веке после научной революции в физике, и благода-ря ей биология выбилась в лидеры «соревнования» между науками.
Во второй половине XX в. были выяснены веществен-ный состав, структура клетки и процессы, происходящие в ней. «Клетка -- это своего рода атом в биологии. Точно так же, как разные химические соединения сложены из атомов, так и живые организмы состоят из огромных скоплений клеток. Из работ физиков мы знаем, что все атомы очень похожи друг на друга: в центре каждого ато-ма находится массивное, положительно заряженное ядро, а вокруг него вращается облако электронов -- это как бы Солнечная система в миниатюре! Клетки, подобно ато-мам, также очень сходны друг с другом. Каждая клетка со-держит в середине плотное образование, названное ядром, которое плавает в «полужидкой» цитоплазме. Все вместе заключено в клеточную мембрану» (Кендрью Дж. Нить жиз-ни. М., 1968).
Основное вещество клетки -- белки, молекулы кото-рых обычно содержат несколько сот аминокислот и похо-жи на бусы или браслеты с брелоками, состоящими из главной и боковой цепей. У всех живых видов имеются свои особые белки, определяемые генетическим аппара-том. В клетке и происходит процесс воспроизводства бел-ков в соответствии с генетическим кодом организма. Без клетки генетический аппарат не мог бы существовать.
Если же случится, что в организм животного попадут вредные для него бактерии и другие инородные тела, то с ними вступает в бой иммунная система, в которую входят клетки. У низших животных они играют роль пищевари-тельных органов, а у высших животных, в том числе чело-века, их значение заключается именно в защите специфи-ческого строения данного организма (теория иммунитета разработана русским ученым И.И. Мечниковым).
О размерах клетки и содержании в ней веществ свиде-тельствует такая аналогия. «Представьте себе, что мы уве-личим человека до размеров Великобритании. Тогда одна его клетка будет примерно такой же величины, как фаб-ричное здание. Внутри клетки находятся большие моле-кулы, содержащие тысячи атомов, в том числе молекулы нуклеиновой кислоты. Так вот, даже при этом огромном увеличении, которое мы себе вообразили, молекулы нук-леиновой кислоты будут тоньше электрических прово-дов».
Сопоставление клетки с фабрикой не случайно. «Лю-бой живой организм можно уподобить гигантской фабри-ке, на которой производится множество разнообразных химических продуктов; на ней производится и энергия, приводящая в движение всю фабрику. Более того, она мо-жет воспроизводить самое себя (что для обычных фабрик совершенно невозможно!). И если теперь вспомнить, на-сколько сложны все эти производственные процессы, то станет ясно, что весь сложный комплекс операций, про-изводимых на фабрике, нельзя вести как попало, без должной организации, без подразделения на цеха, внутри которых установлены рядами станки и машины, и т.д. Иными словами, для того чтобы в живом организме все процессы протекали согласованно, необходима какая-то определенная организация составляющих его структур». Ученые выясняют, как работает эта «фабри-ка» и каков механизм ее воспроизводства.
Попадающие в организм белки расщепляются на ами-нокислоты, которые затем используются им для построе-ния собственных белков. Нуклеиновые кислоты создают ферменты, управляющие реакциями. Например, для одного процесса брожения нужна дюжина ферментов, каждый из которых управляет одной реакцией и действует только на строго определенный вид молекул. Все ферменты -- белки. Фермент похож на дирижера, который играет всегда со своим оркестром. В каждой клетке несколько тысяч «ди-рижеров-ферментов». Это станки и машины «фабрики».
В качестве примера процессов, проходящих в клетках и тканях организма, рассмотрим роль гемоглобина -- глобу-лярного белка красных кровяных клеток -- эритроцитов, цепи которого свернуты в сферу. По словам Дж. Кендрью, «...присутствием гемоглобина обусловлен красный цвет крови. Функция этого белка состоит в том, чтобы перено-сить кислород из легких к тканям. Гемоглобин обладает за-мечательной способностью связывать молекулярный кис-лород. Точнее говоря, одна молекула гемоглобина может связать одновременно четыре молекулы кислорода. В лег-ких, где давление кислорода выше, происходит присоеди-нение молекул кислорода к гемоглобину. Гемоглобин до-ставляет их к тканям, но там давление ниже, и кислород ос-вобождается. Далее происходит диффузия кислорода внутрь клеток. В клетке молекулы кислорода встречаются с другим белком -- миоглобином... Это как бы младший брат гемоглобина; его молекула в четыре раза меньше и способ-на связать не четыре, а только одну молекулу кислорода. Миоглобин тоже красный; этим объясняется красный цвет мяса. Молекулы кислорода переходят от гемоглобина к миоглобину, где и хранятся до тех пор, пока не потребуются клетке».
Молекулярная биология, изучающая биологические процессы на молекулярном уровне, -- один из наиболее ярких примеров конвергенции двух наук -- физики и би-ологии.
4. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ И НРАВСТВЕННЫЙ ИМПЕРАТИВЫ.
В развитие биологии в XX в. большой вклад внесли русские ученые. Русская биологическая школа имеет славные традиции. Первая научная модель происхожде-ния жизни создана А.И. Опариным. В.И. Вернадский был учеником выдающегося почвоведа В.В. Докучаева, который создал учение о почве как своеобразной оболоч-ке Земли, являющейся единым целым, включающим в себя живые и неживые компоненты. По существу, учение о биосфере было продолжением и распространением идей Докучаева на более широкую сферу реальности. Развитие биологии в этом направлении привело к созда-нию экологии.
Значение учения о биосфере Вернадского для эколо-гии определяется тем, что биосфера представляет собой высший уровень взаимодействия живого и неживого и глобальную экосистему. Результаты Вернадского поэтому справедливы для всех экосистем и являются обобщением знаний о развитии нашей планеты.
Основные положения учения
Существует два основных определения понятия «био-сфера», одно из которых и дало начало применению дан-ного термина. Это понимание биосферы как совокупнос-ти всех живых организмов на Земле. В.И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, пе-реосмыслил понятие биосферы. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.
Такое толкование определило взгляд Вернадского на проблему происхождения жизни. Из нескольких вариан-тов (1) жизнь возникла до образования Земли и была за-несена на нее; 2) жизнь зародилась после образования Земли; 3) жизнь возникла вместе с формированием Зем-ли) Вернадский придерживался последнего и считал, что нет убедительных научных данных, что живое когда-либо не существовало на нашей планете. Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась только ее форма. Иными словами, биосфера была на Зем-ле всегда.
Под биосферой Вернадский понимал тонкую оболоч-ку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагает-ся на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы. В атмо-сфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном -- тонким (в несколько миллиметров) слоем озо-на на высоте примерно 20 км. Океан населен жизнью це-ликом до дна самых глубоких впадин в 10--11 км. В твер-дую часть Земли жизнь проникает до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях).
Занимаясь созданной им биогеохимией, изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практиче-ски ни одного элемента из таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Он сформулировал три биогеохимических принципа.
Биогенная миграция химических элементов в био-сфере всегда стремится к максимальному своему проявле-нию. Этот принцип в наши дни нарушен человеком.
Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Этот принцип при антропогенном из-мельчании средних размеров особей биоты Земли (лес сменяется лугом, крупные животные -- мелкими) начина-ет действовать аномально интенсивно.
3. Живое вещество находится в непрерывном химиче-ском обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца. Вследствие нарушения двух первых принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу
могут превратиться в разрушающие ее факторы.
Данные геохимические принципы соотносятся со сле-дующими важными выводами Вернадского, 1. Каждый организм может существовать только при условии посто-янной тесной связи с другими организмами и неживой природой. 2. Жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на нашей планете. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распро-странялись по планете, стимулируя перераспределение энергии и вещества.
Эмпирические обобщения Вернадского
1. Первым выводом из учения о биосфере является принцип целостности биосферы. «Можно говорить о всей жизни, о всем живом веществе как о едином целом в ме-ханизме биосферы» (Вернадский В.И. Биосфера...). Стро-ение Земли, по Вернадскому, есть согласованный меха-низм. «Твари Земли являю и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.