А. Скорик - Шпаргалка по концепциям современного естествознания

Человечество живет на небольшой планете, движущейся вокруг одной из бесчисленного множества звезд Вселенной. Во Вселенной, как считают большинство современных астрономов и философов, возможно существование множества миров, в которых обитают цивилизации, аналогичные человеческой.

В настоящее время ученые ведут поиск внеземных цивилизаций с помощью мощного радиотелескопа, излучающего радиосигналы на определенных частотах.

Предположения ученых о существовании других цивилизаций во Вселенной опираются на имеющийся в наличии огромный банк исследовательских данных, полученных в результате массы наблюдений (наземных и с помощью космических аппаратов).

Эти данные дают основание ученым утверждать, что:

– в Метагалактике есть огромное число звезд, похожих на наше Солнце;

– планеты согласно современным данным должны существовать не только у нашего Солнца, но и других звезд;

– планетные системы есть, возможно, даже у некоторых из немногих ближайших к Солнцу звезд;

– жизнь на Земле появилась в результате сложной и длительной эволюции неживой материи. При соответствующих условиях жизнь могла возникнуть и на планетах других звезд.

Кроме антропного принципа, современная космоло гия рассматривает принцип самоорганизации. Это принцип рассматривает возникновение живого. В длив шейся многие миллиарды лет эволюции выделяютс несколько качественно различных этапов. Вначал имеют место только физические процессы, наприме возникновение элементарных частиц и синтез все бо лее сложных атомных ядер. Объединение атомо в молекулы – это уже химия, а большие молекулы предпосылка зарождения жизни.

Космологи представляют всю эволюцию Вселен ной, включая возникновение жизни, человека и об щества, как некий единый процесс самодвижени! самоорганизации и самоусложнения материи. В ре зультате многочисленных исследований в науке сей час уже есть эскиз, черновой набросок объяснени всей эволюции: от изначального вакуума и космо логического большого взрыва (20 млрд лет назад до таких необычайно сложных продуктов адаптаци как логическое мышление, совесть и любовь. В ко нечном счете все приходит в мир путем самоорга низации и самоусложнения.

Одной из основных догм витализма было утверждение о том, что органическое вещество не может возникнуть вне организма. Отсюда вытекала невозможность возникновения живого из неживого, и проблема естественного происхождения жизни вообще снималась. Как известно, в 1824 г. Ф. Велеруудалось получить в лаборатории (вне организма) щавелевую кислоту, а четыре года спустя и карбамид (мочевину). В настоящее время многие тысячи органических соединений вырабатываются тысячами и миллионами тонн; современным школьникам кажется даже странным, что между органическим и неорганическим когда-то могла лежать пропасть.

Теперь происхождение генетического кода – ключевая проблема происхождения жизни, тогда как возникновение органического из неорганического – почти банальность.

Третий принцип функционирования Вселенной, рассматриваемый современной космологией в комплексе с антропным, на профессиональном жаргоне часто называют «водоуглеродным шовинизмом». Это связано в первую очередь с нашим химическим составом, причем роль углерода исключительна. Как известно, этот элемент образует раз в тридцать больше различных химических соединений, чем все остальные элементы, вместе взятые. Среди этого богатейшего ассортимента природе легче найти подходящие «строительные материалы» для живого, чем среди каких бы то ни было других имеющихся наборов. Мало того, углерод наиболее способен к образованию таких соединений, молекулы которых имеют сложное цепное и циклическое строение и могут участвовать в очень разнообразных превращениях. Все работает словно по заказу для создания наиболее сложных и пластичных «конструкций».

Что касается роли воды, то ее тоже трудно переоценить. Вода в природе – самый совершенный растворитель, а контакт и взаимодействие веществ между собой, необходимый для возникновения самоорганизующихся структур, осуществляется во многих отношениях наиболее совершенным образом в растворах.

Наша принадлежность к жизни водно-углеродного типа – огромное везение, наша уверенность в превосходстве такой формы жизни над работно-пленочнопылевидными (метало-кремниево-аммиачными и т. д.), по-видимому, имеет под собой весьма солидные основания.

Открытие явления радиоактивности и результаты опытов Резерфордаубедительно показали, что атомы не являются неделимыми простейшими частицами. Как было установлено, они состоят из электронов, протонов и нейтронов. В начале частицы, из которых построены атомы, считались неспособнымини к каким изменениям и превращениям. Поэтому их назвали элементарными частицами. Знакомство со свойствами этих трех частиц, наиболее распространенных в изученной части Вселенной, показало, что термин «элементарная частица» довольно условен.

Одна из этих частиц – нейтрон в свободном состоянии существует в среднем лишь около 15 мин, а затем самопроизвольно распадается на протон, электрон и нейтрино. Однако считать протон, электрон и нейтрино «настоящими» элементарными частицами, а нейтрон «ненастоящей» нельзя, так как каждая из этих частиц при взаимодействии с другими частицами и атомными ядрами может превращаться в другие частицы. Полное число параметров, определяющих свойства частицы, довольно велико. Важнейшими из них являются масса частицы, ее электрический заряд, спин и время жизни. Спином называется величина, дающая количественную характеристику вращательного движения частицы. Спин частицы (механический момент) у различных частиц может иметь различные значения, но все частицы одного типа имеют абсолютно одинаковые спины.

Любой из электронов обладает механическим моментом, равным 0,50272 ? 10-34Дж|с. Эта величина точности равна ?h(h = 6,626 ? 10-31Дж/с – постоянная Планка). Величина h принята за единицу спина.

Существует четыре типа взаимодействия между элементарными частицами – гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Гравитационные силы действуют между любыми частицами, электромагнитные – между заряженными. Примером сильного взаимодействия могут служить ядерные силы, связывающие в атомных ядрах протоны и нейтроны. Слабое взаимодействие обнаруживается в процессах, связанных с испусканием или поглощением нейтрино. В природе существует частица с массой, равной массе электрона, но заряженная положительно – позитрон. Электрон и позитрон, способные к совместному «рождению» в паре и к аннигиляции при встрече, назвали античастицами. Рождение электронно<���позитронных пар и аннигиляция при встрече наглядно показывают, что две формы материи – вещество и поле – не являются резко разграниченными, возможны превращения материи из одной формы в другую. Античастица имеется у каждой элементарной частицы. Масса любой античастицы в точности равна массе соответствующей частицы, а электрический заряд равен по абсолютному значению заряду частицы и противоположен ему по знаку. Изучение свойств света показало, что он обладает сложной природой, сочетающей в себе волновые и корпускулярные свойства.