Geum.ru

Процесс научного познания. Гипотеза и теория

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2   3   4   5
Такую теорию можно назвать УНИВЕРСАЛЬНОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИЕЙ.
В рамках этой теории получены следующие результаты:
1. Устойчивые системы субатомных частиц рассматриваются как существующие за счет механического воздействия на систему частиц поля, приходящих преимущественно извне системы. Такие процессы, объединяющие частицы в системы и системы в ансамбли, в их интегральной форме можно рассматривать как УНИВЕРСАЛЬНОЕ ДИСКРЕТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
2. Перманентно идущей диффузией границ всех систем объясняется расши¬рение нашей Вселенной. Параллельно с изменением размеров систем идет процесс замедления темпа времени в этих системах. ИНТЕНСИВНОСТЬ ДИФФУЗИИ В МИКРОМИРЕ ПОЛНОСТЬЮ СОВПАДАЕТ С ИНТЕНСИВНОСТЬЮ ГРАВИТАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.
3. ЗАРЯДЫ МОЖНО ИНТЕРПРЕТИРОВАТЬ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ МЕХАНИКИ. В частности, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД, как показывает анализ, представляет собой СКРЫТЫЙ КИНЕМАТИЧЕСКИЙ ПАРАМЕТР. Его значение как механической величины вероятност¬ным способом привязано к параметрам МАКСИМУМА ФУНКЦИИ ПЛАНКА ДЛЯ РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.
Есть все предпосылки для создания МЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. Такая теория готовится к публикации.
4. Заложены основы КИНЕМАТИЧЕСКОЙ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ТЕОРИИ, в которой явления рассматриваются как на волновом, так и на корпускулярном уровне.
5. Фотон как волна-корпускула, имеющая нулевую массу, может быть представлен пакетом волн. При стан¬дартных параметрах рассчитывается масса образованной из волн СТАНДАРТНОЙ ЧАСТИЦЫ. Она совпадает по величине с АТОМНОЙ МАССОЙ.
6. Просматриваются широкие возможности для новой интерпретации и детального анализа с точки зрения механики и теории вероятности явлений, которые описывает квантовая механика.


БИЛЕТ22

1. Что такое радиация?

Радиация существовала всегда. Радиоактивные элементы входили в состав Земли с начала ее существования и продолжают присутствовать до настоящего времени. Однако само явление радиоактивности было открыто всего сто лет назад.

.2. Влияние радиации на человеческий организм

Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.

3. Источники радиационного излучения

Существует два способа облучения: если радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его снаружи, то речь идет о внешнем облучении. Другой способ облучения – при попадании радионуклидов внутрь организма с воздухом, пищей и водой – называют внутренним.

Источники радиоактивного излучения весьма разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: естественные и искусственные (созданные человеком). Причем основная доля облучения (более 75% годовой эффективной эквивалентной дозы) приходится на естественный фон.

а.) Естественные источники радиации

Естественные радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).

Разные виды излучения попадают на поверхность Земли либо из космоса, либо поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, причем земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.

Иными словами, проживая в горных районах и постоянно пользуясь воздушным транспортом, мы подвергаемся дополнительному риску облучения.


БИЛЕТ 24 И 23 !!!! Закон Хаббла и концепция Большого Взрыва.

Американский ученый Э. Хаббл в результате измерения скоро­стей удаления галактик установил, что любая галактика удаляется от нас в среднем со скоростью, пропорциональной расстоянию до нее. Это открытие окончательно разрушило существовавшее со времен Аристотеля представление о статичной, незыблемой Все­ленной.

V=Hr

H - постоянная Хаббла.

С течением времени постоянная Хаббла постепенно уменьшается – разбегание галактик замедляется. Но такое уменьшение за наблюдаемый период времени ничтожно мало. Величина, обратная постоянной Хаббла, - время жизни (возраст) Вселенной. Установлено, что возраст Вселенной составляет около 15 млрд. лет, а это означает, что вся Вселенная 15 млрд. лет назад была сосредоточена в очень маленькой области. Предполагается, что в то время плотность вещества Вселенной была не меньше плотности атомного ядра, и вся Вселенная представляла собой огромную ядерную каплю. По каким-то причинам ядерная капля оказалась в неустойчивом состоянии и взорвалась. Это предположение лежит в основе концепции большого


Билет 25


В основе всех наших представлений о «конце света» лежит убежденность во временном невечном характере известного нам мира, который в силу этого имеет начало и конец вместе со временем, как мы теперь ощущаем его. Отсюда следует, что вселенная вовлечена в единственное в своем роде движение. Мы называем это движение «историей», так как с самого начала неясно, является ли оно хаотическим распространением космических обломков и пыли или исполненной смысла эволюцией вселенной, целенаправленным развитием, движением к новым мирам более высокого порядка.

Все представления о конце мира, как современные, так и получившие распространение в прежние времена, можно классифицировать в зависимости от того, является ли предметом их рассмотрения цель (telos) или конец (finis) космической истории.  Если история вселенной имеет цель, которой является ее завершение, то тогда речь идет об осмысленном развитии и видимом постепенном продвижении от одной его ступени к другой. Последняя великая космическая система целенаправленной метафизики была разработана Пьером Тейяр де Шарденом. Согласно этой теории, в отдаленном будущем появится «точка Омега», которая привлечет к себе вселенную и все ее части. При этом она не будет продвигаться в направлении вселенной, но привлечет ее своим притяжением. 

Но если история вселенной должна закончиться всеобщей катастрофой, после которой не будет ничего, то в такой истории нет места ни для осмысленного развития, ни для целенаправленного движения вперед. Такая история есть лишь последовательность катаклизмов, возвещающих о наступлении конечной катастрофы всей вселенной. Тогда не только человеческая история, но и история вселенной предстанет перед нами как «just one damned thing after another» – «просто одна проклятая вещь после другой».

С точки зрения богословия, мы называем представления о целенаправленном движении к совершенству «милленаристcкими», так как все они повествуют о «золотом веке», предсказанном еще Вергилием, и об «окончательном царстве Христа» (Откр 20) на последнем этапе истории. Концепции «линейного времени», с помощью которого можно измерить продвижение вперед в самых разнообразных сферах жизни, равно как охватившая современный мир вера в прогресс, есть не что иное, как свойственная нашему времени секуляризация старых милленаристских или хилиастических представлений о завершении истории. 

Мы называем представления о катастрофическом окончании истории «апокалиптическими» в связи с тем, что именно христианские и иудей­ские апокалиптические сочинения содержат пророчества о гибели этого подавляющего человека мира насилия, несправедливости и смерти. Первоначально апокалиптическим был не мир метафизических «духовидцев», как их именует Иммануил Кант, но мир гонимых и мучеников. Это была «религия угнетенных» (Латернари). В секуляризованной форме подобные идеи получили в наше время отражение в «экстерминизме» и в научно-фантастической литературе в образе космического «терминатора», осуществляющего конец света. 

Для христианской эсхатологии характерно сочетание двух идей: начала и конца, гибели и нового рождения, прощания и встречи. Ибо христианской может называться только та эсхатология, основу которой составляют два события: исход Израиля и явление Христа. Рабство Израиля и смерть Христа – прообразы катастрофы. Исход в свободу земли обетованной и воскресение к вечной жизни будущего мира – прообразы нового рождения. Гибель Иисуса на кресте – не последнее, что произошло с ним. Она стала подлинным началом Христа в воскресении и в дарующем жизнь Духе. Диалектическую тайну христианской эсхатологии можно выразить словами Т. С. Элиота: «In my end is my beginning» («В моем конце мое начало»). Нечто подобное имел в виду и я, когда говорил слова, которые впоследствии были процитированы в приглашении на этот симпозиум: «What can a theology of hope tell us about the far-future cosmos that has relevance from a human perspective? Could the “death and raising of the universe” be the “prelude to an unexpected new creation of all things”?» («Что богословие надежды может сказать нам об отдаленном будущем космоса, имеющем к человеку самое непосредственное отношение? Может ли “смерть и воскресение вселенной” быть “прелюдией к неожиданному новому творению всех вещей”?»). В свете своего опыта познания Бога иудеи и христиане ожидают всеобщего Исхода всех вещей из рабства непостоянства в «новое небо и новую землю,.. [где] прежние уже не будут воспоминаемы и не придут на сердце». Они ожидают воскресения всех мертвых и возрождения всех вещей в новом вечном творении (Откр 21:4). Только тогда наступит «мир без конца».


БИЛЕТ 26. Эволюция и строение галактик


Галактики – звёздные системы, слои уплотнения, границами которых являются ударные волны. Классификация галактик: 1)Спиральные галактики - характерны двумя сравнительно яркими ветвями, расположенными по спирали. Ветви выходят либо из яркого ядра, либо из концов светлой перемычки, пересекающей ядро. 2)Эллиптические галактики - имеющие форму эллипсоидов, построены из звезд красных и желтых гигантов, красных и желтых карликов и некоторого количества белых звезд не очень высокой светлости. 3) Иррегулярные (неправильные) - обладающие неправильными формами. отличаются очень низкой поверхностью и яркостью. Неправильная форма у галактики может быть, вследствие того, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в ней материи или из-за молодого возраста или вследствие искажения формы в результате взаимодействия с другой галактикой.

звёздные скопления – группы звёзд, связанных силами тяготения и движущиеся в пространстве как единое целое. В различных созвездиях обнаруживаются туманные пятна, которые в основном состоят из газа и пыли – туманности. Черная дыра - космический объект, кот образуется при неограниченном гравитационном сжатии (гравитационном коллапсе) массивных космических тел.


Существует точка зрения, что с самого начала протовещество, из которого впоследствии образовалась Вселенная, с гигантской скоростью начало расширяться. На начальной стадии это плотное вещество разлетелось, разбегалось во всех направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь неустойчивых, постоянно распадающихся при столкновении частиц. Остывая и взаимодействуя на протяжении миллионов лет, вся эта масса рассеянного в пространстве вещества концентрировалась в большие и малые газовые образования, которые в течение сотен миллионов лет, сближаясь и сливаясь, превращались в громадные комплексы. В них в свою очередь возникали более плотные участки – там в последствии и образовались звёзды и даже целые галактики.

Окружающие Солнце звёзды и само Солнце составляют малую часть гигантского скопления звёзд и туманностей, которую называют Галактикой. Галактика имеет довольно сложную структуру. В первом, самом грубом, приближении можно считать, что звёзды и туманности, из которых она состоит, заполняют объём, имеющий форму сильно сжатого эллипсоида вращения. На самом деле всё обстоит гораздо сложнее, и нарисованная картина является слишком грубой. В действительности разные типы звёзд по-разному концентрируется к центру Галактики и к её «экваториальной плоскости». Например, газовые туманности, а также очень горячие массивные звёзды сильно концентрируются к экваториальной плоскости Галактики. С другой стороны, звёзды и звёздные скопления некоторых типов почти никакой концентрации к экваториальной плоскости не обнаруживают, но зато характеризуются огромной концентрацией в центре. Число звёзд в Галактике порядка триллиона. Самые многочисленные из них – карлики с массами, примерно в 10 раз меньшими массы Солнца. Существуют также двойные и кратные звёзды, а также звёздные скопления – группы звёзд, связанных силами тяготения и движущиеся в пространстве как единое целое. В различных созвездиях обнаруживаются туманные пятна, которые в основном состоят из газа и пыли – туманности. Интересна небольшая диффузная туманность, названная Крабовидной. Это источник не только оптического излучения, но и радиоизлучения, рентгеновских и гамма-квантов. В центре Крабовидной туманности находится источник импульсного электромагнитного излучения – пульсар. Но даже там, где не видно ни звёзд, ни туманностей, пространство не пусто. Оно заполнено очень разреженным межзвёздным газом и межзвёздной пылью. В межзвёздном пространстве существуют различные поля (гравитационное и магнитное). Галактику можно представить очень упрощённо в виде диска с ядром в центре и огромными спиральными ветвями, в основном содержащими наиболее горячие и яркие звёзды и массивные газовые облака. Диск со спиральными ветвями образует основу плоской подсистемы Галактики. А объекты, концентрирующиеся к ядру Галактики и лишь частично проникающие в диски, относятся к сферической подсистеме. Сама Галактика вращается вокруг своей центральной области. В центре Галактики сосредоточена небольшая часть звёзд. Поэтому при вращении Галактики с увеличением расстояния от центра изменяются и угловая (убывает), и линейные(возрастает) скорости вращения Галактики.

Черная дыра - космический объект, кот образуется при неограниченном гравитационном сжатии (гравитационном коллапсе) массивных космических тел. Существование этих объектов предсказывает общая теория относительности. Сам термин "черная дыра" введен в науку американским физиком Джоном Уилером в 1968 г. для обозначения сколлапсировавшей звезды.

Черные дыры образуются в результате коллапса гигантских нейтронных звезд массой более 3 масс Солнца. При сжатии их гравитационное поле уплотняется все сильнее и сильнее. Наконец звезда сжимается до такой степени, что свет уже не может преодолеть ее притяжения. Радиус, до которого должна сжаться звезда, чтобы превратиться в черную дыру, называется гравитационным радиусом. Для массивных звезд он составляет несколько десятков километров.

Поскольку черные дыры не светят, то единственный путь судить о них - это наблюдать воздействие их гравитационного поля на другие тела.

БИЛЕТ 27

Тонкая подстройка Вселенной и антропный принцип в космологии. Проблема поиска внеземных цивилизаций.

«Тонкая подстройка» Вселенной в определённой степени связана с направленным развитием и заслуживает особого внимания. Всё началось с вопроса: почему так называемые физические постоянные (ФП), например, безразмерные константы четырёх фундаментальных взаимодействий, размерные константы типа гравитационной постоянной, постоянной Планка имеют такие, а не какие-нибудь иные значения, и что случилось бы со Вселенной, если бы эти значения оказались другими? Правомерность вопроса определяется тем, что численные значения ФП теоретически не обоснованы, они получены экспериментально и независимо друг от друга. Отсутствуют также основания для признания той или иной ФП подлинной константой, имеющей к тому же и универсальную значимость. Так что выдвижение конкретной величины в ранг ФП производится в значительной степени интуитивно. Некот из констант, как выяснилось, таковыми не являются. Например, константы фундаментальных взаимодействий на самом деле зависят от расстояния между частицами и при их сильных сближениях они существенно меняют свои значения. с другой стороны, выдвигавшиеся Максом Планком предположения о зависимости некот ФП от времени пока не подтвердились, мы их продолжаем считать постоянными. Увеличение постоянной Планка более чем на 15% лишает протон возможности объединятся с нейтроном, т.е. делает невозможным протекание нуклеосинтеза. тот же результат получается, если увеличить массу протона на 30%. Изменение значений этих ФП в меньшую сторону открыло бы возможность образования устойчивого ядра 2Не, следствием чего явилось бы выгорание всего водорода на ранних стадиях расширения Вселенной. Требуемое для этого изменение существующих значений величин не превышает 10%. Совокупность многочисленных случайностей такого рода называется «тонкой подстройкой» Вселенной. Не менее удивительные совпадения встречаются и при рассмотрении процессов, связанных с возникновением и развитием жизни.

Антропный принцип в космолгии Вселенная постоянно развивается и её стр-ра усложняется. На определённом этапе такого развития появляется «наблюдатель», способный обнаружить существование «тонкой подстройки» и задуматься о породивших её причинах.

У наблюдателя, обладающего нашей системой восприятия мира и нашей логикой, неизбежно возникает вопрос: случайна ли «тонкая подстройка» Вселенной или она предопределена каким-то глобальным процессом самоорганизации? В ответ на этот вопрос был выдвинут и в настоящее время широко обсуждается антропный принцип. В современном виде он был сформулирован в 70-е годы в двух вариантах. Первый из них получил наименование слабого антропного принципа: то, что мы предполагаем наблюдать, должно удовлетворять условиям, необходимым для присутствия человека в качестве наблюдателя. Второй вариант назван сильным антропным принципом: Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некот стадии эволюции мог существовать наблюдатель. Слабый антропный принцип истолковывается так, что в ходе эволюции Вселенной могли существовать самые различные условия, но человек-наблюдатель видит мир только на том этапе, на котором реализовались условия, необходимые для его существования. В частности, для появления человека понадобилось, чтобы в ходе расширения в-ва образовалась водородно-гелиевая Вселенная, чтобы в ней возникли и развились сначала крупномасштабные, а затем и мелкомасштабные стр-ры, чтобы появились звёзды, чтобы они образовали тяжёлые эл-ты, и т.д. Понятно, что человек не мог наблюдать перечисленные стадии развития Вселенной, так как физические условия в ней тогда не обеспечивали его появления. С другой стороны, все предшествовавшие появлению человека стадии могли протекать только в мире, где существовала «тонкая подстройка». Поэтому сам факт появления человека уже предопределяет то, что он увидит: современную Вселенную, и наличие в ней «тонкой подстройки.

В трактовках сильного антропного принципа проявляются две противостоящие линии. С одной стороны, этот принцип рассматривается с позиции стохастичности природных процессов, что вынуждает вводить предположение о множественном рождении вселен, в каждой из кот случайным образом реализуется произвольный набор физических постоянных и физических законов. Случайный перебор всевозможных вариантов создаёт в одной (или нескольких) из них ситуацию «тонкой подстройки» со всеми вытекающими отсюда следствиями.


БИЛЕТ 28

Звезды – это гигантские светящиеся раскаленные газовые (плазменные) шары, равновесие которых обеспечивается балансом между гравитационной силой и давлением горячего вещества (газа) и излучения. Звезды различаются по массе, размеру, составу, светимости, температуре поверхности, возрасту. В Солнечной системе одна звезда – Солнце. Считается, что оно будет светить еще приблизительно 5–7 млрд. лет, пока не закончатся запасы его ядерного горючего.

Звезды находятся на огромных расстояниях друг от друга. Свет от ближайшей к Солнечной системе видимой звезды α-Центавра доходит до нас за 4.3 года, от центра нашей Галактики (Солнечная система находится на ее окраине) – приблизительно за 28 тыс. лет, от Туманности Андромеды – за 2.3 млн. лет, а от видимых границ Вселенной – за время, превышающее 10 млрд. лет.

Совокупности огромного количества звезд образуют вместе с межзвездной пылью и другими небесными объектами галактики, размеры которых 1020 – 1021 м. Число звезд в галактиках может достигать сотен и даже тысяч миллиардов.

Невооруженным глазом можно увидеть на небе около 6000 звезд. Древние звездочеты обнаружили в скоплениях звезд определенные символические фигуры, которые стали называть созвездиями. В настоящее время астрономы насчитывают 88 созвездий.
Источники тепла и света звезд – термоядерные реакции синтеза одних химических элементов из других, протекающие в их недрах при огромных температурах и давлениях с выделением большого количества энергии. Звезды кажутся мерцающими потому, что их свет проходит сквозь подвижный газовый слой атмосферы. В космосе они светятся ровным светом.

Чем больше масса звезды, тем быстрее она истощает запасы своего ядерного топлива и тем быстрее она стареет. Поэтому массивные звезды с массой, приблизительно в 100 раз превосходящей массу Солнца, живут всего лишь около 10 млн. лет;

Звезда, излучающая за счет выделения ядерной энергии, медленно эволюционирует по мере изменения ее химического состава. Наибольшее время она проводит на стадии, когда в ее центральной части горит водород. Большая длительность этого этапа связана, в частности, с тем, что водород является самым калорийным ядерным топливом.


Белый карлик – горячая звезда, но из-за малых размеров ее практически не видно. Через миллиарды лет белый карлик должен охладиться и превратиться в черного карлика, не излучающего свет. Таким образом, черные карлики – это мертвые остатки звезд.

Температура в центре красных сверхгигантов может достигать 1010 К.


По цвету звезды делятся на белые, голубые, желтые и красные. Излучение поверхности звезды представляет собой сумму излучений разной температуры: ультрафиолетового, оптического, инфракрасного и радиоизлучения.

Самые горячие звезды – голубые, а самые холодные – красные. Солнце – желтая звезда.