Елена Юрьевна Матвеева. Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов: учебное пособие

Вид материала

Учебное пособие

Содержание P на какую-либо площадку равна отношению среднего значения действующей перпендикулярно площадке силы F Дж. Дальтоном Деление ядер Л. Майтнер К. Птолемея Деформация механическая Диаграмма Герцшпрунга-Ресселла Динамика звёздная Дисперсия волн Диссипация энергии Дифракция волн Дуализм корпускулярно Более полно Закон биогенетический И. Ньютона Закон Гука Закон Джоуля Q, выделяющейся в единицу времени на участке электрической цепи с сопротивлением R Закон сохранения заряда Закон Хаббла ... Полное содержание

Подобный материал:

• Н. И. Константинова концепции современного естествознания учебное пособие, 2191.08kb.
• Учебное пособие Москва, 2007 удк 50 Утверждено Ученым советом мгупи, 1951kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «концепции современного естествознания», 613.37kb.
• Высшее профессиональное образование т. Я. Дубнищева концепции современного естествознания, 9919.17kb.
• Учебное пособие для студентов и аспирантов отделений филологии и журналистики, 2133.21kb.
• А. А. Горелов Концепции современного естествознания Учебное пособие, 3112.99kb.
• Ю. Б. Слезин Концепции современного естествознания Учебное пособие, 2161.2kb.
• В. М. Найдыш Концепции современного естествознания, 8133.34kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания Специальность, 187.08kb.
• Концепции Современного Естествознания, 274.86kb.

Д


Давление — скалярная величина, характеризующая напряжённое состояние сплошной среды. Средняя величина давления P на какую-либо площадку равна отношению среднего значения действующей перпендикулярно площадке силы F к площади S этой площадки.

Дальтонизм — дефект цветного зрения, частичная цветовая слепота. Дальтонизм впервые описан в 1794 г. Дж. Дальтоном (1766 — 1844), который сам страдал этим недостатком (он не отличал красный цвет от зелёного). В настоящее время различают несколько видов такой аномалии зрения людей (дихромазии).

• Не отличающих красный цвет от зелёного, максимум спектральной чувствительности глаза сдвинут к 540 нм. Они путают красный и голубой цвета с серым и друг с другом.
  
• Имеющие максимальную чувствительность при 560 нм, путают пурпурно-красный и зелёный цвета с серым и между собой. И тем и другим типам, один конец видимого спектра видится синим, другой — жёлтым.
  
• Неразличающим жёлтые и синие цвета, длинноволновый конец спектра представляется красным, а по мере приближения к нейтральной точке (~570 нм) цвета становятся всё более сероватыми.
  

Эти вида дихромазии встречаются у 8% мужчин и у 0,5% женщин. Такой вид дихромазии, как и полная цветовая слепота (монохромазия), встречается редко.

Дарвинизм — материалистическая теория эволюции органического мира, рассматривающая процессы и закономерности его исторического развития и основанная на воззрениях английского ученого Ч. Дарвина (1809 — 1882). Дарвинизм сложился в самостоятельную область знания о механизмах, путях и закономерностях эволюционного процесса как учение о взаимодействии изменчивости, наследственности и естественного отбора.

Изменчивость служит основой возникновения новых признаков, наследственность закрепляет эти признаки у потомков, а естественный отбор вызывает селекцию, в результате которой устраняются организмы, не приспособленные к существующим условиям среды жизни. Благодаря такому взаимодействию в процессе эволюции накапливаются приспособительные признаки, что в конечном итоге ведет к образованию новых видов. Конечная цель дарвинизма — управление эволюцией живых существ (см. Отбор естественный, Учение эволюционное).

Движение — представляет собой изменение вообще (в пространстве с течением времени). Оно является важнейшим атрибутом материи — способом её существования. Движение — способ бытия любого материального объекта, в том числе и элементарных частиц. Квантовая теория поля, в частности, приводит к представлениям, согласно которым непрерывные превращения элементарных частиц друг в друга составляют существо их бытия.

Движение материи многообразно по своим проявлениям и существует в различных формах, начиная от простейшего механического движения и кончая сложнейшими биологическими и социальными процессами.

Деление ядер — процесс, при котором из одного атомного ядра возникают 2 (реже 3) ядра — осколка, близких по массе. Этот процесс энергетически выгоден для всех стабильных ядер с массовым числом >100. Деление ядер обнаружено в 1939 г., когда О. Ганн (1879 — 1968) однозначно доказал, что в результате взаимодействия нейтронов с ядрами урана U появляются радиоактивные ядра с массами и зарядами примерно вдвое меньшими, чем масса и заряд ядра U. (См. Атом).

В том же году Л. Майтнер (1878 — 1968) и О. Фриш для обозначения этого процесса ввели термин «деление ядер» и отметили, что при этом выделяется огромная энергия, а Ф. Жолио-Кюри (1900 — 1958) и, одновременно, Э. Ферми (1901 — 1954)с сотрудниками обнаружили, что при делении происходит испускание нескольких нейтронов (нейтроны деления). Это послужило основой для выдвижения идеи самоподдерживающейся ядерной цепной реакции деления и использования деления ядер в качестве источника энергии.

Детерминизм (лат. определяю) — философское учение об объективной закономерной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений материального и духовного мира. Согласно классическому (лапласовому) детерминизму, существует строго однозначная связь между физическими величинами, характеризующими состояние системы в начальный момент времени и значениями этих величин в любой последующий (или предыдущий) момент времени. Обоснован П. С. Лапласом (1749 — 1827).

Деферент (лат. несущий, перемещающий) — вспомогательная окружность в геоцентрической системе мира К. Птолемея (ок. 90 — 160), введенная для объяснения сложных движений планет. Предполагается, что по деференту, в центре которого находилась Земля, обращается не планета, а центр другой вспомогательной окружности — эпицикла, по которому движется планета. (См. Система мира геоцентрическая).

Деформация механическая (лат. искажение) — изменение взаимного расположения множества частиц материальной среды, которое приводит к искажению формы и размеров тела и вызывает изменение сил взаимодействия между частицами, т. е. появление напряжений. Деформация тела возникает в результате приложения механических сил, теплового расширения, воздействия электрических и магнитных полей и др.

Диаграмма Герцшпрунга-Ресселла — графическое изображение зависимости: абсолютная звёздная величина — спектральный класс звёзд. Вместо спектрального класса в качестве координаты на графике могут использоваться показатель цвета или эффективная температура звезды, а вместо абсолютной звёздной величины — светимость звезды. (См. Светимость в астрономии).

Спектральный класс и показатель цвета определяются в основном температурой звезды. Следовательно, положение звезды на диаграмме характеризует соотношение между её важнейшими наблюдаемыми параметрами — температурой и светимостью. Это соотношение зависит от химического состава, массы и возраста звёзд, поэтому исследование диаграмм является важнейшим источником сведений об эволюции звёзд. (См. Классификация звёзд по светимости).

Дивергенция (лат. обнаруживать расхождение) — 1). расхождение признаков у родственных организмов в процессе их эволюции, ведущее к возникновению новых систематических категорий (см. Конвергенция); 2) разделение одного сообщества на два в результате внешних или внутренних причин, например, выгорания части его площади, подтопления водой и т. п.

Динамика (гр. сила) — раздел механики, посвящённый изучению движения материальных тел под действием приложенных к ним сил. Движения любых материальных тел (кроме микрочастиц), происходящие со скоростями, не близкими к скорости света, изучаются в классической динамике (см. Динамика). Движение тел, перемещающихся со скоростями, приближающимися к скорости света, рассматривается в теории относительности (см. Теория относительности), а движение микрочастиц — в квантовой механике (см. Механика квантовая). Классическая динамика базируется на трёх основных законах Ньютона (см. Законы Ньютона).

Динамика звёздная — область астрономии (см. Астрономия), изучающая строение, устойчивость и эволюцию звёздных систем. Основными объектами изучения динамики звёзд являются шаровые и рассеянные звёздные скопления внутри галактик, галактики в целом, а также скопления галактик. Звёздная динамика как наука зародилась в нач. 20 в. Основы её были заложены в трудах А. С. Эддингтона (1882 — 1944) и Дж. X. Джинса (1877 — 1946). В динамике звёзд изучаются усреднённые характеристики звёздных систем, определяемые функцией распределения звёзд зависящей от времени, координат и скоростей.

Диплоидный — двойной набор хромосом соматических клеток; в отличие от одинарного, гаплоидного набора половых клеток. (См. Гаплоидный)

Дискретный (лат. раздельный, прерывистый) — прерывистый, состоящий из отдельных частей.

Дисперсия волн (лат. рассеивать, развеивать, разгонять) — термин «дисперсия» был введён в физику И. Ньютоном (1643 — 1727) в 1672 г. при описании разложения пучка белого света, преломляющегося на границе раздела сред. Волновая концепция позволила объяснить это явление зависимостью скорости распространения монохроматической волн от частоты (цвета). Иногда термин используется для обозначения разложения волнового поля в гармонический спектр (например, при прохождении волны через дифракционную решётку). (См. Дифракция волн).

Диссимиляция (лат. несходный) — распад сложных веществ на простые в организме, сопровождающийся освобождением энергии (см. Энергия).

Диссипация (лат. рассеяние) — например, диссипация газов земной атмосферы в межпланетное пространство. В физике важную роль играет диссипация энергии. (См. Диссипация энергии, Системы диссипативные).

Диссипация энергии (лат. рассеяние) — переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. п.) в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счёте — в теплоту (см. Диссипация, Системы диссипативные). Если диссипация энергии происходит в замкнутой системе, то энтропия системы возрастает (см. Энтропия).

Диссипация энергии в открытых системах, обусловленная процессами уноса энергии из системы, например в виде излучения, может приводить к уменьшению энтропии рассматриваемой системы при увеличении полной энтропии системы и окружающей среды. (См. Теория горячей вселенной).

Дифракция волн ( лат. разломанный)— в узком смысле, огибание волнами препятствий, в современном, более широком — любые отклонения при распространении волн от законов геометрической оптики. Первая волновая трактовка дифракции волн дана в 1800 г. T. Юнгом (1773 —1829), вторая — О. Френелем (1788 — 1827) в 1815г. (см. Принцип Гюйгенса-Френеля). Френелевское представление о дифракции волн, первоначально разработанное математически лучше юнговского, вскоре получило преобладающее значение и привело к окончательной победе волновой теории света над ньютоновской корпускулярной.

Дифференциация (лат. различие) — разделение, расчленение, расслоение целого на различные части, формы и ступени.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — высокомолекулярное соединение, содержащееся в ядрах клеток организмов и вместе с белками гистонами образующее вещество хромосом. ДНК — носитель генетической информации, её отдельные участки соответствуют определенным генам. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных одна вокруг другой в правовитковую спираль. (См. Белок, Гены, Информация генетическая).

Цепи построены из большого числа мономеров четырех типов нуклеотидов (дезоксирибонуклеотидов), специфичность которых определяется одним из четырех азотистых оснований — аденином, гуанином, цитозином и тимином (в них входит также дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты). Азотистые основания нуклеотидов, будучи комплементарно («как ключ к замку») связаны друг с другом, соединяют полинуклеотидные цепи в макромолекулу ДНК. Способность ДНК к самоудвоению обеспечивает генетическую преемственность между поколениями организмов в процессе размножения.

Докембрий — наиболее древние толщи горных пород и временной интервал, соответствующий их образованию, составляющий около 6/7 геологической истории Земли (см. Земля). Остатки древних организмов в докембрийских отложениях (в основном мягкотелые многоклеточные животные) встречаются сравнительно редко.

Дуализм корпускулярно^_волновой — лежащее в основе квантовой теории представление о том, что в поведении микрообъектов проявляются как корпускулярные, так и волновые черты. По представлениям классической физики, движение частиц и распространение волн — принципиально разные физические процессы. Однако опыты по вырыванию светом электронов с поверхности металлов (см. Фотоэффект), изучение рассеяния света на электронах (эффект Комптона) убедительно показали, что свет — объект, имеющий, согласно классической теории, волновую природу, обнаруживает сходство с потоком частиц — фотонов, обладающих энергией и импульсом, которые связаны с частотой и длиной волны света (см. Квант).

С другой стороны, пучок электронов, падающих на кристалл, даёт дифракционную картину, которую можно объяснить лишь на основе волновых представлений: со свободно движущимся электроном сопоставляется волна де Бройля, длина волны и частота которой связаны соотношениями λ = ћ/р, ν = ε/ћ, где р — импульс, ε — энергия электрона. Такой дуализм корпускулярных и волновых свойств не может быть понят в рамках классической физики. (См. Волны де Бройля)


Е


Естествознание — совокупность знаний о природе, нередко противопоставляемая обществоведению (наукам об обществе) и техническим наукам. Такое противопоставление весьма условно, так как многие научные дисциплины развиваются на стыках естественных, общественных и технических разделов единой науки как формы общественного сознания.

Естествознание включает: математику, физику, химию, биологию, экологию, науки о Земле (географию, геологию, палеонтологию и др.) и человеке (человекознание) как социально-биологическом существе. Синоним: естественные науки. (См. Астрономия, Биология, География, Геология, Медицина, Физика, Химия).


Ж


Жизнь — самоподдержание, самовоспроизведение и саморазвитие больших систем, элементарно состоящих из сложных органических молекул, происходящее в результате обмена веществ внутри этих молекул и между ними, а одновременно с внешней средой на основе затраты получаемой извне энергии и информации (см. Информация, Энергия).

Более полно: особая форма существования и физико-химического состояния материи, характеризуемая зеркальной асимметрией аминокислот и сахаров (См. Асимметрия), обменом веществ, гомеостазом, раздражимостью, самовоспроизведением (произведением себе подобных), самообновлением, саморазвитием (эволюцией), системностью, приспособляемостью к среде (адаптацией), обычно движением (перемещением в пространстве), передачей энергии и информации, физической и функциональной дискретностью отдельных особей или их общественных конгломератов (пчелы, кораллы), а также относительной самостоятельностью надорганизменных образований (биогеоценозов, экосистем) при общем физико-химическом единстве живого вещества биосферы Земли (возможно, и всей Вселенной). (См. Адаптация, Биоценоз, Вещество живое, Происхождение жизни, Эволюция, Экосистема).


З


Закон — внутренняя, существенная, устойчивая и повторяющаяся связь явлений, обусловли­вающая их упорядоченное изменение. Понятие закона близко к понятию законо­мерности, которая представляет собой совокупность взаимосвязанных по со­держанию законов, обеспечивающих устойчи­вую тенденцию или направленность в изменениях системы. Типы законов:

• выражают взаимосвязь между свойствами объек­та (например, закон взаимосвязи массы и энер­гии);
  
• выражают взаимосвязь между самими материальными объектами в больших по размерам системах (например, закон элек­тромагнитных и гравитационных взаи­модействий);
  
• между самими система­ми либо между различными состояниями или стадиями в развитии систем (например, закон возрастания энтропии, закон пе­рехода количественных изменений в ка­чественные и др.);
  
• частные, или специфические, законы выражают связь между конкретными физическими, химическими или биоло­гическими свойствами тел;
  
• всеобщие законы выражают взаимосвязь между универ­сальными свойствами и атрибутами материи. Они проявляются на всех из­вестных структурных уровнях материи и изучаются диалектическим материа­лизмом на основе синтеза достижений других наук.
  

Закон биогенетический — закономерность живой природы, состоящая в том, что индивидуальное развитие особи (см. Онтогенез) является коротким и быстрым повторением важнейших этапов эволюции вида (см. Филогенез)

Закон всемирного тяготения — закон тяготения И. Ньютона (1643 — 1727) в классической механике, согласно которому сила гравитационного притяжения двух тел с массами m₁ и m₂ обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними; коэффициент пропорциональности G — гравитационная постоянная, значение которой, определяемое из эксперимента, равно G = 6,67^.10^-8 см³г^-1с^-2. . В более общем смысле закон всемирного тяготения — универсальное свойство материи создавать гравитационное поле и испытывать на себе действие гравитационных полей. (См. Гравитация).

Закон Гука — основной закон теории упругости, выражающий линейную зависимость между напряжениями и малыми деформациями в упругой среде. Установлен P. Гуком (1635 — 1703) в 1660 г. При растяжении стержня длиной l его удлинение пропорционально растягивающей силе F.

Закон Джоуля — закон термодинамики, согласно которому внутренняя энергия идеального газа является функцией одной лишь температуры и не зависит от объёма. Установлен экспериментально Дж. П. Джоулем (1818 — 1889) в 1845 г. Закон является следствием второго начала термодинамики (см. Начало термодинамики второе, Термодинамика).

Закон Джоуля–Ленца — количество теплоты Q, выделяющейся в единицу времени на участке электрической цепи с сопротивлением R при протекании по нему постоянного тока I, равно Q = RI². Закон установлен в 1841 Дж. П. Джоулем (1818 — 1889) и подтверждён в 1842 точными опытами Э. X. Ленца (1804 — 1865).

Закон сохранения заряда — закон сохранения электрического заряда — закон, согласно которому алгебраическая сумма электрических зарядов всех частиц изолированной системы не меняется при происходящих в ней процессах. Электрический заряд любой частицы или системы частиц является целым кратным элементарному электрическому заряду е (равному по величине заряду электрона) или нулевым. Данный закон означает абсолютную стабильность легчайшей заряженной частицы — электрона (см. Электрон). Изменение электрического заряда в любой замкнутой области пространства должно компенсироваться электрическим током через поверхность этой области.

Из закона сохранения заряда следует нулевая масса покоя фотона (см. Квант). Подтверждением закона сохранения заряда служит также строгое равенство по абсолютной величине электрических зарядов электрона и протона с точностью до 10 ^-21.

Закон Хаббла — В 1932 г. американский астроном В. Слайфер (1875 — 1969) обнаружил замечательное свойство галактик: в спектрах далёких галактик все спектральные линии оказались смещёнными к длинноволновому (красному) концу по сравнению с такими же линиями в спектрах источников, неподвижных относительно наблюдателя (т. н. красное смещение линий). В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл (1889 — 1953), сравнивая расстояния до галактик и их красные смещения, обнаружил, что последние растут в среднем прямо пропорционально расстояниям. (См. Галактика, Спектр).

Законы гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова (1887 — 1943) — 1. Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. 2. Целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство. Данные законы позволяет направленно искать сходные формы растений, если они известны для близких видов и родов.

Законы Дальтона — открыты английским физиком и химиком Дж. Дальтоном (1766 — 1844) в 1801 и 1803 гг. 1) давление смеси химически невзаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений. Применим к реальным газам при значениях температур и давлений, далёких от критических. 2) При постоянной температуре растворимость в данной жидкости каждого из компонентов газовой смеси, находящейся над жидкостью, пропорциональна его парциальному давлению. Каждый газ смеси растворяется так, как будто остальных компонентов нет. Строго выполняется для смеси идеальных газов; применим и к реальным газам, если их растворимость невелика, а поведение близко к поведению идеального газа.

Законы Менделя первый, второй и третий — Закон (правило) единообразия гибридов первого поколения, закон (правило) расщепления гибридов второго поколения, закон независимого комбинирования признаков (независимого расщепления). Законы сформулированы австрийским (чешским) естествоиспытателем Г. Менделем (1822 — 1884) в 1866 г.

Законы Ньютона — открыты английским математиком И. Ньютоном (1643 — 1727): 1) Если на материальную точку не действуют никакие силы (или если приложенные к ней силы взаимно уравновешиваются), то по отношению к инерциальной системе отсчёта, материальная точка будет находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. 2) Если на материальную точку действует сила F, то точка получает по отношению к инерциальной системе отсчёта такое ускорение, что произведение массы m точки на это ускорение a равно силе F; 3) Две материальные точки действуют друг на друга с силами, равными по абсолютной величине и направленными в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки.

К основным законам присоединяют ещё закон независимости действия сил, согласно которому при одновременном действии на материальную точку нескольких сил каждая из сил сообщает точке такое же ускорение, какое она сообщила бы, действуя одна.

Заряд — физическая величина, являющаяся источником поля, посредством которого осуществляется взаимодействие частиц, обладающих этой характеристикой (электрический заряд, слабый заряд, цветовой заряд). При операции зарядового сопряжения все заряды меняют свой знак (т. е. частица и античастица обладают равными по величине, но противоположными по знаку зарядами). (См. Частицы элементарные).

Затухание колебаний — уменьшение амплитуды колебаний с течением времени, обусловленное потерей энергии колебательной системой. Потери энергии колебаний вызываются в механических системах превращением её в теплоту вследствие трения и излучением упругих волн в окружающую среду, в электрических системах — омическими потерями в них и излучением электромагнитных волн в окружающее пространство. Закон затухания колебаний определяется свойствами системы. В линейных системах затухание происходит по экспоненте.

Звёзды — данные о свойствах внешних слоёв звёзд получены из анализа звёздных спектров и путем сопоставления результатов наблюдений с теоретическими расчётами. О внутреннем строении звёзд пока можно судить только по результатам теоретических расчётов и их сопоставлению с данными наблюдений. (См. Спектр).

В звёздах сосредоточена основная масса видимого вещества галактик. Звёзды — мощные источники энергии. Вещество звёзд представляет собой плазму. На поздних стадиях развития звёзд (напр., в белых карликах) звёздное вещество переходит в состояние вырожденного газа, а иногда и нейтронного вещества. Звёзды в космическом пространстве образуют звёздные системы. К ним относятся кратные (двойные звёзды, тройные и т. д.), скопления и галактики. (См. Звёзды двойные, Звёзды переменные).

Звёзды двойные — пары звёзд, обращающихся вокруг общего центра масс. Данное определение предполагает наличие устойчивой орбиты и тем самым ограничивает расстояние между компонентами и периоды обращения. Пары с расстоянием более 104 а. е. (см. Астрономическая единица) постепенно разрушаются при взаимодействии с ближайшими к ним звёздами Галактики.

Звёзды нестационарные — характеризуются заметными изменениями физического состояния внешних слоёв в сравнительно короткие интервалы времени, что проявляется в изменении их спектров. (См. Спектр)

Звёзды переменные — звёзды, у которых наблюдаются колебания блеска. (См. Светимость в астрономии).

Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы, обращающаяся вокруг него по эллиптической орбите (близкой к круговой) со средней скоростью 29,765 км/с на среднем расстоянии 149,6 млн. км за период, равный 365,24 средних солнечных суток. Имеет спутник — Луну, обращающуюся вокруг Земли на среднем расстоянии 384400 км. Наклон земной оси к плоскости эклиптики 66033'22'', период вращения вокруг оси 23 ч 56 мин 4,1 с. Вращение вокруг оси вызывает смену дня и ночи, наклон оси и обращение вокруг Солнца — смену времён года. Форма Земли — геоид, приближённо — трёхосный эллипсоид, сфероид. Средний радиус 6371,032 км, средняя плотность 5,518 г/см³; масса 5976^.10²¹ кг.

Земля обладает магнитным (см. Магнетизм земной) и тесно связанным с ним электрическими полями. Гравитационное поле Земли обуславливает сферическую форму, существование атмосферы. По современным космогоническим представлениям, Земля образовалась около 4,7 млрд. лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газово-пылевого вещества. Оболочки Земли — геосферы: ядро (в центре), мантия, земная кора, гидросфера, атмосфера, магнитосфера.

В составе Земли преобладают железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний (15,2%), магний (12,7%). От поверхности Земли к центру возрастают давление, плотность и температура: давление в центре — 3,6^.10¹¹ Па, плотность — 12,5 г/см³, температура 5000-6000 °C. Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий 5/6 всего геологического летосчисления (свыше 3 млрд. лет), и фанерозой, охватывающий последние 570 млн. лет. Около 3-3,5 млрд. лет назад в результате закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь, началось развитие биосферы (см. Атмосфера Земли, Биосфера, Жизнь, Происхождение жизни).

Зрение — способность человека воспринимать свет от разных предметов в виде особых ощущений яркости, цвета и формы, позволяющих на расстоянии получать разнообразную информацию об окружающей действительности. До 80-85% информации человек получает посредством зрения. Первичная обработка информации происходит в глазу.

Глаз человека имеет форму, близкую к шарообразной, диаметром около 2,5 см. Снаружи глазное яблоко окружено белковой оболочкой — склерой. Оптическую систему глаза образуют: роговица, хрусталик, водянистая влага, заполняющая пространство между хрусталиком и роговицей и между хрусталиком и стекловидным телом, и стекловидное тело.

Чёткость изображения, создаваемого оптикой глаза на сетчатке, может нарушаться аберрациями (см. Аберрация) оптической системы, невозможностью строгой фокусировки на сетчатке удалённых предметов при близорукости или близких предметов при дальнозоркости, а также из-за дефектов глазных сред.