Елена Юрьевна Матвеева. Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов: учебное пособие
| Вид материала | Учебное пособие |
- 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.
Магнетизм земной (геомагнетизм) — раздел геофизики (см. Геофизика), изучающий магнитное поле Земли (МПЗ), его распределение на земной поверхности, пространственную структуру (магнитосферу Земли, радиационные пояса), его взаимодействие с межпланетным магнитным полем, вопросы его происхождения. Магнитное поле Земли имеет постоянную составляющую — основное поле (вклад его ~ 99%) и переменную (~ 1%).
Основное МПЗ по форме близко к полю диполя, центр которого смещён относительно центра Земли, а ось наклонена к оси вращения Земли на 11,5°, так что геомагнитные полюса отстоят от географических на 11,5°, причём в северном полушарии находится южный магнитный полюс. Напряжённость геомагнитного поля убывает от магнитных полюсов к магнитному экватору от 55,7 до 33,4 А/м. Отклонения от поля диполя образуют мировые магнитные аномалии (например, Бразильская, Сибирская, Канадская). Основное МПЗ испытывает лишь медленные изменения во времени, главный период ок. 8000 лет.
Мазер — квантовые генераторы и усилители радиодиапазона (усиление радиоволн с помощью индуцированного излучения).
Макроэволюция (длинное + развёртывание) — эволюционные преобразования, происходящие на надвидовом уровне и обусловливающие формирование все более крупных сообществ (от родов до типов и царств природы). Макроэволюция происходит на протяжении геологических эпох с масштабом времени в миллионы лет. (См. Микроэволюция).
Масса гравитационная (тяжёлая масса, тяготеющая масса) — физическая величина, характеризующая свойства тела как источника поля тяготения, численно равна инертной массе.
Масса молекулярная (молекулярный вес) — масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Практически равна сумме масс всех атомов, из которых состоит молекула. Величины молекулярных масс используются в химии, физике и химико-технологических расчётах (см. Атом, Молекула).
Медицина (лат. врачебный, лечебный) — область науки и практическая деятельность, направленные на сохранение и укрепление здоровья людей, предупреждение и лечение болезней. Опытным путём в течение многих веков были накоплены лечебные средства и приёмы, которые сохранились в народной медицине и (позднее) частично вошли в научную медицину. Вершиной врачебного искусства в древнем мире была деятельность греческого врача Гиппократа (ок. 460 — 370 до н. э.). Анатомико-физиологические открытия А. Везалия (1514 — 1564), английского исследователя У. Гарвея (1578 — 1657), труды Парацельса (1493 — 1541) способствовали развитию медицины в Новое время. Достижения естествознания и техники, развитие клинико-экспериментальных направлений, методов объективного исследования больного (18 — 19 вв.) обусловили становление научной медицины.
В процессе развития медицина дифференцировалась на ряд самостоятельных отраслей, изучающих:
- строение и функции организма здорового человека — анатомия, физиология, гистология, биохимия и др.;
- больной организм — патологические физиология и анатомия и др.;
- болезни и их лечение — терапия, хирургия и др.;
- влияние на здоровье людей условий окружающей среды, труда, быта и т.п. — гигиена.
Мезозой (гр. средний + жизнь) — группа отложений горных пород и соответствующая ей эра геологической и палеонтологической истории Земли продолжительностью 160—170 млн. лет. Характеризуется ускорением эволюционного процесса, появлением сложноорганизованных форм жизни, господством гигантских рептилий; появляются птицы, в растительном мире — бурное развитие лесов, появление цветковых растений.
Мезоны — нестабильные сильно взаимодействующие частицы (адроны) с нулевым барионным зарядом; состоят из кварка и антикварка (см. Адроны, Кварки, Частицы элементарные).
Мейоз (гр. уменьшение) — способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом в два раза. Одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений дает начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом) клеткам. (См. Гаплоидный, Диплоидный).
Мембрана клеточная (лат. мембрана — кожица) — биологическая «кожица», окружающая протоплазму живой клетки (см. Клетка). Участвует в регуляции обмена веществ между клеткой и окружающей её средой. У некоторых клеток клеточная мембрана — единственная структура, служащая оболочкой (клетки крови, кожи). У других клеток, в частности у растительных, наружная оболочка, состоит еще из нескольких слоев.
Метаболизм (гр. перемена) — 1) диалектический процесс, охватывающий усвоение пищевых веществ и построение из них тела организма (анаболизм) и распад этих веществ в нем (катаболизм); 2) промежуточный обмен — превращение определённых веществ внутри клеток — с момента их поступления до образования конечных продуктов. Для каждого вида живого характерен особый, генетически закреплённый тип метаболизма. Интенсивность и направленность процесса обеспечивается путём сложной регуляции химического синтеза (параллельно химическому распаду) и активности ферментов, а также в результате изменения проницаемости биологических мембран. (См. Мембрана клеточная, Ферменты).
Метагалактика — вся известная в настоящее время часть Вселенной, со всеми находящимися в ней галактиками и другими объектами. (См. Галактика, Вселенная, Модель Вселенной).
Механика квантовая (волновая механика) — теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц в заданных внешних полях; один из основных разделов квантовой теории. Механика квантовая впервые позволила описать структуру атомов и понять их спектры, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов и т.д. (см. Атом, Система химических элементов периодическая, Спектр).
Квантовая механика позволила понять многие свойства твёрдых тел, объяснить явления сверхпроводимости, ферромагнетизма, сверхтекучести и др. В отличие от классической теории, все частицы выступают как носители и корпускулярных, и волновых свойств, которые не исключают, а дополняют друг друга. Волновая природа электронов, протонов и других частиц подтверждена опытами по дифракции частиц (см. Дифракция волн).
Корпускулярно-волновой дуализм материи потребовал нового подхода к описанию состояния физических систем и их изменения со временем. Состояние квантовой системы описывается волновой функцией, квадрат модуля которой определяет вероятность данного состояния и, следовательно, вероятности для значений физических величин, его характеризующих; из квантовой механики вытекает, что не все физические величины могут одновременно иметь точные значения. Отличительная черта квантовой теории — дискретность возможных значений для ряда физических величин (см. Дуализм корпускулярно—волновой).
Механика небесная — раздел астрономии (см. Астрономия), изучающий движения тел Солнечной системы в гравитационном поле.
Механицизм — односторонний метод познания и миропонимания, основывающийся на представлении о том, что все многообразные формы движения материи могут быть сведены к закономерностям одной механической формы движения. (См. Движение).
Микроэволюция — эволюционный процесс, протекающий внутри популяции и вида, ведущий к изменению вида. (См. Макроэволюция).
Митоз (rp. митоз — нить)— непрямое деление ядра клетки и её тела (в противоположность прямому делению — амитозу), в ходе которого возникают последовательные характерные фазы с четкой морфологической картиной. В результате митоза увеличивается количество клеток с равномерно распределенным генетическим материалом. (См. Ген, Геном, Генотип, Ядро клеточное).
Млечный Путь — галактика, к которой принадлежит наше Солнце (см. Галактика, Солнце). Галактика — это гигантская звёздная система, состоящая приблизительно из 200 млрд. звёзд. В ней также содержится значительное количество газа и пыли; галактика пронизана магнитными полями, заполнена частицами высоких энергий — космическими лучами.
Звёзды галактики образуют в пространстве сложную, но достаточно правильную фигуру, которая выглядит как плоский диск с шарообразным утолщением в центре (иногда его называют балдж, англ. выпуклость). От центральной области к периферии диска отходят спиральные рукава, в которых преимущественно концентрируются наиболее яркие звёзды. В соответствии с этой особенностью структуры, нашу галактику относят к классу спиральных галактик.
Модели Вселенной — первые модели нестационарной Вселенной были предложены в 1922 г. советским учёным А. А. Фридманом (1888 — 1925) на основе общей теории относительности (теории тяготения) А. Эйнштейна (1879 — 1955). В этих моделях расширение Вселенной начинается от состояния, характеризующегося бесконечной плотностью вещества (от сингулярности). Свойства вещества в этом состоянии неизвестны. (См. Модель Вселенной, Сингулярность)
Модели климата Земли — в конце 20 века усилиями исследователей многих стран были разработаны модели климата Земли (см. Климат) — прогнозируемые планетарные состояния при мощном антропогенном (влияние деятельности человека на природу) воздействии. Наибольшую известность получили модели: «Парниковый эффект», «Ядерная зима».
Основным недостатком моделей было преобладание качественных оценок. Например, разрабатывая модель «Ядерная зима», исходили из того, что ядерный взрыв выбросит в атмосферу огромное количество пыли и аэрозолей, и образовавшееся облако экранирует солнечные лучи, так что температура на Земле понизится (Центральная Европа — на 51оС). В 1983 г. группа американских учёных под руководством К. Сагана представила целый набор количественных сценариев.
Позднее российские учёные Н. Моисеев (1917 — 2000) и В. Александров (стали инициаторами разработки математической модели развития событий на основе уже имевшейся модели «климатическая машина».
Выяснилось, в частности, что двумя основными факторами, влияющими на динамику климата, будут замутнение атмосферы и полная перестройка циркуляции атмосферы. Верхние слои атмосферы нагреваются больше чем нижние — отсутствие вертикальной конвенции — отсутствие осадков — таяние ледников — наводнения и ураганы. «Ядерная зима», отсутствие света, пищи, пресной воды, отравление атмосферы токсичными газами затронут, несомненно, всю планету. Модель «Парниковый эффект», связанная с антропогенным выбросом в атмосферу углекислого газа, а, соответственно, с увеличением поглощения инфракрасного излучения, даёт расчётное изменение температуры (понижение) всего на 2оС.
Модель (лат. мера, образец) — 1) образец (эталон, стандарт) для массового изготовления изделия или конструкции; тип, марка изделия. 2) Изделие с которого снимается форма для воспроизведения. 3) Позирующий художнику натурщик или изображаемые предметы («натура»). 4) Устройство, воспроизводящее, имитирующее строение и действие «моделируемого» устройства в научных, производственных или спортивных целях. 5) В широком смысле — любой образ, аналог (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертёж, график, план, карта и т.п.) объекта, процесса или явления, используемый в качестве его «заместителя».
Модель Вселенной современная — Основные качественные выводы, следующие из анализа фридмановской модели (см. Модели Вселенной):
- Вселенная нестационарна (она расширяется), плотности энергии вещества, и излучения монотонно падают с течением времени;
- в прошлом плотность энергии излучения значительно превосходила плотность энергии вещества, температура Вселенной была высокой (см. Теория Горячей Вселенной);
- при температуре Т~109о К во Вселенной происходил нуклеосинтез, в результате которого выработался наблюдаемый химический состав вещества;
- если не учитывать квантово-гравитационных эффектов, то в более ранний момент времени во Вселенной должна была иметь место космологическая сингулярность, при этом плотность вещества и излучения была бесконечной.
Поведение Вселенной вблизи сингулярности во многом определяет её современные свойства (см. Вселенная, Сингулярность).
Во фридмановских моделях Вселенной существуют две альтернативы: либо вечное расширение Вселенной с неограниченным уменьшением средней плотности вещества, либо, в будущем смена расширения сжатием, которое оканчивается сингулярностью.
Модель математическая — описание какого-либо класса явлений, выраженное с помощью математической символики; общенаучный метод познания.
Модификации (в биологии) — ненаследственное изменение признаков организма, возникающее под влиянием изменившихся условий внешней среды (см. Среда окружающая).
Молекула (уменьшит. лат. масса) — минимальная частица вещества, способная к самостоятельному существованию. Молекула образована из атомов, имеет постоянный состав входящих в неё атомных ядер и фиксированное число электронов (см. Атом, Электрон); обладает совокупностью свойств, позволяющих отличать молекулу одного вида от молекулы другого. Число атомов в молекуле может быть различным: от двух до сотен тысяч (белок); состав и расположение атомов в молекуле передаёт химическая формула. Молекулярное строение вещества устанавливается рентгеноструктурным анализом, электронографией, масс-спектрометрией.
Морфогенез (лат. форма + происхождение) — формообразование, процесс развития структур организма в онтогенезе или филогенезе (см. Онтогенез, Организм, Филогенез).
Мутагенез (лат. изменение + возникновение) — 1) процесс возникновения мутаций. Основа мутагенеза — изменения в молекулах нуклеиновых кислот; 2) искусственное получение мутаций с помощью физических и химических мутагенов. (См. Мутация).
Мутация (лат. изменение, перемена) — естественно возникающие или вызываемые искусственно (химическими веществами, радиацией; др. факторами) изменения наследственных свойств организма (его генотипа), происходящие в результате нормальных перестроек и нарушений в генетическом материале организма (см. Генотип). Естественные мутации возникают случайно или направленно.
Определить время их возникновения невозможно, но вычислить вероятность их появления вполне доступно. Мутация — основа наследственной изменчивости в живой природе.
Мутуализм (лат. взаимный) — одна из форм симбиоза, при которой каждый из сожительствующих организмов (симбионтов) приносит какую-либо пользу другому.
Н
Наследование — передача генетической информации (см. Информация генетическая) от одного поколения другому. Внешне наследуются признаки, а на самом деле гены, определяющие эти признаки. В основе наследования лежат сложные процессы перераспределения генетического материала, поэтому закономерности наследования у разных форм организмов различны. В зависимости от расположения генов в клетке различают ядерное (гены в хромосомах) и внеядерное, или цитоплазматическое наследование. (См. Гены, ДНК).
Наследственность — свойство организмов повторять в ряду поколений сходные признаки и свойства — типы обмена веществ, психологические особенности, типы индивидуального развития (в определенных условиях внешней среды) и т. п. Наследственность — неотъемлемое свойство живой материи. Вместе с изменчивостью наследственность обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы. Наследственность осуществляется на основе передачи наследственных факторов, ответственных за формирование признаков и свойств организма, т. е. на базе наследования. (См. Эволюция, Наследование)
Натурфилософия — умозрительное истолкование природы, рассматриваемой в её целостности.
Наука — сфера человеческой деятельности, феномен общественного сознания, процесс построения систематизированного образа части реальности, ориентированный на выявление её общих свойств. Основой этого процесса служит научная методология – комплекс приёмов решения определённых задач, а его результатом является получение теоретического знания, служащего удовлетворению базовых человеческих потребностей, первая из которых – познавательная доминанта человеческой деятельности, а вторая — научное обеспечение разработки новых технологий.
Область научных интересов определяется поисками ответов на вопросы: «что?», «как?» и «почему?». На вопрос «зачем?» наука обычно отвечает с трудом, проигрывая философии, религии и искусству.
Начало термодинамики второе — один из основных законов термодинамики, устанавливающий необратимость реальных термодинамических процессов. Второе начало термодинамики сформулировано как закон природы французским физиком и инженером H. Л. С. Карно (1796 — 1832) в 1824г., немецким физиком P. Клаузиусом (1822 — 1888) в 1850г. и английским физиком У. Томсоном (1824 — 1907) в 1851г. в различных, но эквивалентных формулировках:
- процесс, при котором не происходит никаких изменений, кроме передачи тепла от горячего тела к холодному, необратим, т. е. теплота не может самопроизвольно переходить от более холодного тела к более горячему (принцип Клаузиуса);
- процесс, при котором работа переходит в тепло без каких-либо иных изменений состояния системы, необратим, т. е. невозможно полностью преобразовать в работу всё тепло, взятое от тела, не производя никаких других изменений состояния системы (принцип Томсона).
Начало термодинамики первое — одно из основных положений термодинамики, являющееся по существу законом сохранения энергии в применении к термодинамическим процессам: Q = ΔU + А, где Q — сообщаемое термодинамической системе количество теплоты, А — совершаемая ею работа, ΔU — изменение её внутренней энергии. Сформулировано в 19 в. в работах немецкого естествоиспытателя Ю. Р. Майера (1814 — 1878), английского физика Дж. Джоуля (1818 — 1889) и немецкого учёного Г. Гельмгольца (1821 — 1894).
Небулярный (лат. туман, туманность) — относящийся, связанный с туманностью; небулярная гипотеза — гипотеза, объясняющая происхождение планетной системы её образованием из туманности.
Нейтрон (лат. ни тот ни другой) (n) — нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на 2,5 электронных масс; относится к барионам. В свободном состоянии нейтрон нестабилен и имеет время жизни ок. 16 мин. Вместе с протонами образуют атомные ядра, в ядрах стабилен. (См. Барионы, Протон, Спин, Электрон).
Номогенез (гр. закон + происхождение) — теория, согласно которой эволюция организмов осуществляется не на основе естественного отбора, а на базе внутренне запрограммированных закономерностей, в частности на изначально присущей всему живому целесообразности реакций на внешние воздействия. «Основной закон эволюции» в рамках теории номогенеза — внутренняя сила, независимая от внешней среды, направлена на усложнение морфофизиологической организации живого. Теория номогенеза была выдвинута русским биологом Л. С. Бергом (1876 — 1950) в 1922 г. и противопоставлена им дарвинизму. (См. Дарвинизм, Эволюция).
Ноосфера (гр. мыслящая оболочка, сфера разума) — высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разумная деятельность становится главным определяющим фактором ее развития (см. Биосфера, Техносфера). По В. И. Вернадскому (1863 — 1945) ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. Существуют два основных подхода к будущему созданию ноосферы: а) ограниченной перестройки всей биосферы и б) максимального её сохранения с отделением и почти полной изоляцией техносферы от биосферы. Очевидно, развитие будет идти по обоим направлениям.
Нуклеотиды — молекулы, состоящие из пяти азотистых оснований (цитозин, урацил, тимин, аденин и гуанин), рибозы (или дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотиды могут соединяться между собой, образуя полинуклеотиды (нуклеиновые кислоты).
Нуклоны (лат. ядро) — общее название для протонов и нейтронов — частиц, образующих атомные ядра (см. Атом, Нейтрон, Протон, Элементарные частицы).
О
Обмен веществ — 1) последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потеря веществ и энергии в живых организмах в процессе жизни, позволяющие им самосохраняться, расти, развиваться и самовоспроизводиться в условиях окружающей их среды, а также адаптироваться к ней, её изменениям. Обмен веществ состоит из непрерывно протекающих процессов ассимиляции и диссимиляции. (См. Ассимиляция, Вещество, Диссимиляция, Жизнь, Метаболизм, Организм).
Оболочка биогеоценотическая — совокупность биогеоценозов (см. Биоценоз) поверхности Земли; толща оболочки на суше до 200 — 300 м. Биогеоценотическая оболочка — синоним биогеоценотического покрова.
Оболочка географическая — природный комплекс, возникший в слое взаимодействия и взаимопроникновения литосферы, гидросферы и атмосферы и сформировавшийся под воздействием солнечной энергии и органической жизни. Географическая оболочка включает десятикилометровую толщу атмосферы (над уровнем океана), всю гидросферу и четырех-пятикилометровый слой литосферы (таким образом, общая мощность от 15 до 20 — 25 км) (см. Атмосфера, Гидросфера, Жизнь, Земли, Литосфера).
Онтогенез (гр. сущее + происхождение) — индивидуальное развитие организмов (растения, животного), охватывающее все изменения от зарождения до окончания жизни (смерти). Последовательность морфологических, физиологических и биохимических преобразований (см. Жизнь, Морфогенез).
Оптика волновая — раздел физической оптики, изучающий совокупность явлений, в которых проявляется волновая природа света. Первые работы X. Гюйгенса (1629 — 1695) 2-й пол. 17 в. Существенное развитие волновая оптика получила в исследованиях T. Юнга (1773 — 1829), О. Френеля (1788 — 1827), и др., когда были проведены принципиальные опыты, позволившие не только наблюдать, но и объяснить явления интерференции света, дифракции света, измерить длину волны, установить поперечность световых колебаний и выявить другие особенности распространения световых волн. (См. Дифракция волн, Интерференция волн).
В работах Дж. Максвелла (1831 — 1879) была создана новая волновая оптика — электромагнитная теория света, объяснившая ряд явлений: поляризацию света и количественные соотношения при переходе света из одного прозрачного диэлектрика в другой.
Распределение энергии в спектре теплового излучения удалось объяснить M. Планку (1858 — 1947) в 1900г. Развитие А. Эйнштейном (1879 — 1955)теории квантов привело к созданию новой корпускулярной оптики — квантовой оптики, которая обосновала представления о дуализме света (см. Дуализм квантово-механический).
Оптика геометрическая — раздел оптики, в котором изучаются законы распространения света в прозрачных средах и условия получения изображений на основании математической модели физических явлений, происходящих в оптических системах, справедливой, когда длина волны света бесконечно мала.
Выводы геометрической оптики строятся дедуктивным методом на основании нескольких простых законов, установленных опытным путём:
- закон прямолинейного распространения света;
- закон преломления, открыт в 17 в. В. Снеллиусом и P. Декартом (1596 — 1650);
- закон отражения, который впервые упоминается в «Катоптрике» Евклида (3 в. до н. э.);
- закон независимого распространения лучей: отдельные лучи не влияют друг на друга и распространяются независимо.
Организм (гр. орудие, инструмент) — 1) всякое живое тело, живое существо, реальный носитель жизни, характеризующийся всеми её свойствами; происходит от одного зачатка и индивидуально подвержен факторам эволюции и экологическим воздействиям; 2) стройное целое, обобщающее понятие для популяции, вида; 3) индивидуализированное понятие — «мой организм». (См. Вещество живое, Жизнь).
Организмы гетеротрофные (гр. другой) — использующие для своего питания готовые органические вещества. К гетеротрофам относятся человек, все животные, некоторые растения и микроорганизмы (большинство бактерий, грибы и др.)
Органицизм (организмизм) — методологический принцип, одна из форм целостного подхода к изучению объектов органической природы. В основе органицизма идея о том, что организм обладает специфическими свойствами, обеспечивающими его целостность и особыми законами организации, которые могут быть выявлены лишь на уровне целого.
Осциллятор — физическая система, совершающая колебания.
Отбор естественный — процесс выживания и воспроизведения организмов, наиболее приспособленных к условиям среды, и гибели в ходе эволюции неприспособленных. Естественный отбор — следствие борьбы за существование; обусловливает относительную целесообразность строения и функций организмов; творческая роль естественного отбора выражается в преобразовании популяций, приводящем к появлению новых видов. Понятие введено английским естествоиспытателем Ч. Дарвином (1809 — 1882). (См. Организм, Эволюция)