Функции современной науки. Отличие науки от других отраслей культуры (или других форм познания)

4 Аннигиля́ция (лат. Annihilatio — уничтожение) — в физике реакция превращения частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от исходных.

Наиболее изученной является аннигиляция электрон-позитронной  пары. При низких энергиях сталкивающихся электрона и позитрона, а также  при аннигиляции их связанного состояния  — позитрония — эта реакция  аннигиляции даёт в конечном состоянии  два или три фотона, в зависимости  от ориентации спинов электрона и  позитрона. При энергиях порядка  нескольких МэВ становится возможной  и многофотонная аннигиляция  электрон-позитронной пары. При энергиях порядка сотен МэВ в процессе аннигиляции электрон-позитронной  пары рождаются в основном адроны.

Изучалась также и аннигиляция  протон-антипротонной и нейтрон-антинейтронной пар.

5  Таким образом ослабление потока фотонов при прохождении через вещество определяется главным образом тремя процессами: фотоэффектом, комптон-эффектом и образованием пар в кулоновском поле атомных ядер. Вследствие этого в формуле сечение σ является суммой сечений этих процессов:

Виртуальная частица —  некоторый абстрактный объект в  квантовой теории поля, обладающий квантовыми числами одной из реальных элементарных частиц (с массой ), для которого, однако, не выполняется обычная связь между энергией и импульсом (то есть ). Виртуальные частицы не могут «улететь на бесконечность»; они рождаются и обязаны либо поглотиться какой-либо частицей, либо распасться. Можно сказать, что виртуальные частицы — это и есть то, как происходит взаимодействие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Вопрос 146: Механизмы эволюции (адаптационные и катастрофические), в чем их сущность? Законы эволюции (закон дивергенции, принцип гомеостаза, закон необратимости и процесс автоматизации онтогенеза).

 

Исследователями было выявлено два класса механизмов эволюции: адаптационные и катастрофические, или пороговые. Адаптационные механизмы  связаны с приспособлением организмов к окружающей среде. При этом происходит самонастройка системы, обеспечивающая ее стабильность в определенных условиях. Таким образом, изучая особенности среды, можно предвидеть, в каком направлении будут действовать механизмы адаптации. Этим пользуются селекционеры,  проводя искусственный отбор. Можно сказать, что никакие внутренние или внешние возмущения не способны вывести изучаемую систему за пределытого канала эволюции, который предусмотрен для нее природой. Поэтому все возможные изменения системы, ее развитие можно предсказать с большой точностью. Таким образом, с точки зрения неравновесной термодинамики адаптационный механизм относится к одному из эволюционных этапов в развитии систем.

Катастрофические механизмы  эволюции имеют другую природу. Они  связаны со скачком в развитии систем, происходящим при переходе через точку бифуркации. Обычно это  связано с резким изменением условий  окружающей среды. При этом старая структура системы разрушается и образуется качественно новая структура. Переход через точку бифуркации всегда идет случайно.

Заранее предсказать, как  пойдет развитие, невозможно. Поэтому  периодически в биосфере Земли происходят катастрофические события, стимулирующие  вымирание старых видов растений и животных и появление новых.

Законы эволюции.  Тем не менее, общим правилом является непрерывное усложнение и рост разнообразия органического мира после каждого перехода через критические точки в развитии биосферы. Это правило носит название закона дивергенции, который объясняет, почему первоначально близкие группы организмов разошлись в процессе эволюции, создав огромное разнообразие видов.

К началу XX в. были открыты и другие законы эволюции. Так, в 1876 г. Ш. Делере установил правило прогрессирующей специализации, в соответствии с которым группа, вступившая на путьспециализации, как правило, в своем дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации.

И.И. Шмальгаузен открыл  процесс автономизации онтогенеза, который говорит о сохранении определяющего значения физико-292химических факторов внешней среды, что ведет к возникновению относительной устойчивости развития.

К. Уолдингтон сформулировал принцип гомеостаза, показывающий способность организмов к саморегуляции и поддержанию стабильности внутренней среды организма. Наконец, Л. Долло открыл  правило необратимости,  согласно которому эволюция является необратимым процессом, и организм не может вернуться к прежнему состоянию, в котором находились его предки.

Антидарвинизм

Критика дарвинизма велась практически со времени его возникновения  и имела объективные основания, поскольку из поля зрения дарвинистов  изначально выпадал ряд важных вопросов. К их числу относятся вопросы  о причинах сохранения в историческом развитии системного единства организмов, механизмах включения в эволюционный процесс онтогенетических перестроек, неравномерности темпов эволюции, причинах прогрессивной макроэволюции, причинах и механизмах биотических кризисов и др.

Антидарвинизм второй половины XIX — начала XX вв. был представлен  двумя главными течениями — неоламаркизмом и концепциями телеогенеза. Борьба с ними, а также поиск экспериментальных доказательств отдельных факторов естественного отбора составили основное содержание  биологии

этого времени.

Неоламаркизм.  Первым крупным  антидарвинистским учением стал неоламаркизм, возникший в конце XIX в. Это учение основывалось на признании адекватной изменчивости, возникающей под непосредственным или косвенным влиянием факторов окружающей среды, вызывающих прямое приспособление организма к ним. Также неоламаркисты говорили о наследовании приобретенных таким образом признаков, отрицали созидательную роль естественного отбора.

Как видно из названия этого  направления, основу неоламаркизма  составили идеи Ламарка, о которых  ученые забыли в начале века, но вспомнили  о них после появления дарвиновской теории эволюции. Неоламаркизм не был  единым течением, а объединял в  себе несколько направлений, каждое из которых пыталось развить ту или иную сторону учения Ламарка. В

неоламаркизме выделяются:

•  механоламаркизм  —  концепция эволюции, согласно которой  целесообразная организация создается  путем приспособления, или согласно Ламарку, упражнения органов. Эта концепция  объясняла эволюционные преобразования организмов их изначальной способностью целесообразно реагировать на изменения  внешней среды, изме-293няя при  этом свои структуры и функции. Вся  сложность эволюционного процесса, таким образом, сводилась к  простой теории равновесия сил, заимствованной, по существу, из ньютоновской механики. Сторонниками этого направления были Г.Спенсер и Т. Эймер;

• психоламаркизм —  основу этого направления составила  идея Ламарка о значении в эволюции животных таких факторов, как привычки, усилия воли, сознание. Считалось, что  эти факторы присущи не только организму животного в целом, но исоставляющим его клеткам. Таким образом, эволюция представлялась как постепенное усиление роли сознания вдвижении от примитивных существ до разумных форм жизни. Это развивало учение о панпсихизме, всеобщей одушевленности. Сторонниками этого направления были А. Паули и А. Вагнер;

• ортоламаркизм —  совокупность гипотез, развивающих идею Ламарка  о стремлении организмов к совершенствованию  как внутренне присущей всему  живому движущей силе эволюции.

Сторонниками ортоламаркизма были К. Нэгели, Э. Коп, Г. Осборн, которые полагали, что направленность эволюции обусловлена внутренними изначальными свойствами организмов. Эти взгляды родственны идеям автогенезиса, рассматривающего эволюцию как процесс развертывания предсуществующих задатков, носящий целенаправленный характер и происходящий на основе изначальных внутренних потенциальных возможностей.

Телеологическая концепция  эволюции,  или телеогенез, идейно была близко связана с ортоламаркизмом, так как исходила из все той же идеи Ламарка о внутреннем стремлении всех живых организмов к прогрессу. Наиболее видным представителем этого направления стал русский естествоиспытатель, основатель эмбриологии К. Бэр.

Своеобразную модификацию  телеогенеза представляли взгляды сторонников сальтационизма, заложенного в 60—70-е гг. XIX в. А. Зюссом и А. Келликером. По их мнению, уже на заре появления жизни возник весь план будущего развития природы, а влияние внешней среды определяло лишь частные моменты эволюции. Все крупнейшие эволюционные события — от возникновения  новых видов до смены биот в геологической истории Земли — происходят в результате скачкообразных изменений, сальтаций, или макромутаций. По сути дела, это был катастрофизм, усиленный дополнительными аргументами. Эти взгляды существуют до сегодняшнего дня.

Генетический антидарвинизм. В начале XX в. возникла генетика — учение о наследственности и изменчивости. Казалось  бы, ее появление должно было решить многие вопросы эволюционной теории, до сих пор остававшиеся без ответа. Но первые генетики противопоставили данные своих исследований дарвинизму,  в результате294чего в эволюционной теории возник глубокий кризис. Выступление генетиков против учения Дарвина вылилось в широкий фронт, объединяющий несколько течений: мутационизм, гибридогенез, пре-адаптационизм и др. Все они объединились под общим названием генетического антидарвинизма. Так, открытие устойчивости генов трактовалось как их неизменность. Это способствовало распространению антиэволюционизма  (У. Бетсон). Мутационная изменчивость отождествлялась с эволюционными преобразованиями, что исключало необходимость отбора как главной причины эволюции. Венцом этих построений стала теория номогенеза Л.С. Берга, созданная в 1922 г. Основу ее составила идея, что эволюция есть запрограммированный процесс реализации внутренних,  присущих всему живому закономерностей. Он считал, что организмы обладают внутренней силой неизвестной природы, действующей целенаправленно, независимо от внешней среды, в сторону

усложнения организации. В доказательство этого Берг приводил множество данных по конвергентной и параллельной эволюции разных групп растений и животных.

Из всех этих споров со всей очевидностью следовало, что генетика и дарвинизм должны были найти  общий язык. Но прежде чем приступать к рассмотрению дальнейшего развития  теории эволюции, следует подробнее  остановиться на основных положениях генетики, без которой современный  дарвинизм был бы невозможен

 

 

 

 

 

 

Основные законы и формы эволюции

1)  Правило прогрессирующей  специализации  (Ш.  Делер, (1876 г.), согласно которому группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути всё более и болееглубокой специализации.

2)  Процесс автономизации онтогенеза  (И.И. Шмальгаузен),  или канализация онтогенеза  (К.  Уодингтон).  Под ним понимается сохранение детерминирующего значения физико-химических факторов внешней среды, ведущее к возникновению относительной устойчивости развития. 124

3) Принцип гомеостаза, сформулированный  К. Уодингтоном, т. е. принцип поддержания постоянства внутренней среды организма. Этот принцип отражает способность организма к саморегуляции.

4)  Правило необратимости  (Д.  Долло).  Эволюция есть процесс необратимый, и организм не может вернуться к прежнему состоянию, в котором уже находились его предки. Это закон тесно связан с самоорганизацией в природе,  которая необратима,  поскольку природные системы переходят в состояния,  характеризующиеся меньшими значениями энергии.

Существуют две основные элементарные формы эволюции:  

- дивергенция – это  разделение прежде единого вида (таксона) на

две или несколько частей;

- филетическая эволюция – постепенное изменение вида и пре-

вращение его в другой вид. Это обязательный процесс, осуществляю-

щийся в ходе эволюции всего живого.