Контрольная работа по предмету "Концепции Современного Естествознания"

В заключение заметим, что  ряд выводов общей теории относительности  качественно отличается от выводов  ньютоновской теории тяготения. Важнейшие из них связаны с возникновением черных дыр, сингулярностей пространства-времени (мест, где формально, по теории, обрывается существование частиц и полей в обычной известной нам форме) и с наличием гравитационных волн (гравитационного излучения). Ограничения общей теории тяготения Эйнштейна обусловлены тем, что эта теория не квантовая, а гравитационные волны можно рассматривать как поток специфических квантов - гравитонов.

Других ограничений применимости теории относительности не обнаружено, хотя неоднократно высказывались предположения, что на очень малых расстояниях  понятие точечного события, следовательно, и теория относительности могут  оказаться неприменимыми. Современные  квантовые теории фундаментальных  взаимодействий (электромагнитная, слабого и сильного взаимодействий) основаны именно на геометрии пространства-времени частной теории относительности. Из этих теорий с наиболее высокой точностью проверена квантовая электродинамика лептонов. Неоднократно с высокой точностью повторялись опыты, использовавшиеся для обоснования теории относительности в первые десятилетия ее существования. Сейчас такого рода опыты имеют преимущественно исторический интерес, поскольку основной массив подтверждений общей теории относительности составляют данные, относящиеся к взаимодействиям релятивистских элементарных частиц, где справедливость кинематики частной теории относительности проверена на обширном материале.

2.Уровни биологической  эволюции

Биологическая эволюция (от лат. evolutio — «развёртывание») — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Существует несколько  эволюционных теорий, объясняющих механизмы, лежащие в основе эволюционных процессов. В данный момент общепринятой является синтетическая теория эволюции (СТЭ), являющаяся синтезом классического дарвинизма и популяционной генетики. СТЭ позволяет объяснить связь материала эволюции (генетические мутации) и механизма эволюции (естественный отбор). В рамках СТЭ эволюция определяется как процесс изменения частот аллелей генов в популяциях организмов в течение времени, превышающего продолжительность жизни одного поколения.

Чарльз Дарвин первым сформулировал теорию эволюции путём естественного отбора. Эволюция путём естественного отбора — это процесс, который следует из трёх фактов о популяциях: 1) рождается больше потомства, чем может выжить; 2) у разных организмов разные черты, что приводит к различиям в выживаемости и вероятности оставить потомство; 3) эти черты — наследуемые. Эти условия приводят к появлению внутривидовой конкуренции и избирательной элиминации наименее приспособленных к среде особей, что ведёт к увеличению в следующем поколении доли таких особей, черты которых способствуют выживанию и размножению в этой среде. Естественный отбор — единственная известная причина адаптаций, но не единственная причина эволюции. К числу неадаптивных причин относятся генетический дрейф, поток генов и мутации.

Несмотря на неоднозначное  восприятие в обществе, эволюция как  естественный процесс является твёрдо установленным научным фактом, имеет огромное количество доказательств и не вызывает сомнений в научном сообществе. В то же время отдельные аспекты теорий, объясняющих механизмы эволюции, являются предметом научных дискуссий. Открытия в эволюционной биологии оказали огромное влияние не только на традиционные области биологии, но и на другие академические дисциплины, например, антропологию, психологию. Представления об эволюции стали основой современных концепций сельского хозяйства, охраны окружающей среды, широко используются в медицине, биотехнологии и многих других социально значимых областях человеческой деятельности.

Система — это множество закономерно связанных друг с другом функциональных элементов, образующих единое целое. Биологическая система представляет собой совокупность упорядочение взаимодействующих и взаимозависимых элементов, образующих единое целое, выполняющее определенную функцию и взаимодействующее со средой и другими системами. Еще Гегель призывал рассматривать природу как систему ступеней, каждая из которых вытекает из другой. Биологические системы — это клетка, ткань, орган, аппарат, система органов, организм, популяция, экосистема. Особенности биологических систем:

• биологическая система выполняет определенную функцию (биохимическую, физиологическую)
• биологическая система обладает свойствами целостности (несводимость свойств системы к сумме свойств ее элементов)
• биологическая система состоит из подсистем
• она непрерывно изменяется по сигналам обратной связи (способна к адаптации)
• обладает относительной устойчивостью, способна к развитию и самовоспроизведению.

Уровень организации живой  материи — это относительно гомогенные биологические системы, для которых характерны определенный тип взаимодействия элементов, пространственный и временной масштабы процессов. Это функциональное место биологической системы в общей системе живой материи. Концепция об уровнях организации живой материи — это концепция о дифференциации живого вещества планеты на дискретные, соподчиненные структурные множества, которая сложилась в середине XX века.

В живой природе биологические  системы подчиняются принципу иерархичности: уровни организации образуют сложную  пирамиду соподчинения — за каждым структурным уровнем следует  очередной уровень, но более высокого ранга. Каждый уровень характеризуется  специфическими взаимодействиями компонентов  и особенностями взаимоотношений  с ниже и выше расположенными системами.

В современной синтетической  теории биологической эволюции различают  три уровня эволюции: микроэволюция или эволюция популяций, видообразование как результат микроэволюции и макроэволюция или эволюция больших групп, текущая миллионы лет. Для изучения микроэволюции используют экспериментальные генетические и экологические методы, анализ антропогенного влияния, морфологические методы. Прямые эксперименты с быстроразмножающимися организмами (мушки-дрозофилы, микроорганизмы) позволили наблюдать и моделировать эволюцию. Элементарной эволюционной единицей является популяция, минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида.

Микроэволюция - эволюционные изменения в пределах локальных воспроизводящихся популяций. Основные экологические характеристики популяции -величина, возрастная и половая структура, популяционная динамика (колебания параметров популяции). Как показали эксперименты главная особенность популяции это её генетическая гетерогенность или полиморфизм.

Популяции полиморфны по аллелям, альтернативным формам одного гена (единица  наследственности) и по типам хромосом (множество генов). Экспериментально доказана динамика популяций (закон "арди-ВайИберга). Популяция не может быть изолированной, поэтому растёт генетическое разнообразие. Скрещивание не бывает случайным, имеет место внутривидовой половой отбор. Мутации (внезапные наследственные изменения в генах) вызывают фенотипические эффекты.

Результатом микроэволюции является видообразование. Вид - это совокупность всех географических и экологических рас. Любой вид представляет также систему популяций. Виды различаются по генетическим и морфологическим, физиологическим и биохимическим, географическим признакам. Вид структурирован: особь и семья, дем (группа особей) и группа демов, популяция и группа популяций, полувид, вид и надвид.

Вид изолирован: экологически, по времени, механически и этологически. Изоляция популяций одного вида может привести к разделению вида на генетически закрытые системы. Существуют различные типы видообразования: дивергентное, гибридогенное и филетическое.

Список использованной литературы

1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс лекций. М., Центр, 2009 – 208 с.
2. Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Теория относительности: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2009. – 383 с.
3. Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания: Учебн. пособие для вузов.-М.:Аспект Пресс, 2011. –256 с.
4. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Уч. пособие.-М. «Маркетинг», 2009. – 160 с.
5. Карпенков С.Х. Квантовая механика: Учебник.-М. Высшая школа. 2011. - 334 с.
6. Клинк Н.Ю. Краткий конспект лекций по КСЕ.-  кафедра современного естествознания СПб ИНЖЭКОН ( филиал  в г.Чебоксары), 2009.
7. Конспект лекций по КСЕ. – Сост. Ревская Н.В.- СПб: Альфа. 2010.-160 с.
8. Ключи к естествознанию. - Под ред. В.Н.Лавриненко.: М.ЮНИТИ, 2012.- 303 с.
9. Кратко об ученых.- Ростов-н-Д.: Феникс, 2010, 2003.-576 с.