История естествознания. Строение Галактики. Самоорганизация систем. Строение головного мозга человека
Опытные факты, подтверждающие справедливость выводов общей теории относительности. Описание нашей Галактики (форма, размер, количество звезд). Положение Солнца в Галактике. Примеры самоорганизации систем. Основные отделы головного мозга человека.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.08.2013 |
| Размер файла | 688,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Какие основные этапы можно выделить в истории естествознания?
- Какие опытные факты подтверждают справедливость выводов общей теории относительности? Поясните на примере одного из них
- Опишите нашу Галактику (форма, размер, количество звезд). Какое положение в Галактике занимает наше Солнце?
- Что такое самоорганизация и в каких системах она возможна? Приведите примеры самоорганизации
- В чем проявляется глобальная функция жизни, как геологической силы, преобразующей облик Земли?
- Из каких основных отделов состоит головной мозг человека? Какие из отделов мозга в основном отвечают за высшую нервную деятельность?
- На Ваш взгляд: какие будущие научные достижения окажут наиболее сильное влияние на жизнь людей?
- Список использованной литературы
Какие основные этапы можно выделить в истории естествознания?
Естествознание - неотъемлемая и важная часть духовной культуры человечества. Знание его современных фундаментальных научных положений, мировоззренческих и методологических выводов является необходимым элементом общекультурной подготовки специалистов в любой области деятельности. Поэтому, изучение естественных наук - важный фактор для подготовки современных образованных специалистов.
Основные этапы развития естествознания
1. Древнегреческий период
Естественнонаучные знания Древнего Востока проникли в Древнюю Грецию в VI в. до н.э. и обрели статус науки как определенной системы знаний. Эта наука называлась натурфилософией (от лат. natura - природа). Натурфилософы были одновременно и философами, и учеными. Они воспринимали природу во всей ее полноте и были исследователями в различных областях знания.
В VI в. до н.э. в древнегреческом городе Милете возникла первая научная школа, известная прежде всего не своими достижениями, а своими исканиями. Основной проблемой этой школы была проблема первоначала всех вещей: из чего состоят все вещи и окружающий мир? Предлагались разные варианты того, что считать первоосновой всех вещей: огонь (Гераклит), вода (Фалес), воздух (Анак-симен), апейрон (Анаксимандр.).
Другое научное сообщество рассматриваемого периода, пифагорейцы, в качестве первоначала мира - взамен воды, воздуха или огня - ввели понятие числа. Они также отмечали связь между законами музыки и числами. Согласно их учению, "элементы чисел должны быть элементами вещей". Пифагор (582-500 гг. до н.э.) был не только известным математиком и астрономом, но и духовным лидером своих учеников и многих ученых того времени.
галактика теория относительность мозг
Исследование первоосновы вещей вслед за учеными милетской школы были продолжены Демокритом (ок.460-370 гг. до н.э.) и его учителем Левкиппом, которые ввели понятие атома.
Самой яркой фигурой античной науки того периода был величайший ученый и философ Аристотель. Он наметил магистральные пути развития метафизики, физики, психологии, логики, а также этики, эстетики, политики.
Зарождение медицины как самостоятельного научного знания связано с именем Гиппократа (460-370 гг. до н.э.), который придал ей статус науки и создал эффективно действующий метод, преемственно связанный с ионийской философией природы. Основной его тезис: медицина должна развиваться на основе точного метода, систематического и организованного описания различных заболеваний.
2. Эллинистический период
Первой из эллинистических школ была школа Эпикура (341-270 гг. до н.э.). Эпикур делил философию на три части: логику, физику и этику. В его школе было показано, что атомы различаются весом и формой, а их разнообразие не бесконечно. Для объяснения причины движения атомов Эпикур ввел понятие первоначального толчка (первотолчка).
С 332 г. до н.э. началось сооружение города Александрии, который стал основным научным центром эллинистической эпохи, центром притяжения ученых всего средиземноморского региона.
В Александрии был создан знаменитый Музей, где были собраны необходимые инструменты для научных исследований: биологических, медицинских, астрономических.
В первой половине III в. до н.э. в Музее велись серьезные медицинские исследования. Герофил и Эрасистрат продвинули анатомию и физиологию, оперируя при помощи скальпеля. Герофилу медицина обязана многими открытиями. Например, он доказал, что центральным органом живого организма является мозг, а не сердце, как думали ранее. Он изучил разновидности пульса и его диагностическое значение.
В эллинистический период начали составляться труды, объединявшие все знания в какой-либо области. Так, например, одному из крупнейших математиков того периода Евклиду принадлежит знаменитый труд "Начала", где собраны воедино все достижения математической мысли.
Выдающимся ученым эллинистического периода был математик-теоретик Архимед (287-212 гг. до н.э.). Он был автором многих остроумных инженерных изобретений. Среди множества работ особое значение имеют следующие: "О сфере и цилиндре", "Об измерении круга", "О спиралях","О квадратуре параболы", "О равновесии плоскости", "О плавающих телах". Архимед заложил основы статики и гидростатики.
Исторической заслугой Эрастофена явилось применение математики к географии для составления первой карты с меридианами и параллелями.
Все науки того времени были тесно вплетены в философско-религиозную мысль и по существу считались знанием элиты (религиозной или философской) древнего общества
3. Древнеримский период античной натурфилософии
В 30-х гг. до н.э. новым научным центром становится Рим со своими интересами и своим духовным климатом, ориентированным на практичность и результативность. Закончился
период расцвета великой эллинистической науки.
Новая эпоха может быть представлена работами Птолемея в астрономии и Галена в медицине.
Птолемей жил, возможно, в 100-170 гг. н.э. Особое место среди его работ занимает "Великое построение" (в арабском переводе - "Альмагест"), которая является итогом всех астрономических знаний того времени.
Наука античного мира обязана Галену (130-200 гг.?) систематизацией знания в области медицины. Он обобщил анатомические исследования, полученные медиками александрийского Музея; осмыслил элементы зоологии и биологии, воспринятые от Аристотеля; теорию элементов, качеств и жидкостей системы Гиппократа. К этому можно добавить его телеологическую концепцию.
4. Вклад Арабского мира в развитие естествознания
В эпоху Средних веков возросло влияние церкви на все сферы жизни общества. Европейская наука переживала кризис вплоть до XII-XIII вв. В это время эстафету движения научной мысли Древнего Мира и античности перехватил Арабский мир, сохранив для человечества выдающиеся труды ученых тех времен. Ф. Шиллер писал, что арабы как губка впитали в себя мудрость античности, а затем передали его Европе, перешедшей из эпохи варварства в эпоху Возрождения Ислам, объединив всех арабов, позволил им потом в течение двух-трех поколений создать огромную империю, в которую помимо Аравийского полуострова вошли многие страны Ближнего Востока, Средней Азии, Северной Африки, половина Пиренейского полуострова.
В этих городах было много общественных библиотек, книжных магазинов, существовала мода и на личные библиотеки.
Аль-Хорезми значительно улучшил таблицы движения планет и усовершенствовал астролябию - прибор для определения положения небесных светил. Бируни со всей решительностью утверждал, что Земля имеет шарообразную форму, и значительно уточнил длину ее окружности. Он также допускал вращение Земли вокруг Солнца. Омар Хайям утверждал, что Вселенная существует вечно, а Земля и другие небесные тела движутся в бесконечном пространстве.
5. Естествознание в средневековой Европе
В то же самое время в Европе читали, главным образом, Библию, предавались рыцарским турнирам, войнам, походам. Была распространена куртуазная литература, посвященная прекрасным дамам и рыцарской любви. Только единицы имели склонность к философии и серьезной литературе времен античности. С XIII в. в Европе начинают появляться университеты. Самыми первыми были университеты в Болонье и Париже. Благодаря университетам возникло сословие ученых и преподавателей христианской религии, которое можно считать фундаментом сословия интеллектуалов.
6. Этап, называемый "научной революцией"
Периодом "научной революции" иногда называют время между 1543 и 1687 гг.
Первая дата соответствует публикации Н. Коперником работы "Об обращениях небесных сфер"; вторая - И. Ньютоном "Математические начала натуральной философии".
Коперник поместил в центр мира не Землю, а Солнце Тихо Браге - идейный противник Коперника - движущей силой, приводящей планеты в движение, считал магнетическую силу Солнца
Кеплер, ученик Браге, осуществил наиболее полную обработку результатов наблюдений своего учителя: вместо круговых орбит ввел эллиптические он количественно описал характер движения планет по этим орбитам;
Галилей показал ошибочность различения физики земной и физики небесной, научная революция порождает современного ученого-экспериментатора, сила которого - в эксперименте, становящемся все более и более точным, строгим благодаря новым измерительным приборам. Новое знание опирается на союз теории и практики, который часто получает развитие в кооперации ученых, с одной стороны, и техников и мастеров высшего разряда (инженеров, художников, гидравликов, архитекторов и т.д.) - с другой.
Какие опытные факты подтверждают справедливость выводов общей теории относительности? Поясните на примере одного из них
Общая теория относительности - геометрическая теория тяготения, развивающая специальную теорию относительности (СТО), опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915-1916 годах. В рамках общей теории относительности, как и в других метрических теориях, постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самогом пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии. Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нём материей.
Из ОТО был получен ряд важных выводов:
1. Свойства пространства-времени зависят от движущейся материи.
2. Луч света, обладающий инертной, а, следовательно, и гравитационной массой, должен искривляться в поле тяготения.
В частности, такое искривление должен испытывать луч, проходящий возле Солнца. Этот эффект, как писал Эйнштейн, можно обнаружить при наблюдении положения звезд во время солнечного затмения. Рассчитанное теоретически Эйнштейном отклонение луча света было впоследствии экспериментально подтверждено наблюдениями научными экспедициями Лондонского Королевского общества, направленные для изучения солнечного затмения 29 мая 1919 года: одна направилась в Бразилию (Собрал), а другая - на один из островов, расположенных возле африканского материка (Принсипи). Как отмечалось в отчете, результаты экспедиций не оставляют сомнения в том, что луч света отклоняется вблизи Солнца и что отклонение, если приписать его действию гравитационного поля Солнца, по величине соответствует требованиям общей теории относительности Эйнштейна. Проведенные в 1922 году новые измерения также подтвердили существование эффекта. Позже Эйнштейн писал Планку: "Судьба оказала мне милость, позволив дожить до этого дня".
3. Частота света под действием поля тяготения должна смещаться в сторону более низких значений.
В результате этого эффекта линии солнечного спектра должны смещаться в сторону красного цвета, по сравнению со спектрами соответствующих земных источников. Действительно, красное смещение в спектрах небесных тел было обнаружено в 1923-26 гг. при изучении Солнца, а в 1925 году при изучении спутника Сириуса. Все это явилось убедительным подтверждением ОТО.
Долгое время экспериментальных подтверждений ОТО было мало. Согласие теории с опытом достаточно хорошее, но чистота экспериментов нарушается различными сложными побочными влияниями. Однако влияние искривления пространства-времени можно обнаружить даже в умеренных гравитационных полях. Очень чувствительные часы, например, могут обнаружить замедление времени на поверхности Земли. Чтобы расширить экспериментальную базу ОТО, во второй половине XX века были поставлены новые эксперименты: проверялась эквивалентность инертной и гравитационной масс (в том числе и путем лазерной локации Луны); с помощью радиолокации уточнялось движение перигелия Меркурия; измерялось гравитационное отклонение радиоволн Солнцем, проводилась радиолокация планет Солнечной системы; оценивалось влияние гравитационного поля Солнца на радиосвязь с космическими кораблями, которые отправлялись к дальним планетам Солнечной системы, и т.д. Все они, так или иначе, подтвердили предсказания, полученные на основе ОТО.
Эксперимент с лифтом, подвешенным над Землей. Наблюдатели, находящиеся внутри него, не смогут определить в некоторых ситуациях, находятся они в покое или в движении. Представим себе, что в какой-то момент времени канат, на котором подвешен лифт, обрывается, и наблюдатели в нем оказываются в состоянии свободного падения. В этом случае они не смогут определить, какое из двух противоположных утверждений будет истинным:
1) лифт движется в поле тяготения Земли;
2) лифт покоится в отсутствии поля тяготения.
Если же в отсутствие поля тяготения Земли лифт будут тянуть вверх с ускорением §, то наблюдатели также не смогут выбрать истинное утверждение из двух противоположных:
1) лифт покоится в поле тяготения Земли;
2) лифт движется с ускорением в отсутствие поля тяготения.
В заключение заметим, что создание Эйнштейном Теории Относительности было первым шагом в построении современной концепции естествознания. Ее роль состояла не только в уточнении и обобщении классических формул: было показано, что знания об окружающем мире не носят абсолютного характера и могут претерпевать существенные уточнения и изменения в ходе развития науки. Описывающая реально наблюдаемые явления природы теория может базироваться на утверждениях и идеях, не всегда согласующихся с общепринятым мнением и "здравым смыслом", являющимся обобщением повседневного опыта.
Опишите нашу Галактику (форма, размер, количество звезд). Какое положение в Галактике занимает наше Солнце?
Галактика - гигантская, гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс
Солнечная система, естественно, тоже входит в состав Галактики. Однако расположение Солнца в нашей Галактике довольно неудачное с точки зрения изучения этой системы как целого: мы находимся в таком месте, что с Земли сложно выявить структуру Галактики. К тому же, в области, где расположено Солнце, довольно много межзвездного вещества, поглощающего свет и делающего почти непрозрачными для видимого света некоторые направления, особенно в сторону центра Галактики.
Галактика состоит из двух основных подсистем диска и гало, вложенных одна в другую и гравитационно-связанных друг с другом. Первая - сферическое гало, ее звезды концентрируются к центру галактики, а плотность вещества, высокая в центре галактики, довольно быстро падает с удалением от него. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется балдж. Вторая подсистема - это массивный звездный диск. Его масса равна 150 млрд масс Солнца. Он представляет собой как бы две сложенные краями тарелки. В диске концентрация звезд значительно больше, чем в гало.
Центральная, наиболее компактная область Галактики называется ядром. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопоставимых с Луной. Однако Солнце расположено достаточно далеко от ядра Галактики - на расстоянии 8 кпк (около 26 000 световых лет). Поэтому, если в окрестностях Солнца, в диске, одна звезда приходится на 8 кубических парсеков, то в центре Галактики в одном кубическом парсеке находится 10 000 звезд. Центр Галактики находится в направлении созвездия Стрельца. В 2004 году окончательно доказано, что в центре Галактики находится черная дыра с массой около трех миллионов масс Солнца.
Основываясь на результатах своих подсчётов, Гершель предпринял попытку определить размеры Галактики. Он заключил, что наша звёздная система имеет конечные размеры и образует своего рода толстый диск: в плоскости Млечного Пути она простирается на расстояние не более 850 единиц, а в перпендикулярном направлении - на 200 единиц, если принять за единицу расстояние до Сириуса. По современной шкале расстояний это соответствует 7300 х 1700 световых лет.
Истинные размеры Галактики были установлены только в XX в. Оказалось, что она является значительно более плоским образованием, чем предполагали ранее. Диаметр галактического диска превышает 100 тыс. световых лет, а толщина - около 1000 световых лет. По внешнему виду Галактика напоминает чечевичное зерно с утолщением посередине.
ГАЛО. Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч световых лет. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. Состоит гало в основном из очень старых, неярких мало массивных звёзд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звёзд. Возраст населения сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд. лет. Его обычно принимают за возраст самой Галактики.
Для центральных областей Галактики характерна сильная концентрация звёзд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержатся многие тысячи. Расстояния между звёздами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звёзд, по яркости сопоставимых с Луной, и многие тысячи более ярких, чем самые яркие звёзды нашего неба.
СПИРАЛЬНЫЕ ВЕТВИ. Одним из наиболее заметных образований в дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов - спиральные галактики. Спиральная структура в нашей Галактике очень хорошо развита. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звёзды, многие рассеянные звёздные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков меж звёздного газа, в которых продолжают образовываться звёзды. В спиральных ветвях находится большое количество переменных и вспыхивающих звёзд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторых типов сверхновых. В отличие от гало, где какие-либо проявления звёздной активности чрезвычайно редки, в ветвях продолжается бурная жизнь, связанная с непрерывным переходом вещества из межзвёздного пространства в звёзды и обратно. Галактическое магнитное поле, пронизывающее весь газовый диск, также сосредоточено главным образом в спиралях.
Наше Солнце расположено между спиральными рукавами Стрельца и Персея, движется со скоростью около 220 км/с, и делает полный оборот вокруг центра Галактики за 200 миллионов лет. За время своего существования Солнце облетело Галактику примерно 30 раз. Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики практически совпадает с той скоростью, с которой в данном районе движутся спиральные рукава. Такая ситуация неординарна для Галактики. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают, - это коротационная окружность и, именно вблизи нее расположено Солнце. Может быть, это обстоятельство дало возможность возникнуть и сохраниться жизни на Земле. Ведь в спиральных рукавах происходят бурные процессы, мощное излучение от которых погубило бы все живое на Земле. Так что наше периферийное положение по отношению в галактической "столице" можно считать даже привилегированным.
Звезды галактического диска были названы населением I типа, звезды гало - населением II типа. К диску относятся, как правило, звезды ранних спектральных классов О и В, т.е. молодые звезды. Гало, наоборот, составляют объекты, возникшие на ранних стадиях эволюции Галактики. Возраст населения второго типа порядка 10 - 12 миллиардов лет. Население первого типа отличается от населения второго типа большим содержанием тяжелых элементов.
Что такое самоорганизация и в каких системах она возможна? Приведите примеры самоорганизации
Самоорганизация - процесс упорядочения элементов одного уровня в системе за счёт внутренних факторов, без внешнего специфического воздействия (изменение внешних условий может также быть стимулирующим воздействием). Результат - появление единицы следующего качественного уровня.
Наш мир и всё, что доступно в нём наблюдению, претерпевают непрерывные изменения - мы наблюдаем его непрекращающуюся эволюцию. Все подобные изменения происходят за счёт сил внутреннего взаимодействия, во всяком случае, никаких внешних по отношению к нему сил мы не наблюдаем. Согласно принципу Бора, существующим мы имеем право считать лишь то, что наблюдаемо или может быть сделано таковым. Следовательно, подобных сил не существует. Таким образом, всё, что происходит вокруг нас, мы можем считать процессом самоорганизации, то есть процессом, идущим за счёт внутренних стимулов, не требующих вмешательства внешних факторов, не принадлежащих системе. К числу таких процессов относится также и становление и действие Разума, так как он родился в системе в результате её эволюции.
Итак, весь процесс эволюции системы - процесс самоорганизации. Мир всё время меняется. Мы не можем утверждать, что процесс самоорганизации направлен на достижение состояния равновесия (под которым понимается абсолютный хаос), у нас нет для этого опытных оснований, гораздо больше данных для утверждения обратного - мир непрерывно развивается, и в этом изменении просматривается определённая направленность, отличная от стремления к равновесию.
Для описания основ процесса самоорганизации удобно (хотя и заведомо недостаточно) использовать терминологию дарвиновской триады: наследственность, изменчивость, отбор, придав этим понятиям более широкий смысл.
Изменчивость в этом более широком смысле - это вечно присутствующие факторы случайности и неопределённости. Без предположения о непрерывно действующих случайных факторах, постоянная эволюция системы, сопровождающаяся появлением новых качественных особенностей, по-видимому, невозможна.
Что касается термина "наследственность", то он означает лишь то, что настоящее и будущее любой системы в мире зависит от его прошлого. Степень зависимости той или иной системы от прошлого может быть любой. Эту степень зависимости условимся называть памятью системы. Во вполне детерминированных системах прошлое однозначно определяет будущее (возможно и обратное - по настоящему определить прошлое). Такие системы - системы с бесконечной памятью (абсолютной наследственностью). Это абстракция, но она хорошо интерпретирует некоторые процессы в неживом мире - например, то движение планет, которое мы наблюдаем (конечно, лишь на некотором, конечном, правда очень большом, интервале времени).
"Память системы" в реальных системах в том смысле, как мы её определили, чаще всего оказывается ограниченной: и бесконечная память и её отсутствие - лишь абстракции, которые удобны для интерпретации. Примером системы, лишённой памяти, является развитое турбулентное движение.
Понятие "принципов отбора" является самым трудным среди понятий дарвиновской триады. Процессы самоорганизации следуют определённым правилам, законам. Это утверждение - некое эмпирическое обобщение, вопрос о происхождении этих правил лежит вне рационализма, как и вопрос о рождении Вселенной.
1. Физические системы.
2. Химические системы.
3. Биологические системы.
4. Социальные системы.
Пример социальной системы:
Социальная система представляет собой определенное целостное образование, где основными элементами являются люди, их нормы и связи. Как целое система образует новое качество, которое не сводится к сумме качеств ее элементов. В этом наблюдается некоторая аналогия с изменением свойств при переходе от малого к очень большому числу частиц в статической физике - переход от динамических к статическим закономерностям. При этом весьма очевидно, что всякие аналогии с физико - химическими и биологическими системами весьма условны, поэтому проводить аналогию между человеком и молекулой или даже нечто подобное было бы не допустимым заблуждением. Однако, понятийный и математический аппарат нелинейной неравновесной термодинамики и синергетики оказываются полезными в описании и анализе элементов самоорганизации в человеческом обществе.
Социальная самоорганизация - одно из проявлений спонтанных или вынужденных процессов в обществе, направленная на упорядочение жизни социальной системы, на большее саморегулирование.
Социальная система является системой открытой способная, даже вынужденная обмениватся с внешним миром информацией, веществом, энергией.
Социальная самоорганизация возникает как результат целеноправленных индивидуальных действий ее составляющих.
Рассмотрим самоорганизацию в социальной системы напримере урбанизации зоны. Проводя анализ урбанизации географических зон можно предположить, что рост локальной заселенности данной территории будет обусловлен наличием в этой зоне рабочих мест.
Однако, здесь существует некоторая зависимость: состояние рынка, определяющего потребность в товарах и услугах и занятости. Отсюда возникает механизм нелинейной обратной связи в процессе роста плотности населения.
Такая задача решается на основе логистического уравнения, где зона характеризуется ростом ее производительности N, новых экономических функций S - функция в локальной области i города. Логистическое уравнение описывает эволюцию численности населения и может быть тогда представлена в виде
dni
ѕ = Кni (N + е Rk Sik - ni) - dni
dt k
где Rk вес данной к-ой функции, ее значимость. Экономическая функция изменяется с ростом численности: определяется спросом на к - й продукт в i - й области в зависимости от увеличения численности населения и конкуренции предприятий в других зонах города. Появление новой экономической функции играет роль социально экономической флуктуации и нарушает равномерное распределение плотности населения. Такие численные расчеты по логистическим уравнениям могут быть полезны прогнозировании многих проблем.
В чем проявляется глобальная функция жизни, как геологической силы, преобразующей облик Земли?
В настоящее время биосферой называют область распространения жизни на Земле. Она включает совокупность всех организмов и их остатков, а также части литосферы, гидросферы и атмосферы, как населенные ныне живущими организмами, так и преобразованные их прошлой деятельностью. Биосфера - оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяется совокупной деятельностью живых организмов.
Термин "биосфера" ввел австрийский биолог Э. Зюсс (1875). Разработка учения о биосфере связана с работами Ж-Б. Ламарка (1802), А. Гумбольдта (1845). Заслуга в создании целостного учения о биосфере принадлежит Владимиру Ивановичу Вернадскому.
В самом крупном плане биосфера - это единство всех живых организмов и неживых веществ, вовлеченных в сферу жизни. Существенная составная часть этого единства - биотический круговорот, основанный на взаимодействии организмов, создающих и разрушающих органические вещества.
Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни.
Границы биосферы: биосфера охватывает часть атмосферы до высоты озонового слоя (10 - 25 км), часть литосферы, особенно кору выветривания и всю гидросферу. Нижняя граница биосферы опускается в среднем на 2-3 км на суше и на 1 - 2 км ниже дна океана.
Биосфера сформирована виде относительно самостоятельных природных комплексов - экосистем (биогеоценозов). Каждый биогеоценоз представляет собой своеобразную модель биосферы в уменьшенном варианте. Он включает в себя:
1) фотосинтетики (автотрофы) - хлорофиллоносные растения, создающие органические вещества. Они могут непосредственно перерабатывать в необходимые ресурсы солнечную
энергию и неорганические вещества;
2) гетеротрофы, живущие в созданной автотрофами продукции;
3) деструкторы, разрушающие органические вещества тел растений и животных до минеральных элементов;
4) субстрат с каким - то запасом минеральных веществ.
Каждый биогеоценоз включает все основные экологические группы организмам и по своим потенциальным возможностям равен биосфере. Это своего рода первичная ячейка эволюции. Биотический круговорот в рамках биогеоценоза - это своеобразная модель биотического круговорота Земли.
В.И. Вернадский первым высказал идею о геологических функциях живого вещества (сейчас этот термин заменен на "совокупность организмов, "живой покров Земли", "биомасса Земли"), представление о совокупности всего органического мира в виде единого неразделимого целого.
Введя понятие живого вещества как совокупность всех живых организмов планеты, в том числе и человека, Вернадский вышел на качественно новый уровень понимания жизни - биосферный. Это дало возможность понимать жизнь как могучую геологическую силу, формирующую облик Земли.
Геологическая роль живого вещества основана на его геохимических функциях, которые разделены на пять категорий:
1) энергетическая;
2) концентрационная;
3) деструктивная;
4) средообразующая;
5) транспортная.
Они основаны на том, что живые организмы своим питанием, дыханием, метаболизмом, непрерывной сменой поколений порождают грандиозное планетное явление - миграцию химических элементов в биосфере. Это предопределило решающую роль живого вещества и биосферы в становлении современного облика Земли, ее атмосферы, гидросферы, литосферы.
Из каких основных отделов состоит головной мозг человека? Какие из отделов мозга в основном отвечают за высшую нервную деятельность?
Головной мозг человека - орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия.
Основные отделы головного мозга человека:
· · Ромбовидный (задний) мозг
· продолговатый мозг
· задний (собственно задний)
· мост (содержит главным образом проекционные нервные волокна и группы нейронов, является промежуточным звеном контроля мозжечка)
· мозжечок (состоит из червя и полушарий, на поверхности мозжечка нервные клетки образуют кору)
Полостью ромбовидного мозга является IV желудочек (на дне его имеются отверстия, которые соединяют его с другими тремя желудочками мозга, а также с субарахноидальным пространством).
· средний мозг
· четверохолмие
· полость среднего мозга - водопровод мозга (Сильвиев водопровод)
· ножки мозга
· передний мозг состоит из промежуточного и конечного мозга.
· промежуточный (через этот отдел происходит переключение всей информации, которая идет из низлежащих отделов мозга в большие полушария). Полостью промежуточного мозга является III желудочек.
· таламус
· эпиталамус
· эпифиз
· поводок
· серая полоска
· гипоталамус (центр вегетативной нервной системы)
· гипофиз
· воронка гипофиза
· серый бугор
· сосцевидные тела
· конечный
· плащ (кора)
· базальные ядра (стриатум)
· хвостатое ядро
· чечевицеобразное ядро
· ограда
· миндалевидное тело
· "обонятельный мозг"
· обонятельная луковица (проходит обонятельный нерв)
· обонятельный тракт
· полость конечного мозга - боковые (I и II желудочки)
Поток сигналов к головному мозгу и от него осуществляется через спинной мозг, управляющий телом, и через черепно-мозговые нервы. Сенсорные (или афферентные) сигналы поступают от органов чувств в подкорковые (то есть предшествующие коре полушарий) ядра, затем в таламус, а оттуда в высший отдел - кору больших полушарий.
Кора состоит из двух полушарий, соединённых между собой пучком нервных волокон - мозолистым телом. Левое полушарие ответственно за правую половину тела, правое - за левую. У человека правое и левое полушарие имеют разные функции.
Зрительные сигналы поступают в зрительный отдел коры (в затылочной доле), тактильные в соматосенсорную кору (в теменной доле), обонятельные - в обонятельную кору и т.д. В ассоциативных же областях коры происходит интеграция сенсорных сигналов разных типов (модальностей).
Моторные области коры (первичная моторная кора и другие области лобных долей) ответственны за регуляцию движений.
Префронтальная кора (развитая у приматов) предположительно отвечает за мыслительные функции.
Области коры взаимодействуют между собой и с подкорковыми структурами - таламусом, базальными ганглиями, ядрами ствола мозга и спинным мозгом. Каждая из этих структур, хоть и более низкая по иерархии, выполняет важную функцию, а также может действовать автономно. Так, в управлении движениями задействованы базальные ганглии, красное ядро ствола мозга, мозжечок и другие структуры, в эмоциях - амигдала, в управлении вниманием - ретикулярная формация, в краткосрочной памяти - гиппокамп.
С одной стороны, существует локализация функций в отделах головного мозга, с другой - все они соединены в единую сеть.
Из анатомии известно, что большие полушария покрыты корой головного мозга, которая состоит из бесчисленного множества нервных клеток (12-14 млрд.) самой различной формы и величины, и являющиеся самым последним эволюционным приобретением нервной системы высших животных и человека. Действительно, очень трудно себе представить или вообразить, как функционирует головной мозг человека и, прежде всего, его высший отдел - корковые нейроны. Как известно, последние десятилетия своей жизни И.П. Павлов посвятил изучению функции высших отделов головного мозга - корковым структурам. Именно он и ввел в физиологию термин высшая нервная деятельность, стараясь тем самым подчеркнуть функциональную сложность этого аппарата ЦНС.
Как известно, функция корковых нейронов постепенно усложняется после рождения под влиянием окружающей среды, причем, с одной стороны, формируется сложная психическая деятельность, а с другой, приобретенные поведенческие реакции, в основе которых лежат многообразные условные рефлексы.
Без соответствующей окружающей среды психическая деятельность, как и многие сложные приобретенные формы поведения, свойственные человеку, не образуются. Психика и поведение человека в этом случае остаются на уровне животных. К тому же люди, попавшие в условия джунглей в возрасте 2-3 лет, и прожившие в этих условиях в течение многих лет, возвратившись в человеческую цивилизацию в возрасте 16-18, как правило, погибают.
Высшая нервная деятельность. Поведение человека связано с условно-безусловной рефлекторной деятельностью. На основе безусловных рефлексов, начиная со второго месяца после рождения, у ребенка вырабатываются условные рефлексы: по мере его развития, общения с людьми и влияния внешней среды в больших полушариях головного мозга постоянно возникают временные связи между различными их центрами. Главное отличие высшей нервной деятельности человека - мышление и речь, которые появились в результате трудовой общественной деятельности. Благодаря слову возникают обобщенные понятия и представления, способность к логическому мышлению. Как раздражитель слово вызывает у человека большое количество условных рефлексов. На них базируются обучение, воспитание, выработка трудовых навыков, привычек.
Головной мозг человека представляет собой центр мышления и связанный с мышлением центр речи.
На Ваш взгляд: какие будущие научные достижения окажут наиболее сильное влияние на жизнь людей?
Наука и техника начали взаимно стимулировать друг друга, активно влияя на все стороны жизни общества, радикально преобразуя не только материальную, но и духовную жизнь людей. Человечество всегда желало знать свое место в природе и во Вселенной. Эта проблема со времен античности была одним из основных вопросов философии. Умозаключения великих философов сделало вывод, что в Природе не существует объекта, находящегося вне развития. Все объекты Вселенной находятся в развитии, начиная с исторического прошлого. Так как Природа представляет собой единое целое - это дало возможность формирования системы научных знаний о природе, которые несут научный характер и имеют определенную систему - Естествознание (физика, астрономия, биология, химия).
Одним из важнейших факторов для полноценного развития личности, является полный доступ к любой информации и свобода передвижения. Современные системы телекоммуникаций, такие как спутниковые системы телевидения и связи, INTERNET и др., позволяют человеку получать объективную информацию. Это еще один шаг к свободе человека и раскрепощению человечества и возможности духовного роста. Двадцать первый век человечество встретило с новыми видами технологий: реактивными самолетами, электронными автомобилями, все более быстрыми поездами, мобильными средствами связи, спутниковыми навигаторами, 3 - d фильмами, интернетом, различными гаджетами и т.д. Метро, электричество, радио и кино уже давно прочно вошли в быт развитых стран. 21 век - век перехода наиболее развитых стран мира в информационное общество. Мы хотим проследить, через какие научные достижения общество достигло такого прорыва, так как одним из ключевых понятий такого перехода - Научно-техническая Революция.
Примеры научных достижений и открытий 21 века:
Создано устройство для прикосновения к погоде Своё приспособление американец Робб Годшоу назвал "криоскопом". В отличие от традиционных прогнозов погоды Cryoscope даёт возможность буквально потрогать завтрашнюю температуру руками.
Учёные доверили шоссе зарядку электромобилей
Инженеры и физики создали компьютерную модель, детально описывающую систему передачи электричества по воздуху от дороги к движущемуся автомобилю. Исследователи показали работоспособность подобной схемы и определили оптимальный дизайн её узлов. Авторы работы решили, что для успешной подзарядки электромобиля, несущегося по загородной трассе, необходима аппаратура, способная перебрасывать мощность в 10 кВт на расстояние до 2 метров. Разумеется, для преодоления подъёмов или ускорений использовалась бы энергия из батареи. Но цепочка таких передатчиков под асфальтом придала бы электромобилям новое дыхание.
Военные впервые испытали самонаводящуюся пулю
Пока снаряд, наводимый на цель при помощи лазерной подсветки, - это рабочий прототип. Он не готов поступить на вооружение, но показывает принципиальную выполнимость сложного замысла.
Кажется, Пентагон всё же получит в своё распоряжение давно запрашиваемое техническое чудо. Инженеры из национальной лаборатории Сандия создали подкалиберную пулю для гладкоствольного ручного оружия.
Снаряд этот оснащён оптическим сенсором в носу, встроенными электроникой, батарейкой и электромагнитными актуаторами, управляющими тонким оперением. По оценке авторов проекта, такая пуля может применяться для прицельной стрельбы на дистанцию до двух километров.
Компания Nike создала браслет для активации человека. Лёгкое устройство измеряет физические усилия, которые затрачивает его владелец в течение всего дня, и наглядно отражает их сумму. Так браслет, по идее, должен подталкивать лентяев к большей подвижности, а занятым фитнесом или спортом - помогать дозировать нагрузки. Может показаться, что этих данных слишком мало, чтобы достоверно судить о физических нагрузках. Но специалисты разработали алгоритм, благодаря которому электроника по типичным профилям ускорений распознаёт ходьбу и бег, танцы и прыжки, подъём по лестнице или переноску сумок, интенсивные тренировки в спортзале и так далее.
Швейцарцы создали поедающий грязь биоматериал. Прототип живой плёнки показал, что способен разлагать и поглощать попавшие на поверхность вещества. По мнению изобретателей, такое свойство нового материала пригодится при создании самоочищающихся столешниц, а может, и целого списка необычных изделий.
Учёные составили трёхмерную карту ДНК человека. Линейная расшифровка генетической последовательности - далеко не всё, что нужно для понимания тонкостей работы наследственного механизма. В ядре клетки ДНК собрана в чудовищно сложный клубок. Теперь впервые картографированы все его хитросплетения.
Европейцы построят крупнейший в мире нейтринный телескоп. Через несколько лет более пяти кубических километров морской воды превратятся в самый большой на Земле детектор космических частиц. Размещённая на дне Средиземного моря установка сможет уловить нейтрино, приходящие из центра Млечного Пути.
Список использованной литературы
1. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998.
2. Данилова B. C., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания. - М.: Аспект Пресс, 2000.
3. Горелов А.В. Элементы теории относительности - элементарное изложение специальной теории относительности.
4. Воробьев И.И. Теория относительности. М.: Наука, 1989.
5. Борн М., Эйнштейновская теория относительности, пер. с англ., М., 1964
6. Вавилов С.И., Экспериментальные основания теории относительности, М. - Л.,; Лауэ М.
7. По материалам сайта http://www.cosmoportal.org.ua
8. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о Вселенной. Изд. 6-е, перераб. и дополн. - М., Наука. 1968. - 728 с.
9. Данлоп С. Азбука звездного неба. М., "Мир”, 1990.
10. Балбоянц А. Молекулы, динамика, жизнь. Введение в самоорганизацию материи. М., 1990.
11. Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М., 1990.
12. Мелик-Гайказян И.В. Информация и самоорганизация (методологический анализ). Томск, 1995.
13. А.А. Горелов Концепции современного естествознания. - Москва. - 2009.
14. Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение. М., 1988
15. Белов Л.М. Научно-техническая революция и развитие личности. Л.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение расположения, строения и основных функций головного мозга человека, который координирует и регулирует все жизненные функции организма и контролирует поведение. Отделы головного мозга. Сколько весит головной мозг человека. Заболевания и поражения.
презентация [3,1 M], добавлен 28.10.2013Строение и функционирование головного мозга человека. Влияние параметров головного мозга на его работу. Причины отклонений деятельности головного мозга. Особенности хранения информации. Существование без головного мозга. Упражнения для остроты ума.
реферат [664,0 K], добавлен 02.06.2012Общий обзор строения больших полушарий головного мозга человека, его доли и их функциональные особенности. Архитектоника коры больших полушарий. Строение промежуточного мозга, ствола мозга, мозжечка и продолговатого мозга, его ретикулярная формация.
контрольная работа [5,2 M], добавлен 04.04.2010Строение головного мозга человека, гистология его сосудистой оболочки. Функции желез мозга: эпифиза, таламуса, гипоталамуса, гипофиза. Характеристика ассоциативных зон коры больших полушарий мозга и их участие в процессах мышления, запоминания и обучения.
презентация [6,8 M], добавлен 03.11.2015Исследование расположения и отделов головного мозга человека. Изучение функций промежуточного, среднего и продолговатого мозга. Строение мозжечка. Особенности развития головного мозга у детей первых лет жизни. Органы зрения и слуха у новорожденных детей.
презентация [1,7 M], добавлен 18.03.2015Развитие головного мозга человека. Функции отделов мозга: лобной, теменной, затылочной, височной доли, островка. Общий обзор головного мозга, строение и функции ромбовидного, среднего и промежуточного мозга. Морфологические особенности конечного мозга.
реферат [33,4 K], добавлен 03.09.2014Общее строение головного мозга, его отделы. Строение мозжечка - отдела головного мозга, отвечающего за координацию движений, регуляцию равновесия и мышечного тонуса. Клинические проявления, развивающиеся при поражении мозжечка или его недостаточности.
контрольная работа [28,8 K], добавлен 16.09.2015Состав белого вещества головного мозга. Строение и функции ствола. Анатомические особенности мозжечка. Функции большого мозга. Вертикальная и горизонтальная организация коры. Аналитико-синтетическая деятельность коры полушарий. Лимбическая система мозга.
реферат [38,9 K], добавлен 10.07.2011Особенности строения головного мозга человека. Борозды и извилины полушарий и теменной доли конечного мозга. Прецентральная извилина как участок лобной доли коры больших полушарий. Функция постцентральной извилины и анализаторы теменной доли мозга.
контрольная работа [470,0 K], добавлен 29.12.2010Изучение особенностей строения и функций головного мозга высших позвоночных - центрального органа нервной системы, который состоит из ряда структур: коры больших полушарий, базальных ганглиев, таламуса, мозжечка, ствола мозга. Стадии эмбриогенеза мозга.
реферат [21,9 K], добавлен 07.06.2010Строение нервной системы человека, роль головного и спинного мозга в восприятии сенсорной информации и рефлекторной деятельности. Структура серого и белого вещества, представляющего собой скопление тел нейронов и их отростков - дендритов и аксонов.
реферат [565,6 K], добавлен 03.02.2016Основа нервной ткани. Строение и типы нейронов. Строение нервной системы, ее функциональное деление. Основные виды рефлексов, рефлекторная дуга. Строение спинного мозга, его функции. Строение головного мозга. Затылочные, височные, лобные и теменные доли.
презентация [1,2 M], добавлен 30.11.2013Иерархический принцип управления функциями организма. Характеристика общего строения головного мозга человека. Особенности функций среднего мозга, его структура, роль в регуляции мышечного тонуса, осуществлении установочных и выпрямительных рефлексов.
контрольная работа [16,8 K], добавлен 13.03.2009Строение и структура головного мозга. Мозговой мост и мозжечок. Промежуточный мозг как основа сенсорных, двигательных и вегетативных реакций. Функции головного мозга. Отличительные черты и задачи спинного мозга как части центральной нервной системы.
реферат [27,1 K], добавлен 05.07.2013Исследование расположения и функций мозжечка, отдела головного мозга позвоночных, отвечающего за координацию движений, регуляцию равновесия и мышечного тонуса. Описания процесса обработки нервных сигналов, поступающих от органов чувств, их корректировки.
презентация [2,9 M], добавлен 25.11.2011Понятие о строении и физиологии коры головного мозга. Ее функциональные зоны и синдромы их поражения. Основные группы полей в коре. Высшие корковые функции как основа деятельности человека. Причины их нарушения. Современные методы их исследования.
реферат [24,7 K], добавлен 25.11.2014Схема головного мозга человека. Отделы промежуточного мозга и мозжечка; ядра таламуса и гипоталамуса, их функции и симптомы поражения. Афферентные связи коры мозжечка; связи вестибулоцеребеллюма, спиноцеребеллюма и неоцеребеллюма. Мозжечок как компаратор.
презентация [2,3 M], добавлен 08.01.2014Строение ЦНС: головной и спинной мозг, отделы, структура серого и белого вещества. Функции мозга: мышление, восприятие и генерация речи: механизм обработки сенсорной информации, поступающей от органов чувств: координация, эмоции, внимание, память.
реферат [3,0 M], добавлен 22.02.2011Железы пищеварительного аппарата. Классификация женских половых органов. Классификация и строение мужских половых органов. Камеры сердца и сосуды, питающие сердце. Пути оттока крови. Отделы головного мозга. Локализация центров слуха, зрения, движения.
контрольная работа [39,1 K], добавлен 28.12.2011Сегментарное строение и функции спинного мозга. Описание позвоночного столба и шейного среза. Проводящие пути спинного мозга: проекционные, ассоциационные, центростремительные и центробежные. Белое вещество как проводниковый аппарат спинного мозга.
реферат [456,6 K], добавлен 17.05.2012
