Сущность квантово-механической концепции описания микромира

Соотношение неопределенностей В. Гейзенберга. Принцип дополнительности Н. Бора. Взгляды М. Планка, Луи де Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга на природу микромира. Особенности волновой генетики. Сущность понятия "вакуум". Ключевая проблема биологии.

Рубрика Биология и естествознание
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 15.11.2015
Размер файла 31,9 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/

[Введите текст]

Введение

Квантовая теория изменила жизнь цивилизованных народов больше, чем любое из прежних открытий. Квантовая теория - не просто ещё одна из бесчисленных ныне наук. Это именно та наука, которая стала основой технотронной эры, привела к пересмотру философии знания, повлияла на политику целых государств. По праву науку о квантах можно сравнить лишь с такими взлётами мысли, как система Коперника, законы Ньютона, учение об электричестве. Наверное, без преувеличения можно сказать, что квантовая теория является основой современного естествознания и технологического развития цивилизации.

Квантовая механика (волновая механика) - это теория, устанавливающая способ описания и законы движения на микроуровне.

Микромир - это мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов. (Пространственная размерность, которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни - от бесконечности до 10-24 с.)

Актуальность изучения способа описания и законов движения на микроуровне диктуется с одной стороны невозможностью описать микромир с точки зрения классической физики, а с другой - потребностью дальнейшего развития всего человечества.

Цель работы: разобраться в специфике поведения объектов в микромире и выяснить особенности их описания с помощью квантовой механики.

1. Квантово-механическая концепция описания микромира

Ученые, изучая микрочастицы, столкнулись с парадоксом: одни и те же объекты обнаруживали как волновые, так и корпускулярные свойства. Это разрушало традиционные представления о микрочастицах, так как частица подразумевает сущность, заключенную в малом объеме или в конечной области пространства, а волна распространяется по его огромным областям. В квантовой физике эти два описания реальности являются взаимоисключающими, но равно необходимыми для полного описания рассматриваемых явлений. Следовательно, физическая реальность едина и нет пропасти между веществом и полем.

Чтобы понять квантово-механическое описание микромира необходимо обратиться к работам немецкого физика Вернера Карла Гейзенберга и датского физика Нильса Хенрика Давида Бора, а именно к описанию микромира с точки зрения соотношения неопределенностей (Гейзенберг) и принципа дополнительности (Бор).

а) Суть соотношения неопределенностей В. Гейзенберга состоит в следующем. Допустим, ставится задача определить состояние движущейся частицы. Если бы можно было воспользоваться законами классической механики, то ситуация была бы простой: следовало лишь определить координаты частицы и ее импульс (количество движения). Но законы классической механики для микрочастиц применяться не могут: невозможно не только практически, но и вообще с одинаковой точностью установить место и величину движения микрочастицы. Только одно из этих двух свойств можно определить точно. В своей книге «Физика атомного ядра» В. Гейзенберг раскрывает содержание соотношения неопределенностей. Он пишет, что никогда нельзя одновременно точно знать оба параметра -- координату и скорость. Никогда нельзя одновременно знать, где находится частица, как быстро и в каком направлении она движется. Если ставится эксперимент, который точно показывает, где частица находится в данный момент, то движение нарушается в такой степени, что частицу после этого невозможно найти. И наоборот, при точном измерении скорости нельзя определить место расположения частицы.

С точки зрения классической механики, соотношение неопределенностей представляется абсурдом. Чтобы лучше оценить создавшееся положение, нужно иметь в виду, что мы, люди, живем в макромире и в принципе не можем построить наглядную модель, которая была бы адекватна микромиру. Соотношение неопределенностей есть выражение невозможности наблюдать микромир, не нарушая его. Любая попытка дать четкую картину микрофизических процессов должна опираться либо на корпускулярное, либо на волновое толкование. При корпускулярном описании измерение проводится для того, чтобы получить точное значение энергии и величины движения микрочастицы, например, при рассеивании электронов. При экспериментах, направленных на точное определение места, напротив, используется волновое объяснение, в частности, при прохождении электронов через тонкие пластинки или при наблюдении отклонения лучей.

Таким образом, существование элементарного кванта действия служит препятствием для установления одновременно и с одинаковой точностью положения и величины движения частицы.

б) Принцип дополнительности Н. Бора, наряду с соотношением неопределенностей, является фундаментальным принципом квантовой механики. Н. Бор дал ему следующую формулировку: «Понятия частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего».

Противоречия корпускулярно-волновых свойств микрообъектов являются результатом неконтролируемого взаимодействия микрообъектов и макроприборов. Имеется два класса приборов: в одних квантовые объекты ведут себя как волны, в других -- подобно частицам. В экспериментах мы наблюдаем не реальность как таковую, а лишь квантовое явление, включающее результат взаимодействия прибора с микрообъектом.

В микромире корпускулярная и волновая картины сами по себе не являются достаточными, как в мире больших тел. Но обе «картины» законны, и противоречие между ними нельзя снять.

Следовательно, корпускулярная и волновая картины должны дополнять одна другую, т.е. быть комплементарными. Таким образом, общую картину микромира можно получить только при учете этих двух аспектов.

2. Взгляды М. Планка, Луи де Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга, Н. Бора и др. на природу микромира

Как же развивалась квантовая теория, начиная с момента её возникновения до наших дней.

Гипотеза М. Планка. Кванты. Начало развитию квантовой теории положили относящиеся к 1900 г. работы Макса Планка по теории излучения «черного тела». Абсолютно чёрное тело -- физическая абстракция, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Попытка построить теорию излучения черного тела на основе законов классической физики привела к серьезным трудностям.

Все эксперименты определенно указывали на то, что с увеличением частоты спектральная плотность энергии излучения вначале растет, а затем, начиная с некоторой частоты, соответствующей максимуму плотности, падает, стремясь к нулю, когда частота стремится к бесконечности. То есть кривая спектральной плотности энергии имеет колоколообразный вид. Это явно противоречило теории, поскольку по закону Рэлея спектральная плотность оказывалась монотонно возрастающей функцией частоты, а значит, отсюда следовал абсолютный вывод: полная плотность энергии черного излучения при всех температурах должна быть бесконечной!

Положение, сложившееся в результате этого расхождения между теорией и экспериментом, было очень серьезным, так как оно свидетельствовало (и многие физики это сознавали) о каком-то существенном недостатке классических теорий, непосредственным следствием которых был закон Рэлея.

М. Планк приступил к решению этой задачи. Суть его предположения состояла в том, что:

Излучение упаковано порциями (кванты).

Каждый квант состоит из излучения единственной частоты (и, следовательно, единственной длины волны, то есть из света «одного цвета» - из монохроматического излучения).

Правило, определяющее размер квантов: энергия кванта пропорциональна частоте излучения в данном кванте, или энергия (постоянная Планка на частоту излучения).

А. Эйнштейн. Фотоэлектрический эффект и дискретная природа света. В 1905 г. Эйнштейн высказал замечательную мысль о том, что фотоэлектрический эффект указывает на дискретное строение света, связанное с существованием квантов. Успех теории черного излучения подтвердил справедливость этой гипотезы. Но если эта гипотеза верна, то представляется вполне вероятным, что дискретная природа света, проявляющаяся в моменты поглощения и испускания, должна сохраняться также и в остальные промежуточные моменты времени, то есть тогда, когда излучение свободно распространяется в пространстве.

Эйнштейн допустил, что любое монохроматическое излучение состоит из совокупности квантов, причем энергия каждого кванта пропорциональна частоте, а коэффициент пропорциональности равен постоянной Планка. Это позволило легко объяснить законы фотоэффекта. Электрон, находящийся внутри вещества, поглощая квант света, либо покинет вещество, либо останется внутри него. Все зависит от того, превышает ли энергия светового кванта работу, которую надо совершить электрону, чтобы покинуть вещество, т.е. работу выхода. Следовательно, кинетическая энергия выбитого электрона будет равна энергии поглощенного светового кванта минус работа выхода.

Таким образом, представление Эйнштейна о световых квантах помогло понять и наглядно представить явление фотоэлектрического эффекта.

Квантовая теория атома Н. Бора. Квантовая теория атома была развита Бором в 1913 году. В это время физики склонялись к планетарной модели атома. Согласно этой модели атом состоит из находящегося в центре тяжелого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома и электронов, вращающихся вокруг ядра. Однако эта планетарная модель находилась в противоречии с выводами классической электродинамики об излучении ускоренно движущихся заряженных частиц.

Громадная заслуга Бора состоит именно в том, что он ясно понял, что нужно сохранить планетарную модель атома, введя в нее фундаментальные идеи квантовой теории. В соответствии с этой теорией среди бесконечного множества всевозможных движений, допускаемых классической механикой, только некоторые квантованные движения оказываются устойчивыми и обычно осуществляются в природе.

Бор предположил, что движение атомных систем должно быть квантованным, то есть должно подчиняться некоторым условиям (правилам квантования). Следовательно, каждый атом должен обладать некоторой последовательностью квантованных, или стационарных состояний. Если атом изолирован и образует замкнутую систему, то каждое из этих стационарных состояний характеризуется некоторым квантованным значением энергии. Таким образом, каждый вид атома характеризуется последовательностью квантованных значений энергии, соответствующих возможным различным стационарным состояниям. Иначе говоря, атому каждого элемента соответствует последовательность чисел, определяющих энергию различных состояний, в которых этот атом может находиться. Вывод, очевидно, прямо противоположный выводу классической электродинамики.

Постулируя стационарные состояния, теория Бора не объяснила, почему все-таки электрон, двигаясь ускоренно, не излучает и не падает в результате на ядро. Но если бы электрон упал на ядро, это должно было привести к его локализации в области с размерами от 10-8 до 10-12 см. При этом минимальная энергия должна возрасти - от 10 до 109 эВ (и больше). В результате минимальная энергия электрона оказывается на несколько порядков больше энергии связи нуклона в атомном ядре. Это значит, что в ядерной «потенциальной яме» электрон вообще не реализуется, так что никаким образом даже «насильно» нельзя его заставить локализоваться в пределах ядра. Тем самым не только снимается «проблема падения электрона на ядро», но и решается другой принципиальный вопрос: в состав атомного ядра электроны не входят.

Итак, Бор построил свою квантовую теорию атома на двух основных положениях:

Атом обладает последовательностью стационарных состояний, соответствующих движениям, удовлетворяющим условиям квантования Планка, и только эти состояния могут быть физически реализованы;

Спектральное излучение может испускаться лишь при переходе атома из одного стационарного состояния в другое, причем частота этого излучения определяется вышеуказанным правилом частот.

Гипотеза Луи де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. В 1924 году Луи де Бройль предположил: не только луч света, но и все тела в природе должны обладать и волновыми и корпускулярными свойствами одновременно. Поэтому, кроме световых волн и частиц материи, в природе должны реально существовать и корпускулы света, и волны материи. Он предложил с каждым микрообъектом связывать, с одной стороны, корпускулярные характеристики (энергию Е и импульс р.), а с другой стороны, волновые характеристики (частоту н и длину волны л).

Свет имеет два типа свойств, которые кажутся прямо противоположными: волновые свойства и свойства частиц. Довольно часто два типа свойств приводят к одинаковым результатам, но имеется и существенная разница. Её можно представить следующим образом:

Частицы:

Переносят свою энергию (кинетическую) и импульс компактным пакетом.

При наложении двух потоков их вклады прибавляются один к другому.

Отбрасывают резкую тень

Либо проходят через дырку в стенке, либо не проходят, частица не может частично пройти через одну, а частично через другую дырку в одной и той же стенке.

Волны:

Переносят свою энергию, распределённую по всему «фронту волны».

При наложении двух потоков (из одного источника) интерферируют

Огибают препятствия.

Могут переходить с одной стороны стенки на другую через любое количество дырок.

Поперечные волны могут обладать поляризацией.

Идею дуализма «волна-частица» трудно воспринять для света, но ещё труднее для атомов, электронов и всех частиц.

Гипотеза де Бройля получила в 1927 г. подтверждение: была обнаружена дифракция электронов. Исследуя прохождение электронов сквозь тонкие пластинки, Дэвисон и Джермер (а также Тартаковский) обнаружили на экране - детекторе характерные дифракционные кольца. Для «электронных» волн кристаллическая решетка мишени сыграла роль дифракционной решетки. Измерение расстояний между дифракционными кольцами для электронов заданной энергии подтвердили формулу де Бройля.

Таким образом, Луи де Бройль первым выдвинул гипотезу о всеобщем «дуализме» частицы и волны, что позволило построить теорию, с помощью которой можно было охватить свойства материи и света в их единстве. А такие ученые, как Девисон, Джермер, Борн и др. подтвердили её опытным путем.

Принцип неопределённости В. Гейзенберга. Физическая интерпретация новой механики ведет к очень интересным и важным следствиям, на которые впервые обратил внимание Гейзенберг. Математически они выражаются неравенствами, известными сегодня под названием соотношений неопределенности. Гейзенберг вывел эти неравенства из некоммутативности величин в своей новой квантовой механике. Гейзенберг и Бор провели строгий и глубокий анализ процесса измерения и показали, что ни одно измерение не может дать результатов, противоречащих соотношениям неопределенности. И это обусловлено двумя причинами, связанными между собой: существованием кванта действия, с одной стороны, и дискретной природой вещества и излучения, с другой.

Сам микрообъект не может иметь одновременно и определенную координату, и определенную соответствующую проекцию импульса; если, например, он находится в состоянии с определенным значением координаты, то в этом состоянии соответствующая проекция его импульса оказывается менее определенной. Следовательно, смысл соотношений в том, что оно отражает некоторые особенности объективных свойств микрообъектов.

Соотношения неопределенностей показывают, каким образом следует пользоваться понятиями энергии, импульса и момента импульса при переходе к микрообъектам. Здесь обнаруживается весьма важная особенность физики микрообъектов: энергия, импульс и момент микрообъекта имеют смысл, но с ограничениями, налагаемыми соотношениями неопределенностей. Как писал Гейзенберг, «мы не можем интерпретировать процессы в атомарной области так же, как процессы большого масштаба. Если же мы пользуемся обычными понятиями, то их применимость ограничивается так называемыми соотношениями неопределенностей».

Следует, однако, подчеркнуть, что соотношения неопределенностей отнюдь не сводятся к указанному ограничению применимости классических понятий координаты, импульса, энергии и т.д. Было бы неправильно не замечать за «негативным» содержанием соотношений неопределенностей значительного «позитивного» содержания этих соотношений.

Таким образом, работа Гейзенберга о соотношении неопределенностей позволяет весьма простым путем получать важные оценки параметров частицы.

Волновая механика и уравнение Э. Шредингера. В 1926 г. Эрвин Шредингер, австрийский физик-теоретик, обобщил гениальную догадку де Бройля на случай, когда электрон движется не в свободном пространстве, а во внешнем поле; он получил уравнение для функции, описывающей волновые свойства частиц.

К созданию волновой механики Шредингер пришёл своим собственным путём, рассматривая атом как колебательную систему и отождествляя возможные собственные колебания этой системы с устойчивыми энергетическими состояниями в атоме. Шредингер решил распространить математическую аналогию между оптикой и механикой на волновые свойства света и материи. Преодолев на этом пути многочисленные математические трудности, он получил знаменитое волновое уравнение для атома водорода.

Это соотношение, выражающее обобщение гипотезы де Бройля о волновых свойствах вещества позволило рассматривать стационарные электронные орбиты в атоме Бора как собственные колебания - по аналогии с тем, как натянутая струна колеблется лишь с некоторыми дискретными частотами, зависящими от её длины и граничных условий.

С помощью полученного уравнения Шредингер рассчитал энергетические уровни такого гармонического осциллятора и показал на примере атома водорода, что теоретически рассчитанные энергетические уровни либо совпадают со значениями, полученными в рамках матричной механики Гейзенберга, либо хорошо согласуются с экспериментами.

Следствием работ Шредингера стала дискуссия о природе волновой функции. По отношению к этой проблеме физики разделились на два лагеря. Сам Шредингер трактовал волновую функцию самым наглядным образом и говорил в этой связи о колебательном движении в трёхмерном пространстве. Квантовый скачок при переходе атома из одного состояния в другое интерпретировался как постепенный переход из состояния, соответствующего собственному колебанию с энергией Еm, в состояние с энергией Еn, при этом излишек энергии излучался в виде электромагнитной волны. Электрон представлялся электрически заряженным облаком, обволакивающим атом, и преобразовывался в пространственно распределённую электромагнитную волну, движущуюся непрерывно, без всякого квантового скачка. Квантовая механика, таким образом, примыкала к классической механике, что импонировало как Шредингеру, так и де Бройлю, Эйнштейну, Планку.

Другой точки зрения придерживались Паули, Гейзенберг и Бор. Их работа показала, что построить квантовую теорию только на базе волновых представлений, отказавшись от концепции корпускулярно-волнового дуализма, невозможно.

Исследования М. Борна в 1926 г. раскрыли истинный смысл волновой функции Шредингера: квадрат её амплитуды соответствовал вероятности, с которой частица могла быть обнаружена в данной точке пространства. Это означало, что волновая функция описывала отдельные события лишь с точки зрения вероятности их осуществления. Такая интерпретация поставила волновую механику на прочную физическую основу и вскоре получила относительно замкнутый и непротиворечивый вид.

П. Дирак применил квантовую механику к электромагнитному полю. Возникла квантовая теория поля. Поле как квантовый объект отличается от любой системы частиц тем, что имеет бесконечное число степеней свободы. Он обобщил уравнение Шредингера для электронов, движущихся с произвольными скоростями, положил начало релятивистской квантовой механике и квантовой электродинамике, описывающей два взаимодействующих поля - электромагнитное и электрон-позитронное.

Принцип дополнительности Н. Бора. Именно Бор ввел понятие дополнительности. Он исходил из идеи, что электрон можно описать с помощью корпускулярной и волновой картины, используя их одновременно. Ученый показал, что это можно сделать только потому, что соотношения неопределенности - следствие существования кванта действия - не позволяют вступить этим двум образам в прямое противоречие. Когда длина волны электрона такова, что существенную роль может играть явление интерференции, его нельзя больше считать локализованным и использовать корпускулярные представления. Наоборот, когда электрон строго локализован, его интерференционные свойства исчезают и его нельзя больше описывать с волновой точки зрения.

Волновые и корпускулярные свойства никогда не вступают в конфликт, ибо они никогда не существуют одновременно. Понятие электрон, так же как и другие элементарные физические понятия, имеет, таким образом, два противоречивых аспекта, к которым, однако, нужно обращаться по очереди, чтобы объяснить все его свойства. Эти два аспекта Бор и назвал дополнительными, понимая под этим, что они, с одной стороны, противоречат друг другу, с другой - друг друга дополняют.

Это понятие дополнительности играет важную роль в чисто философской доктрине. Если глубоко вникнуть в очень сложную мысль знаменитого физика, то это поистине одна из самых оригинальных идей, которые внушила Бору квантовая физика.

Можно попытаться распространить область приложения этих философских идей за пределы физики, например, исследовать, как это сделал сам Бор, не может ли понятие дополнительности найти важное применение в биологии, в понимании двойственности физико-химического и специфически жизненного аспекта в явлениях живой природы. Мы могли бы исследовать также вопрос о том, не окажутся ли все эти идеализации тем менее применимыми к реальной действительности, чем более они совершенны.

Таким образом, на данном этапе истории развития квантовой теории объектом исследования становится вакуум. Направление поисков: поиск симметрии полей, описывающих различные частицы и тенденция к объединению различных видов взаимодействия между частицами.

3. Особенности волновой генетики

гейзенберг микромир генетика вакуум

Если взглянуть на квантово-механическую теорию с философской точки зрения, то можно прийти к выводу о том, что в микромире любое вещество дуалистично. Таким образом, есть возможность того, что и ген может иметь как корпускулярные, так и волновые свойства.

Так появилось новое направление в биологии - волновая генетика. Одним из тех, кто поддержал эту идею, является П.П. Гаряев. В своей монографии «Волновой геном» он предложил положение о кодовых полях распределенной системы хромосомных излучателей (в дополнение к известному матричному синтезу белков), которое представляет не только теоретический интерес, но имеет также большое практическое значение. Уже сейчас видны перспективы его использования в онкологии, геронтологии и других разделах медицины, а также в сельском хозяйстве, молекулярной биотехнологии и электронике. Также П.П. Гаряев утверждает, что ДНК обладает голографической памятью и речевой структурой. Последнее особенно актуально и переводит понятие ДНК-«текстов» из области метафор в хорошо формализованное русло математической лингвистики и лингвистической генетики. В работе затронута проблема связи структуры сознания и структуры генома как систем. Теоретические исследования с позиций физики в работе Гаряева проведены на примерах двух связанных генераторов, приближенно моделирующих топологию и электродинамику ДНК в составе хромосом. Также проведены эксперименты с использованием этого генератора по влиянию сознания человека-оператора на метаболизм в растениях.

Петр Горяев пишет:

«Идеи русских биологов Гурвича, Любищева и Беклемишева - гигантское интеллектуальное достижение, намного опередившее свое время. Суть их мыслей в триаде:

Гены дуалистичны - они вещество и поле одновременно.

Полевые эквиваленты хромосом различают пространство - время организма и тем самым управляют развитием биосистем.

Гены обладают эстетически-образной и речевой регуляторными функциями.

Ключевая проблема биологии - преемственность поколений, наследственность, эмбриогенез - не раскрыта, более того, в тупике».

Таким образом, суть идей Гаряева состоит в том, что геном высших организмов рассматривается как биоголографический компьютер, формирующий пространственно-временную структуру биосистем.

Заключение

Таким образом, в квантово-механической концепции мы сталкиваемся с новыми физическими идеями, настолько отличными от привычных представлений классической теории, что освоение их представляет значительные трудности.

Квантово-механическое описание включает в себя описание микромира с точки зрения соотношения неопределенностей (Гейзенберг) и принципа дополнительности (Бор). А именно, любая попытка дать четкую картину микрофизических процессов должна опираться либо на корпускулярное, либо на волновое толкование. «Понятия частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего» (Н. Бор).

Хронологически квантовая теория развивалась следующим образом. Большой вклад в её развитие внесли М. Планк, А. Эйнштейн, Н. Бор, Луи де Бройль, В. Гейзенберг, П. Дирак и др.

Макс Планк в рамках теории излучения «черного тела» предположил, что:

излучение упаковано порциями (кванты);

каждый квант состоит из излучения единственной частоты (и, следовательно, единственной длины волны, то есть из света «одного цвета» - из монохроматического излучения);

правило, определяющее размер квантов: энергия кванта пропорциональна частоте излучения в данном кванте, или энергия

Теория черного излучения подтвердила мысль А. Эйнштейна о том, что фотоэлектрический эффект указывает на дискретное строение света, связанное с существованием квантов.

Квантовая теория атома в дальнейшем получила развитие в работах Н. Бора. Он построил свою квантовую теорию атома на двух основных положениях:

Атом обладает последовательностью стационарных состояний, соответствующих движениям, удовлетворяющим условиям квантования Планка, и только эти состояния могут быть физически реализованы;

Спектральное излучение может испускаться лишь при переходе атома из одного стационарного состояния в другое, причем частота этого излучения определяется вышеуказанным правилом частот.

Это дало возможность сохранить планетарную модель атома, введя в нее фундаментальные идеи квантовой теории.

Луи де Бройль первым выдвинул гипотезу о всеобщем «дуализме» частицы и волны, что позволило построить теорию, с помощью которой можно было охватить свойства материи и света в их единстве. А такие ученые, как Дэвисон, Джермер, Борн и др. подтвердили её опытным путем.

Работа Гейзенберга о соотношении неопределенностей позволяет весьма простым путем получать важные оценки параметров частицы.

К созданию волновой механики Шредингер пришёл своим собственным путём, рассматривая атом как колебательную систему и отождествляя возможные собственные колебания этой системы с устойчивыми энергетическими состояниями в атоме. Он вывел математическое уравнение, определяющее поведение волн материи. А английский физик П.Дирак обобщил его.

Исходя из идеи, что электрон можно описать с помощью корпускулярной и волновой картины, используя их одновременно, Бор ввел в квантовую механику понятие дополнительности. Он показал, что соотношение неопределенностей является следствием существования кванта действия, а это не позволяет вступить этим двум образам в прямое противоречие, так как они никогда не существуют одновременно.

Понятие дополнительности играет важную роль в чисто философской доктрине. Если взглянуть на квантово-механическую теорию с философской точки зрения, то можно прийти к выводу о том, что в микромире любое вещество дуалистично. Таким образом, есть возможность того, что и ген может иметь как корпускулярные, так и волновые свойства.

П.П. Горяев в своей монографии «Волновой геном» предложил положение о кодовых полях распределенной системы хромосомных излучателей (в дополнение к известному матричному синтезу белков), которое представляет не только теоретический интерес, но имеет также большое практическое значение. Также П.П. Горяев утверждает, что ДНК обладает голографической памятью и речевой структурой. Последнее особенно актуально и переводит понятие ДНК-«текстов» из области метафор в хорошо формализованное русло математической лингвистики и лингвистической генетики. Таким образом, суть идей Горяева состоит в том, что геном высших организмов рассматривается как биоголографический компьютер, формирующий пространственно-временную структуру биосистем.

Признание корпускулярно-волнового дуализма в современной физике стало всеобщим. Любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых свойств.

Литература

1. Горяев П.П. Волновой геном. М., 2007.

2. Дорфман С. Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века. М., 2000.

3. Идлис Г. Революция в астрономии, физике и космологии. М., 2001.

4. Концепции современного естествознания. Под ред. Лавриненко В.Н. и Ратникова В.П. М., 2004.

5. Кунафин М. С. Концепции современного естествознания. Уфа, 2003.

6. Пахомов Б.Я. Становление современной физической картины. М., 2000.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Предмет квантовой механики. Описание явлений микромира. Понятие кванта и корпускулярно-волновой дуализм света. Принцип дополнительности Бора. Отличие квантовой механики от классической. Термин "физическая реальность" в методологии физического познания.

    реферат [38,8 K], добавлен 06.09.2015

  • Термин "детерминизм" и истоки его возникновения. Открытие планетарной модели атома. Квантовая теория и закон излучения М. Планка. Корпускулярно-волновой дуализм де Бройля. Детерминизм и концепция эволюции в биологии. Формирование и развитие генетики.

    реферат [223,2 K], добавлен 16.02.2013

  • Естественнонаучная и гуманитарная культура. Дифференциация, интеграция и математизация в современной науке. Культурный уровень организации материи. Квантовомеханическая концепция описания микромира. Пространство и время в общей теории относительности.

    курс лекций [47,9 K], добавлен 16.11.2009

  • Понятие культуры и ее основные разновидности. Сущность, содержание, функции, цели, критерии выделения науки. Научное знание и естественнонаучное познание. Виды методов и методология. Организация мегамира и микромира. Концепции возникновения жизни.

    шпаргалка [20,2 K], добавлен 18.06.2010

  • Законы симметрии микромира и макромира. Связи законов сохранения и законов симметрии. Классический детерминизм и вероятностно-статистический детерминизм. Отличие живых систем от неживых. Экологические проблемы современности.

    шпаргалка [29,3 K], добавлен 10.09.2007

  • Понятие и структура научной картины мира, ее отличие от ненаучных картин мира. Функциональность и взаимосвязь общей научной и естественнонаучной картин мира. Корпускулярно–волновой дуализм, свойства микрообъектов и доказательство гипотезы де Бройля.

    реферат [37,9 K], добавлен 17.12.2009

  • Поведение материи на атомном и субатомном уровнях. Принцип неопределенности Гейзенберга. Связь между точностями измерения сопряженных параметров. Пищевые цепи и экологические пирамиды, их виды. Энергетическая значимость организмов и пирамиды биомассы.

    контрольная работа [15,9 K], добавлен 03.06.2009

  • Необходимость в этико-моральной регламентации в области генетики. Основные понятия и постулаты глобальной биоэтики. Особенности вмешательства в геном человека. Сущность и характеристика клонирования. Этические проблемы современной медицинской генетики.

    реферат [30,8 K], добавлен 20.11.2011

  • Задачи генетики микроорганизмов, которая составляет основу молекулярной биологии. Плазмиды. Мигрирующие генетические элементы. Генетический материал бактерий. Сущность генетики вирусов. Закономерности геномной организации патогенных бактерий и вирусов.

    презентация [285,5 K], добавлен 09.11.2014

  • Сущность и история развития понятия "Ноосфера". Основы научной концепции В.И.Вернадского. Особенности и закономерности существования биосферы. Ноосфера в конце XX века: прогнозы и реалии. Соотношение биосферы и ноосферы. Условия существования ноосферы.

    реферат [33,0 K], добавлен 07.07.2008

  • Теоретические основы, предмет, объект и закономерности биологии. Сущность, анализ и доказательство аксиом теоретической биологии, обобщенных Б.М. Медниковым и характеризующих жизнь и отличающуюся от нее нежизнь. Особенности генетической теории развития.

    реферат [47,8 K], добавлен 28.05.2010

  • Геном человека. Генетические продукты. Определение отцовства методом ДНК-диагностики. Дактилоскопическая идентификация человека. Гистологические и цитологические методы исследования в судебной медицине. Век биологии и генетики.

    реферат [18,9 K], добавлен 18.04.2004

  • Квантово-полевая (неклассическая) картина мира, суть ее принципов. Особенности принципов соответствия и суперпозиции. Концепция детерминизма, динамические и статистические закономерности. Принципы эволюционно-синергетической (современной) картины мира.

    реферат [38,2 K], добавлен 30.10.2012

  • Краткое рассмотрение различных представителей микромира. Роль микроорганизмов в круговороте веществ и поддержании динамического равновесия в биосфере Земли. Классификация грибковых заболеваний кожи: кератомикозы, дерматофитии, кандидоз, глубокие микозы.

    презентация [15,7 M], добавлен 26.02.2015

  • Идея о существовании атомов, опыты Резерфорда. Создание физических теорий, описывающих поведение и внутреннюю структуру элементарных частиц. Основные положения квантовой механики: частицы и кванты. Ядерная энергия, ее мирное и военное применение.

    реферат [2,6 M], добавлен 20.08.2015

  • Перехід від класичної генетики Менделя до застосування молекулярної генетики на порозі XXI століття. Проблеми на шляху функціонування високопродуктивного сільського господарства. Роботи зі створення трансгенних рослин. Проблема збереження ідентичності.

    реферат [19,7 K], добавлен 16.01.2013

  • Аналитический обзор данных по видовому разнообразию представителей микромира водоема. Условия жизни морских микроорганизмов. Изучение путем микрокопирования. Скопления одноклеточных водорослей. Состав микрофлоры, характерный для пресного водоема.

    научная работа [583,4 K], добавлен 03.05.2015

  • Цель и предмет курса "Концепции современного естествознания", основные термины и понятия. Специфические черты науки, виды культуры. История становления научных знаний. Естественнонаучная картина мира. Внутреннее строение Земли. Законы химии и биологии.

    шпаргалка [136,9 K], добавлен 12.02.2011

  • Продолжительность жизни как количественный признак. Выявление генетических механизмов формирования - фундаментальная проблема биологии развития, эволюционной генетики и молекулярной геронтологии. Теломерная теория старения. Гены долголетия человека.

    реферат [44,3 K], добавлен 13.11.2014

  • Старение и смерть как биологические свойства всех живых организмов, отражающие их функционирование и эволюцию. Выявление генетических механизмов старения как фундаментальная проблема биологии развития, эволюционной генетики и молекулярной геронтологии.

    презентация [4,2 M], добавлен 25.04.2019

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.