Квант - мельчайшая постоянная порция излучения.

Эйнштейн распространил гипотезу Планка о тепловом излучении на излучение вообще и обосновал новое учение о свете - фотонную теорию. Структура света является корпускулярной. Световая энергия концентрируется в определенных местах, и поэтому свет имеет прерывистую структуру - поток световых квантов, т.е. фотонов. Фотон - особая частица (корпускула). Фотон - квант энергии видимого и невидимого света, рентгеновского и гамма-излучений, обладающий одновременно свойствами частицы и волны, не имеющий массы покоя, имеющий скорость света, при определенных условиях порождает пару позитрон+электрон. Эта теория Эйнштейна объясняла явление фотоэлектрического эффекта - выбивание из вещества электронов под действием электромагнитных волн. Наличие фотоэффекта определяется частотой волны, а не ее интенсивностью. За создание фотонной теории А. Эйнштейн получил в 1922 году Нобелевскую премию. Эта теория была экспериментально подтверждена через 10 лет американским физиком Р.Э. Милликеном.

Парадокс: свет ведет себя и как волна, и как поток частиц. Волновые свойства проявляются при дифракции и интерференции, корпускулярные - при фотоэффекте.

Н. Бор сформулировал принцип дополнительности следующим образом: «Понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего». Противоре-чия корпускулярно-волновых свойств микрообъектов - это результат неконтролируемого взаимодействия микрочастиц с приборами: в одних приборах квантовые объекты ведут себя как волны, в других - как частицы. Из-за соотноше-ния неопределенностей корпускулярная и волновая модели описания кванто-вого объекта не противоречат друг другу, т.к. никогда не предстают одновре-менно. Таким образом, в зависимости от эксперимента объект показывает либо свою корпускулярную природу, либо волновую, но не обе сразу. Дополняя друг друга, обе модели микромира позволяют получить его общую картину.

1.2 Основные открытия формирующие макромир.

1.2.1 Законы Ньютона.

Законы Ньютона -- в зависимости от того, под каким углом на них посмотреть, -- представляют собой либо конец начала, либо начало конца классической механики. В любом случае это поворотный момент в истории физической науки -- блестящая компиляция всех накопленных к тому историческому моменту знаний о движении физических тел в рамках физической теории, которую теперь принято именовать классической механикой. Можно сказать, что с законов движения Ньютона пошел отсчет истории современной физики и вообще естественных наук.

Первый закон Ньютона

Учитывая столь серьезный, исторически сложившийся провал, первый закон Ньютона сформулирован безоговорочно революционным образом. Он утверждает, что если какую-либо материальную частицу или тело попросту не трогать, оно будет продолжать прямолинейно двигаться с неизменной скоростью само по себе. Если тело равномерно двигалось по прямой, оно так и будет двигаться по прямой с неизменной скоростью. Если тело покоилось, оно так и будет покоиться, пока к нему не приложат внешних сил. Чтобы просто сдвинуть физическое тело с места, к нему нужно обязательно приложить стороннюю силу. Возьмем самолет: он ни за что не стронется с места, пока не будут запущены двигатели. Казалось бы, наблюдение самоочевидное, однако, стоит нам отвлечься от прямолинейного движения, как оно перестает казаться таковым. При инерционном движении тела по замкнутой циклической траектории его анализ с позиции первого закона Ньютона только и позволяет точно определить его характеристики.

Второй закон Ньютона

Если первый закон Ньютона помогает нам определить, находится ли тело под воздействием внешних сил, то второй закон описывает, что происходит с физическим телом под их воздействием. Чем больше сумма приложенных к телу внешних сил, гласит этот закон, тем большее ускорение приобретает тело. Это раз. Одновременно, чем массивнее тело, к которому приложена равная сумма внешних сил, тем меньшее ускорение оно приобретает. Это два.

Третий закон Ньютона

За этот закон, скорее всего, Ньютон и снискал себе почет и уважение со стороны не только естествоиспытателей, но и ученых-гуманитариев и попросту широких масс. Его любят цитировать (по делу и без дела), проводя самые широкие параллели с тем, что мы вынуждены наблюдать в нашей обыденной жизни, и притягивают чуть ли не за уши для обоснования самых спорных положений в ходе дискуссий по любым вопросам, начиная с межличностных и заканчивая международными отношениями и глобальной политикой. Ньютон, однако, вкладывал в свой названный впоследствии третьим закон совершенно конкретный физический смысл и едва ли замышлял его в ином качестве, нежели как точное средство описания природы силовых взаимодействий. Закон этот гласит, что если тело А воздействует с некоей силой на тело В, то тело В также воздействует на тело А с равной по величине и противоположной по направлению силой. Иными словами, стоя на полу, вы воздействуете на пол с силой, пропорциональной массе вашего тела. Согласно третьему закону Ньютона пол в это же время воздействует на вас с абсолютно такой же по величине силой, но направленной не вниз, а строго вверх. Этот закон экспериментально проверить нетрудно: вы постоянно чувствуете, как земля давит на ваши подошвы. дуализм эволюция ньютон материя

Тут важно понимать и помнить, что речь у Ньютона идет о двух силах совершенно разной природы, причем каждая сила воздействует на «свой» объект. Когда яблоко падает с дерева, это Земля воздействует на яблоко силой своего гравитационного притяжения (вследствие чего яблоко равно ускоренно устремляется к поверхности Земли), но при этом и яблоко притягивает к себе Землю с равной силой. А то, что нам кажется, что это именно яблоко падает на Землю, а не наоборот, это уже следствие второго закона Ньютона. Масса яблока по сравнению с массой Земли низка до несопоставимости, поэтому именно его ускорение заметно для глаз наблюдателя. Масса же Земли, по сравнению с массой яблока, огромна, поэтому ее ускорение практически незаметно. (В случае падения яблока центр Земли смещается вверх на расстояние менее радиуса атомного ядра.)

По совокупности же три закона Ньютона дали физикам инструменты, необходимые для начала комплексного наблюдения всех явлений, происходящих в нашей Вселенной. И, невзирая на все колоссальные подвижки в науке, произошедшие со времен Ньютона, чтобы спроектировать новый автомобиль или отправить космический корабль на Юпитер, вы воспользуетесь все теми же тремя законами Ньютона.

1.2.2 Специальная теория относительности

Большинство парадоксальных и противоречащих интуитивным представлениям о мире эффектов, возникающих при движении со скоростью, близкой к скорости света, предсказывается именно специальной теорией относительности. Самый известный из них -- эффект замедления хода часов, или эффект замедления времени. Часы, движущиеся относительно наблюдателя, идут для него медленнее, чем точно такие же часы у него в руках.

Время в системе координат, движущейся со скоростями, близкими к скорости света, относительно наблюдателя растягивается, а пространственная протяженность (длина) объектов вдоль оси направления движения -- напротив, сжимается. Этот эффект, известный как сокращение Лоренца--Фицджеральда, был описан в 1889 году ирландским физиком Джорджем Фицджеральдом (George Fitzgerald, 1851-1901) и дополнен в 1892 году нидерландцем Хендриком Лоренцем (Hendrick Lorentz, 1853-1928). Сокращение Лоренца--Фицджеральда объясняет, почему опыт Майкельсона--Морли по определению скорости движения Земли в космическом пространстве посредством замеров «эфирного ветра» дал отрицательный результат. Позже Эйнштейн включил эти уравнения в специальную теорию относительности и дополнил их аналогичной формулой преобразования для массы, согласно которой масса тела также увеличивается по мере приближения скорости тела к скорости света. Так, при скорости 260 000 км/с (87% от скорости света) масса объекта с точки зрения наблюдателя, находящегося в покоящейся системе отсчета, удвоится.

Со времени Эйнштейна все эти предсказания, сколь бы противоречащими здравому смыслу они ни казались, находят полное и прямое экспериментальное подтверждение. В одном из самых показательных опытов ученые Мичиганского университета поместили сверхточные атомные часы на борт авиалайнера, совершавшего регулярные трансатлантические рейсы, и после каждого его возвращения в аэропорт приписки сверяли их показания с контрольными часами. Выяснилось, что часы на самолете постепенно отставали от контрольных все больше и больше (если так можно выразиться, когда речь идет о долях секунды). Последние полвека ученые исследуют элементарные частицы на огромных аппаратных комплексах, которые называются ускорителями. В них пучки заряженных субатомных частиц (таких как протоны и электроны) разгоняются до скоростей, близких к скорости света, затем ими обстреливаются различные ядерные мишени. В таких опытах на ускорителях приходится учитывать увеличение массы разгоняемых частиц -- иначе результаты эксперимента попросту не будут поддаваться разумной интерпретации. И в этом смысле специальная теория относительности давно перешла из разряда гипотетических теорий в область инструментов прикладной инженерии, где используется наравне с законами механики Ньютона.

Возвращаясь к законам Ньютона, хотелось бы особо отметить, что специальная теория относительности, хотя она внешне и противоречит законам классической ньютоновской механики, на самом деле практически в точности воспроизводит все обычные уравнения законов Ньютона, если ее применить для описания тел, движущихся со скоростью значительно меньше, чем скорость света. То есть, специальная теория относительности не отменяет ньютоновской физики, а расширяет и дополняет ее.

Принцип относительности помогает также понять, почему именно скорость света, а не какая-нибудь другая, играет столь важную роль в этой модели строения мира -- этот вопрос задают многие из тех, кто впервые столкнулся с теорией относительности. Скорость света выделяется и играет особую роль универсальной константы, потому что она определена естественнонаучным законом. В силу принципа относительности скорость света в вакууме одинакова в любой системе отсчета. Это, казалось бы, противоречит здравому смыслу, поскольку получается, что свет от движущегося источника (с какой бы скоростью он ни двигался) и от неподвижного доходит до наблюдателя одновременно. Однако это так.

Благодаря своей особой роли в законах природы скорость света занимает центральное место и в общей теории относительности.

1.2.3 Общая теория относительности

Общая теория относительности применяется уже ко всем системам отсчета (а не только к движущимися с постоянной скоростью друг относительно друга) и выглядит математически гораздо сложнее, чем специальная (чем и объясняется разрыв в одиннадцать лет между их публикацией). Она включает в себя как частный случай специальную теорию относительности (и, следовательно, законы Ньютона). При этом общая теория относительности идёт значительно дальше всех своих предшественниц. В частности, она дает новую интерпретацию гравитации.

Общая теория относительности делает мир четырехмерным: к трем пространственным измерениям добавляется время. Все четыре измерения неразрывны, поэтому речь идет уже не о пространственном расстоянии между двумя объектами, как это имеет место в трехмерном мире, а о пространственно-временных интервалах между событиями, которые объединяют их удаленность друг от друга -- как по времени, так и в пространстве. То есть пространство и время рассматриваются как четырехмерный пространственно-временной континуум или, попросту, пространство-время. В этом континууме наблюдатели, движущиеся друг относительно друга, могут расходиться даже во мнении о том, произошли ли два события одновременно -- или одно предшествовало другому. К счастью для нашего бедного разума, до нарушения причинно-следственных связей дело не доходит -- то есть существования систем координат, в которых два события происходят не одновременно и в разной последовательности, даже общая теория относительности не допускает.

Закон всемирного тяготения Ньютона говорит нам, что между любыми двумя телами во Вселенной существует сила взаимного притяжения. С этой точки зрения Земля вращается вокруг Солнца, поскольку между ними действуют силы взаимного притяжения. Общая теория относительности, однако, заставляет нас взглянуть на это явление иначе. Согласно этой теории, гравитация -- это следствие деформации («искривления») упругой ткани пространства-времени под воздействием массы (при этом чем тяжелее тело, например Солнце, тем сильнее пространство-время «прогибается» под ним и тем, соответственно, сильнее его гравитационное поле). Представьте себе туго натянутое полотно (своего рода батут), на которое помещен массивный шар. Полотно деформируется под тяжестью шара, и вокруг него образуется впадина в форме воронки. Согласно общей теории относительности, Земля обращается вокруг Солнца подобно маленькому шарику, пущенному кататься вокруг конуса воронки, образованной в результате «продавливания» пространства-времени тяжелым шаром -- Солнцем. А то, что нам кажется силой тяжести, на самом деле является, по сути чисто внешнем проявлением искривления пространства-времени, а вовсе не силой в ньютоновском понимании. На сегодняшний день лучшего объяснения природы гравитации, чем дает нам общая теория относительности, не найдено.

Проверить общую теорию относительности трудно, поскольку в обычных лабораторных условиях ее результаты практически полностью совпадают с тем, что предсказывает закон всемирного тяготения Ньютона. Тем не менее несколько важных экспериментов были произведены, и их результаты позволяют считать теорию подтвержденной. Кроме того, общая теория относительности помогает объяснить явления, которые мы наблюдаем в космосе, -- например, незначительные отклонения Меркурия от стационарной орбиты, необъяснимые с точки зрения классической механики Ньютона, или искривление электромагнитного излучения далеких звезд при его прохождении в непосредственной близости от Солнца.

На самом деле результаты, которые предсказывает общая теория относительности, заметно отличаются от результатов, предсказанных законами Ньютона, только при наличии сверхсильных гравитационных полей. Это значит, что для полноценной проверки общей теории относительности нужны либо сверхточные измерения очень массивных объектов, либо черные дыры, к которым никакие наши привычные интуитивные представления неприменимы. Так что разработка новых экспериментальных методов проверки теории относительности остается одной из важнейших задач экспериментальной физики.

1.3 Основные открытия формирующие мегамир

Разработкой теории Большого взрыва занимались ученые А.А. Фридман и Д. Гамов в середине 60-х годов прошлого столетия, основываясь на общей теории относительности А. Эйнштейна. Согласно их предположениям, когда-то наша Вселенная представляла собой бесконечно малый сгусток, сверхплотный и раскаленный до очень высоких температур (до миллиардов градусов). Это нестабильное образование внезапно взорвалось. По теоретическим подсчетам образование Вселенной началось 13,5 миллиардов лет назад в очень малом объеме огромной плотности и температуры. В результате Вселенная стала стремительно расширяться.

Период взрыва в науке о космосе получил название космическая сингулярность. В момент взрыва частицы материи разлетелись в разные стороны с колоссальной скоростью. Следующий же после взрыва момент, когда юная Вселенная начала расширяться и назвали Большим взрывом.

Далее, согласно теории, события разворачивались следующим образом. Разлетевшиеся во все стороны раскаленные частицы имели слишком высокую температуру и не могли соединяться в атомы. Этот процесс начался гораздо позже, спустя миллион лет, когда новообразовавшаяся Вселенная охладилась до температуры примерно 40000 C.

Первыми стали образовываться такие химические элементы как водород и гелий. По мере охлаждения Вселенной, образовывались и другие химические элементы, более тяжелые. В подтверждение этого сторонники теории приводят характерный факт, что данный процесс образования элементов и атомов продолжается и в настоящее время, в недрах каждой звезды, включая и наше Солнце. Температура ядер звезд по-прежнему очень высока.

При остывании частицы собирались в облака газа и пыли. Сталкиваясь, они слипались между собой, образовывая единое целое. Главными силами, влияющими на это объединение, стали силы гравитации.

Именно благодаря процессу притягивания мелких объектов к более крупным, и образовались планеты, звезды и галактики. Расширение Вселенной происходит и сейчас, ведь даже теперь ученые говорят, что ближайшие галактики расширяются и отодвигаются от нас.

Гораздо позже (5 миллиардов лет назад), опять же, по теории ученых, в результате уплотнения облаков пыли и газа сформировалась наша Солнечная система. Сгущение туманности привело к образованию Солнца, более мелкие скопления пыли и газа образовывали планеты, в числе которых была и наша Земля. Мощное гравитационное поле удерживало эти зарождающиеся планеты, заставляя вращаться вокруг Солнца, которое постоянно сгущалось, а значит, внутри образовывающейся звезды возникало мощное давление, что в итоге нашло выход, преобразовываясь в тепловую энергию, а значит в солнечные лучи, которые мы с вами можем наблюдать и сегодня.

С остыванием планеты Земля расплавлялись и ее горные породы, образовавшие после затвердения первичную земную кору. Выброшенные из недр Земли при остывании газы, улетучивались в космос, но за счет силы притяжения Земли более тяжелые из них и образовали атмосферу, то есть тот воздух, который и позволяет нам дышать. Так, в течение почти 4,5 миллиардов лет создавались условия возникновения жизни на нашей планете.

Согласно современным данным, наша Вселенная имеет возраст около 13,8 миллиардов лет. Размер наблюдаемой части Вселенной составляет 13,7 миллиардов световых лет или 1028 см. Средняя плотность составляющего ее вещества - 10-29 г/см3. Вес - более 1050 тонн.

Однако не все ученые были согласны с теорией Большого взрыва, не получив ответов на многие вопросы. Прежде всего, как мог возникнуть Большой взрыв вопреки основному закону природы - закону сохранения энергии? Причем еще и с немыслимой температурой, вопреки законам термодинамики? По словам Д. Таланцева, «концепция существования полного хаоса и последующего взрыва противоречит 2-му закону термодинамики, согласно которому, все природные самопроизвольные процессы идут в сторону увеличения энтропии (то есть, хаотичности, неупорядоченности) системы. Эволюция как самопроизвольное самоусложнение природных систем полностью и совершенно однозначно запрещена 2-м законом термодинамики. Этот закон и говорит нам о том, что из хаоса никогда, ни при каких условиях сам собой не может установиться порядок. Самопроизвольное усложнение любой природной системы невозможно. Например, "первичный бульон" никогда, ни при каких условиях, ни за какие триллионы и биллионы лет не мог породить более высокоорганизованные белковые тела, которые, в свою очередь, никогда, ни за какие триллионы лет не могли "эволюционировать" в такую высокоорганизованную структуру, как человек. Таким образом, эта "общепринятая" современная точка зрения на происхождение Вселенной абсолютно неверна, так как входит в противоречие с одним из фундаментальных эмпирически установленных научных законов - 2-м Законом термодинамики».

Тем не менее, теория Большого взрыва, поддержанная многими учеными (А. Пензиас, Р. Вильсон, В. Де Ситтер, А. Эддингтон, К. Вирц и др.). продолжает доминировать в научных кругах, В доказательство своей теории они приводят следующие факты. Так в 1929 г. американский астроном Эдвин Хаббл открыл так называемое красное смещение или, иначе говоря, заметил, что свет далеких галактик несколько краснее ожидаемого, т.е. их излучение смещается в красную сторону спектра. Еще раньше было установлено, что когда некое тело удаляется от нас, то его излучение смещается в красную сторону спектра (красное смещение), а когда оно, наоборот, приближается к нам, то его излучение смещается в фиолетовую сторону спектра (фиолетовое смещение). Таким образом, открытое Хабблом красное смещение свидетельствовало в пользу того, что галактики удаляются от нас и друг от друга с огромными скоростями, т.е., как это ни удивительно, в настоящее время Вселенная расширяется, причем одинаково во всех направлениях, то есть взаимное расположение космических объектов не меняется, а изменяются только расстояния между ними. Точно так же, как не меняется расположение точек на поверхности воздушного шара, но меняются расстояния между ними, когда его надувают. Но если Вселенная расширяется, то обязательно возникает вопрос: а какие же силы сообщают разбегающимся галактикам начальную скорость и дают необходимую энергию. Современная наука предполагает, что исходным моментом и причиной нынешнего расширения Вселенной был Большой взрыв.

Другим косвенным подтверждением гипотезы Большого взрыва является открытое в 1965 г. реликтовое излучение (от лат. relictum -- остаток) Вселенной. Это излучение, остатки которого доходят до нас из того далекого времени, когда ни звезд, ни планет еще не было, а вещество Вселенной было представлено однородной плазмой, которая имела колоссальную температуру (около 4000 градусов), заключенное в небольшой области с радиусом в 15 млн. световых лет.

2. Происхождение и эволюция жизни

Вопрос происхождения жизни на Земле -- один из самых сложных вопросов современного естествознания, на который до настоящего времени нет однозначного ответа.

Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле, наиболее известные из которых:

· теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения;

· теория креационизма (или сотворения);

· теория стационарного состояния;

· теория панспермии;

· теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина)

2.1 Теория биохимической эволюции

Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных.

Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на Земле создал советский биохимик А. И. Опарин (г.р. 1894). В 1924 г. он опубликовал работы, в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной

По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

1. Возникновение органических веществ.

2. Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.).

3. Возникновение примитивных самовоспроизводящихся организмов.

Земля возникла около пяти миллиардов лет назад; первоначально температура её поверхности была очень высокой (4000 - 80000С). По мере её остывания образовались твёрдая поверхность (земная кора - литосфера). Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 1000C, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время, в соответствии с представлениями А. И. Опарина, состоялся абиогенный синтез, то есть в первоначальных земных океанах, насыщенных разными простыми химическими соединениями, «в первичном бульоне» под влиянием вулканического тепла, разрядов молний, интенсивной ультрафиолетовой радиации и других факторов среды начался синтез более сложных органических соединений, а затем и биополимеров. Образованию органических веществ способствовало отсутствие живых организмов - потребителей органики - и главного окислителя- кислорода. Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались первичные живые существа микроскопических размеров.

Наиболее сложной проблемой в современной теории эволюции является превращение сложных органических веществ в простые живые организмы. Опарин полагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. По-видимому, белковые молекулы, притягивая молекулы воды, образовывали коллоидные гидрофильные комплексы. Дальнейшее слияние таких комплексов друг с другом приводило к отделению коллоидов от водной среды (коацервация). На границе между коацерватом (от лат. coacervus - сгусток, куча) и средой выстраивались молекулы липидов - примитивная клеточная мембрана. Предполагается, что коллоиды могли обмениваться молекулами с окружающей средой (прообраз гетеротрофного питания) и накапливать определённые вещества. Ещё один тип молекул обеспечивал способность к самовоспроизведению.

Система взглядов А. И. Опарина получила название «коацерватная гипотеза».

Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путем случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения - внутри коацервата и в поколениях - единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур.

2.2 Эволюция жизни на Земле

Эволюция жизни на Земле началась с момента появления первого живого существа -- около 3,7 миллиарда лет назад (а по некоторым данным -- 4,1 млрд лет назад) и продолжается по сей день. Сходство между всеми организмами указывает на наличие общего предка, от которого произошли все другие живые существа.

Вся история развития Земли делится на эры--длительные отрезки времени (от 70 млн. лет до 2 млрд. лет), каждый из которых получил свое название.

Архейская--древнейшая эра в истории развития Земли, когда еще не существовало жизни.

Протерозойская -эра возникновения первичной жизни (простейших организмов).

Палеозойская -- эра древней жизни в геологической истории Земли, характеризующаяся формированием всех типов растений и животных.

Мезозойская--эра средней жизни в геологической истории Земли, характеризующаяся развитием пресмыкающихся, птиц и первых млекопитающих.

Кайнозойская--эра новой жизни в геологической истории Земли, эра формирования всех современных форм растений и животных. Она продолжается и в настоящее время.

Архейская эра (Архей) от 3500 до 2500 ± 100 млн. лет назад продолжительность около 900 млн. лет

Активная вулканическая деятельность, анаэробные условия в мелководном древнем море, постепенное накопление кислорода в результате деятельности фотосинтезирующих прокариот. Эра прокариот: бактерий и цианобактерий. Цианобактерии свидетельствуют о фотосинтезе и присутствии активного пигмента хлорофилла. На границе архея и протерозоя появляются первые эукариоты - одноклеточные водоросли (зеленые, желтозеленые, золотистые и др.) и простейшие. Среди них - жгутиковые эукариоты (эвгленовые, вольвоксовые), саркодовые (амебы, фораминиферы, радиолярии) и др. На границе между архейской и протерозойской эрами появились половой процесс и многоклеточность.

Протерозойская эра (Протерозой) от 2600 ± 100 до 650-680 ± 20 млн. лет назад продолжительность около 2000 млн. лет

Поверхность земли - голая пустыня. Климат холодный, частые оледенения. Активное образование осадочных пород. В конце эры содержание кислорода в атмосфере составило около 1%. Начался процесс почвообразования. Расцвет эукариотных организмов, по своему разнообразию намного опережающих прокариот. Появление многоклеточности и дыхания обусловило прогрессивное развитие гетеротрофов и автотрофов. Наряду с плавающими формами (водоросли, простейшие, медузы) появляются прикрепленные (сидячие) ко дну или какому-либо субстрату нитчатые зеленые, пластинчатые бурые и красные водоросли, губки, кораллы, а также ползающие организмы, например кольчатые черви. Последние дали начало моллюскам и членистоногим. Появляются симбиотические и паразитические формы организмов.

Палеозойская эра (Палеозой)от 570 ± 20 млн. лет до 230 ± 10 млн. лет назад продолжительность 340 ± 10 млн. лет

Эра активного горообразования, которое проходило во многих местах Земли. Характеризуется достаточно большими находками ископаемых организмов. Они свидетельствуют, что в этот период в водной среде соленых и пресных водоемов обитали представители почти всех основных типов и классов беспозвоночных животных. В дальнейшем появились и позвоночные, кроме птиц и млекопитающих. В пресных водах обитали акулы и потомки костистых рыб - двоякодышащие и кистеперые рыбы, от последних

В середине эры растения, животные и грибы вышли на сушу. Началось бурное развитие высших растений. Появились мохообразные. Образовались первые леса из гигантских папоротникообразных растений, но в конце палеозоя они вымерли, образовав залежи каменного угля. Появились животные, дышащие воздухом. По всей Земле распространились рептилии, как растительноядные, так и хищные, появились насекомые.

Мезозойская эра (Мезозой) от 230 ± 10 до 66 ± 3 млн. лет назад продолжительность около 165 млн. лет

Время интенсивного горообразования на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Часто называют эпохой рептилий. Они представлены разнообразными формами: плавающие, летающие, сухопутные, водные и околоводные. Достигнув большого расцвета, рептилии почти все вымерли в конце мезозоя. В морях господствовали костистые рыбы и головоногие моллюски. С начала мезозоя появляются первые млекопитающие - яйцекладущие, а затем и сумчатые, с середины - первоптицы. Широко распространились голосеменные растения, особенно хвойные. Появляются покрытосеменные растения, но представленные только древесными формами. В конце мезозоя происходит вымирание многих групп животных и растений, как наземных, так и водных.

Кайнозойская эра (Кайнозой) от 66 ± 3 млн. лет назад до настоящего времени

Расцвет покрытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих и появление человека. Уже в середине кайнозоя имелись почти все основные группы представителей всех царств живой природы. У покрытосеменных растений образовались такие жизненные формы, как травы и кустарники. Появились степи, луга. Сформировались все основные типы природных биогеоценозов. С появлением человека и развитием общества создаются культурные флора и фауна, образуются агроценозы, села и города. Природа стала активно использоваться человеком для удовлетворения его потребностей. Различное воздействие человека на природу произвело в ней существенные изменения. Произошли большие изменения в видовом составе органического мира, в окружающей среде и природе в целом.

Нижнетретичный период (палеоген) - шестой, последний период палеозоя.

Начало 66 ± 3 млн. лет назад

Конец 25 ± 2 млн. лет назад

Продолжительность около 40 млн. лет

Происходило неоднократное изменение уровня Мирового океана. Устанавливается тёплый равномерный климат, проходит горообразование. Палеоген - эпоха формирования ряда групп органического мира, характерных для кайнозоя. Из млекопитающих появляются многие отряды млекопитающих: грызуны, копытные, рукокрылые, хоботные, вторичноводные - китообразные и сирены, настоящие хищники. Резко увеличивается разнообразие птиц, причём большинство из них существует поныне. Ряд групп получает современный облик. В морях обитают кораллы, моллюски, костистые рыбы, на суше - насекомые, пресмыкающиеся (ящерицы, крокодилы, черепахи). Для многих классов беспозвоночных характерна относительная бедность таксономического состава - результат значительного вымирания в конце мезозоя. У фораминифер, двустворчатых моллюсков, морских ежей сильно обновляется состав семейств и родов. В растительном мире господствуют покрытосеменные, появляются элементы современной флоры. В середине периода теплолюбивые тропические и субтропические растения продвигаются далеко на север: лавровые, пальмы, тропические папоротники и др. В конце периода появляются первые человекообразные обезьяны. В связи с похолоданием сокращается область распространения вечнозелёных растений и их сообществ, на значительной территории преобладают листопадные растения.

Верхнетретичный период (Неоген)

Начало 25 ± 2 млн. лет назад

Конец около 2 млн. лет назад

Продолжительность около 23 - 25 млн. лет

Похолодания привели к появлению антарктического ледникового щита. Происходило вымирание некоторых древних групп, особенно связанных с влажными лесами и болотистыми пространствами, что объясняется более сухим климатом и возникновением лесостепей и степей.

Появляются полорогие, идёт быстрая эволюция лошадиных и хоботных, известны медведи, гиеновые, муравьеды, появились ластоногие и новые группы китообразных. К концу периода появились настоящие лошади, слоны, быки, бараны.

С началом оледенения на континентах Северного полушария и расширением оледенения Южного полушария растительность стала более холодостойкой, увеличилась площадь степных ассоциаций.

Расцвет древних человекообразных обезьян, среди которых особое значение имеют дриопитеки, являющиеся возможными предками человека и современных человекообразных обезьян. К концу неогена возникли австралопитековые.

Четвертичный период (антропогеновый)

Начало 1.8 млн. лет назад

До настоящего времени

Продолжительность около 1,8 млн. лет

Продолжается начавшееся в конце неогена похолодание, большую часть времени климат был холоднее современного. Происходят последние великие оледенения в Северном полушарии, чередующиеся с межледниковьями. При максимальном оледенении поверхность ледников в Южном полушарии превосходила современные в 3 раза, в Северном полушарии - в 13 раз. В периоды оледенений, уровень мирового океана понижался, а в межледниковья повышался на 85 - 120 м. Растительный мир по систематическому составу близок к современному, но расположение зональной растительности существенно отличалось от нынешнего, особенно в период оледенений. Происходили значительные изменения фауны, преимущественно на родовом и видовом уровне. Появились мамонт, волосатый носорог, северный олень, пещерный медведь и другие арктические формы. Постепенно окончательно формируются современные очертания суши. К концу периода складываются современные географические зоны и облик животного и растительного мира. Происходит эволюция рода Homo. Одновременно со становлением физического типа человека шло развитие материальной культуры каменного века, начиная от самой примитивной до высокоразвитой культуры с его прекрасными образцами изобразительного искусства. Деятельность человека становится одним из факторов, влияющих на распространение и вымирание животных и растений.произошли наземные позвоночные.

В настоящее время царство растений представлено более чем 500 ООО видов, царство животных -- более 1,2 млн видов.

В ходе эволюции Земли на смену геолого-биологической эволюции пришел период социальной эволюции, который принес самые крупные изменения в биосфере Земли, во всем облике нашей планеты.

Голоцен (начался 11,7 тыс. лет назад и продолжается до сих пор) -- типичная межледниковая эпоха с относительно стабильным климатом. Начало голоцена характеризуется вымиранием большого количества видов животных, а середина -- становлением человеческой цивилизации и началом её технического развития. Изменения в составе фауны в течение этой эпохи были относительно невелики, но окончательно вымерли такие животные, как мамонт или мегатерий, за последние несколько сотен лет перестали существовать некоторые виды животных (например, дронты, эпиорнис, стеллерова корова). Около 70 лет назад климат стал несколько теплее (иногда это связывают с промышленной деятельностью человека, предположительно вызвавшей т. н. глобальное потепление), растаяли Североамериканский и Евроазиатский континентальные ледники, распался Арктический ледниковый покров, завершили существование многие горные ледниковые щиты, остались лишь сократившиеся щиты близ полярных шапок (Гренландия,Антарктида). С XX века началось развитие генетики и генной инженерии.

Список используемых источников

1. Структурные уровни организации материи, структура - http://www.labex.ru/page/g14_kse_52.html

2. Структурные уровни организации материи, Авторская страница Кокина А.В. - теория структурных уровней материи http://www.labex.ru/page/g14_kse_52.html

3. Концепции современного естествознания. Под ред. С.И. Самыгина. -

4-е изд., 2003.

4. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс лекций. - М.: Центр, 2002. - 208 с.

5. Гусейханов М.К. Концепции современного естествознания: Учебник. - М.: Издательско-торговая корпорация "Дашков и К", 2004. - 692 с.

6. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник - М.: ИКЦ "Маркенинг", 2001. - 832 с.

7. Канке В.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Логос, 2002. - 368 с.

8. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 2003. - 488 с.