Естествознание

1. Центральной проблемой науки становится синтез знания, поиск путей единства наук, проблема соотношения разнообразных методов познания. В естествознании активно идет процесс дифференциации наук, дробление крупных разделов науки на более мелкие. К концу XIX в. появляются первые признаки процесса интеграции наук, который будет характерен для науки XX в. Это появление новых научных дисциплин на стыках наук, охватывающих междисциплинарные исследования (биохимия, геохимия, биогеохимия, физическая химия и др.). Процесс дифференциации наук — явление прогрессивное. Этот процесс соответствует и потребностям социальной практики, и потребностям развития само-го научного познания. Надо сказать, что этот процесс продолжается и поныне. Появляются все новые и новые отрасли знаний, например космическая биология, космическая медицина. Однако всю историю науки пронизывает сложное.

2. Земля — третья по удаленности от Солнца большая планета Солнечной системы. Земля обращается вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой орбите со средней скоростью около 30 км/с и периодом 365.24 средних солнечных суток (тропический год). Земля вращается вокруг своей оси за 23 ч 56 мин (звездные сутки). Геологическая история Земли — последовательность событий в развитии Земли как планеты: образование горных пород, возникновение и разрушение форм рельефа, погружение суши под воду (наступание моря), отступание моря, оледенение, появление и исчезновение различных видов животных и растеий и т. д. Продолжительность геологической истории Земли измеряется многими миллионами лет. Каковы же причины значительных изменений климата? Изменения интенсивности солнечной радиации, вызванные орбитальным движением Земли. По идее самый главный вклад в формирование климата должен вносить радиационный баланс Земли. Астрономическая теория циклических изменений климата была создана известным югославским астрономом Миланковичем в двадцатых годах ХХ века. Основная причина, влияющая на долговременные колебания климата по теории Миланковича, — это изменение эксцентриситета орбиты Земли вокруг Солнца и прецессия оси вращения Земли. Его теория дала возможность вычислить времена ледниковых периодов прошлого. И геологические возрасты предыдущих оледенений, в общем, совпадают с расчетами Миланковича. Но поскольку эти климатические изменения могут происходить только в долговременной шкале, десятков тысяч и сотен тысяч лет. Оледенение Земли. Сотни миллионов лет назад Земля попала в гигантское облако космической пыли, то привело к глобальному похолоданию, которое уничтожило практически всю жизнь на планете. Ученые предполагают, что это облако было настолько большое, что вся Солнечная система проходила сквозь него почти полмиллиона лет. Специалистам известно, что в истории Земли было множество оледенений. Большинство теорий полагают, что самые крупные из них были вызваны падением астероидов, которые поднимали в атмосферу такое количество взвешенных частиц, что они надолго прекращали доступ солнечных лучей к земной поверхности. Однако Александр Павлов из Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо предлагает еще два объяснения, связанные с воздействием космоса. Согласно первому из них, облако межзвездной пыли было столь плотным, что мешало солнечной радиации достигать Земли. По второму сценарию менее плотное облако уничтожило озоновый слой на нашей планете, позволив комическому излучению достигать поверхности, что привело к гибели всего живого. По словам Павлова, компьютерные модели показывают, что концентрация межзвездной пыли в земной атмосфере может привести к очень серьезным климатическим изменениям. Согласно его расчетам в период от 600 до 800 миллионов лет наза на Земле произошло не менее двух грандиозных оледенений, превращавших ее в замерзший шар. Ученый считает, что его теорию можно подтвердить с помощью анализа пород на наличие повышенного содержания изотопа урана-235. Этот элемент не может образовываться в земных условиях, но содержится в облаках космической пыли.

3. Законы движения тел были установлены в механике Ньютона. Методы, развитые ими, позволили построить очень лаконичную и при этом достаточно верную схему мироздания. Они попали в точку. В точку в буквальном смысле слова, поскольку механика, которую мы изучили, есть наука о движении точки. Мир же, который окружает нас, состоит из так называемых макроскопических объектов: газов, жидкостей, твёрдых тел, биологических объектов (включая человека), колоссальных образований — звёзд, планет и галактик. Макроскопическое тело объект, имеющий свою внутреннюю структуру, а именно, состоящий из большого числа структурных элементов (чаще всего одного типа или нескольких).

Из школьного курса физики известно, что структуру окружающих нас макроскопических тел можно представить виде «матрешек», вложенных друг в друга. Макроскопические тела состоят из молекул, молекулы состоят из атомов, атомы из электронов и ядер, ядра из протонов и нейтронов, протоны и нейтроны из кварков. Согласно современным представлениям электроны и кварки являются бесструктурными элементами.

Четыре фундаментальных взаимодействий. Попытки классификации взаимодействий привели к идее выделения минимального набора фундаментальных взаимодействий, при помощи которых можно объяснить все наблюдаемые явления. По мере развития естествознания этот набор менялся. В ходе экспериментальных исследований периодически обнаруживались новые явления природы, не укладывающиеся в принятый фундаментальный набор, что приводило к его расширению (например, открытие структуры ядра потребовало введения ядерных сил). Теоретические же осмысление, в целом стремящееся к единому, максимально экономному описанию наблюдаемого многообразия, неоднократно привалило к великим объединениям внешне совершенно несхожих явлений природы (ньютон понял, что падение яблока и движение планет вокруг Солнца являются результатами прявления гравитационных взаимодействий, Эйнштейн установил единую природу электрических и магнитных взаимодействий, Бутлеров опроверг утверждения о различной природе органических и неорганических веществ).