В учебном пособии рассмотрены вопросы становления современной парадигмы естествознания, его античные и классические предпосылки, концепции фундаментальных полей и пространства-времени. Изложены современные концепции эволюции вселенной, возникновения живого вещества и разума на Земле. Рассмотрены процессы биосинтеза в клетке, самоорганизации и возникновения динамического хаоса. Работа подготовлена на кафедре общей физики ТПУ и предназначена для студентов направлений 521600 (экономика), 061100 (менеджмент организации), 061500 (маркетинг), 060800 (экономика и управление на предприятии), изучающих курс "Концепции современного естествознания", а также для преподавателей, учащихся выпускных классов лицеев и школ.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИСТОКИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. КОНЦЕПЦИИ ЭЛЕМЕНТАЛЕЙ   9
1.1. Деистические концепции сотворения мира 10
1.2. Античные концепции элементалей окружающего мира 11
1.3. Концепция классического атомизма 12
1.4. Концепция атома как планетарной системы 13
1.5. Проблема адекватного описания микромира 17
1.6. Пространственный аспект иерархии структурных уровней 21
2. КОНЦЕПЦИИ ПРОСТРАНСТВА - ВРЕМЕНИ   23
2.1. Классические концепции Движения, Пространства, Времени 23
2.2. Парадоксы Движения 26
2.3. Концепция четырехмерного пространства - времени 29
2.4. Применение СТО в современном естествознании 31
2.5. Общая теория относительности А. Эйнштейна 34
2.6. Динамические поля гравитации 35
3. КОНЦЕПЦИИ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ПОЛЕЙ И ЧАСТИЦ   39
3.1. Концепции близко- и дальнодействия 39
3.2. Взаимодействие электромагнитных полей с частицами вещества 40
3.2.1. Классическое рассеяние на электронных оболочках атомов 41
3.2.2.Фотовозбуждение оболочек атомов и ионов 42
3.2.3. Фотоэлектрический эффект 43
3.2.4. Эффект Комптона 44
3.2.5. Эффект комбинационного рассеяния света (эффект Рамана) 45
3.3. Фундаментальные частицы вещества 45
3.4. Основные положения концепции электрослабых взаимодействий 49
4. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ   56
4.1. Смена классической концепции мироздания 56
4.2. Движение и столкновения галактик 59
4.2.1. Строение нашей галактики 59
4.2.2. Волны в галактиках 60
4.2.3. Столкновения галактик 61
4.3. Закон Э. Хаббла и будущее Вселенной 63
4.3.1. Эффект Доплера 64
4.3.2. Закон Хаббла 65
4.3.3. Будущее Вселенной 66
4.4. Прошлое Вселенной 69
4.4.1. Две концепции Вселенной 69
4.4.2. Реликтовое излучение Большого взрыва 70
4.4.3. Из чего рождается Вселенная? 73
4.4.4. Инфляция Вселенной 74
4.4.5. Другие этапы Большого взрыва 75
4.5. Космические циклы 77
4.5.1. Что первично - галактики или звезды? 77
4.5.2. Параметры звезд 79
4.5.3. Циклы эволюции звезд 81
4.6. Нерешенные проблемы 89
Хрестоматия к главе 4    90
5. ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ   93
5.1. Концепция множества обитаемых миров 93
5.2. Поиски планетарных систем 94
5.3. Гипотезы образования «колыбели жизни» 97
5.4. Гипотезы возникновения жизни 101
5.4.1. Концепция самозарождения жизни 101
5.4.2. Концепция панспермия 103
5.4.3. Концепция физико-химической эволюции 104
5.5. Кодирование и воспроизводство биологической информации 109
5.5.1. Состав и структура белков 109
5.5.2. Нуклеиновые кислоты 112
5.5.3. Принцип кодирования аминокислотных последовательностей 115
5.5.4. Механизм биосинтеза белков 117
5.5.5. Механизм клеточной стабильности 119
5.5.6. Межклеточный обмен веществами 120
5.6. Физические способы ускорения обмена веществ 126
Хрестоматия к главе 5    128
6. ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ  137
6.1. Неизбежность развития 137
6.2. Концепции эволюции 139
6.2.1. Концепция Ламарка 140
6.2.2. Концепция Дарвина 141
6.2.3. Случайна ли эволюция? 141
6.2.4. Геобиологические циклы 142
6.2.5. Трофический перенос информации 144
6.3. Составляющие биосферы 144
6.4. Адаптация популяций в биоценозах 147
6.4.1. Адаптация на молекулярном уровне 147
6.4.2. Адаптация «хищник – жертва» 148
6.4.3. Адаптация к условиям кризисов 150
6.5. Динамический хаос в изолированной популяции 151
6.6. Ресурсы и численность населения Земли 155
Хрестоматия к главе 6    161
7. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ И КОЭВОЛЮЦИЯ  163
7.1. Диссипативные структуры 164
7.2. Системный подход к процессам эволюции 166
7.3. Сложность простых систем 168
Хрестоматия к главе 7 171
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 178
ЛИТЕРАТУРА 181