KSE4 (1153100), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Например, медузы на берегуразжимаются, когда их накроет вода, но, если поместить их в бак с морской водой, онипродолжают разжиматься, открываться и сжиматься в соответствии с временем прилива иотлива, хотя в баке нет ни прилива, ни отлива.Или другой пример: исследования биологических часов, которые контролируют ритмрасширения и сокращения пигментных клеток обычного краба, обнаружили строго 24часовой цикл изменений цвета.

В течение дня черный пигмент его спинных клетокраспространялся по этим клеткам, делая их темными, и таким образом защищал краба отяркого солнца и хищников. С наступлением ночи краб становится бледнее, так какпигмент концентрируется в ядрах клеток, а с рассветом весь цикл начинается сначала.Несколько таких крабов были помещены в темную комнату, в которой поддерживаласьпостоянная температура, и обнаружилось, что часы, связанные с последовательностьюизменений цвета, шли согласно смене дня и ночи и давали ошибку не более несколькихминут в два месяца.Во многих случаях оказывается, что биологические часы некоторым образом зависят отметаболической активности. В случае если животные впадают в зимнюю спячку, биологические часы могут эффективно приостанавливаться.

Значительно чаще набиологические часы оказывает большее или меньшее влияние внешняя температура.Временные изменения в живых существах и измерение их с помощью «биологическихчасов» происходит под влиянием процессов неорганической материи. Основным ееритмом, оказывающим фундаментальное воздействие на живые организмы, являетсявращение Земли. Именно этим ритмом и его производными — чередованием дня и ночи,света и темноты, сменой времен года и др.

— обусловлено многообразие биологическихритмов. Последние могут быть классифицированы и рассматриваться в зависимости отдлительности биоциклов, их совпадения с геофизическими циклами, а также от характерафункционирования живых существ и т.д.Основой биологической ритмики живых организмов выступает, как полагаютисследователи, локализованный в клетках механизм «часов».

Это явление стало известноблагодаря обнаружению «биологических часов» у одноклеточных организмов.Фактически каждая живая клетка может иметь свои собственные часы. Это не будетудивительным, если вспомнить, что клетка, в отличие, скажем, от камня, обычно имеетопределенную историю жизни, заключающуюся в точной последовательности процессов.После этого на очередь встал вопрос о том, с какими внутриклеточными структурамисвязан механизм «биологических часов». И еще: как организм регулирует свои временныеотношения с окружающим миром?Первое: за счет фотопериодичности. Это реакции организма на смену дня и ночи,проявляющиеся в колебаниях интенсивности физиологических процессов. Через восприятие света органами зрения, изменения ритма двигательной активности, экстрасенсорноевосприятие.Второе: за счет внутреннего регулирования (генетическая регуляция).

Фактгенетической регуляции биологических ритмов очевиден, но закономерностигенетической программы временной организации в целом неизвестны.Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют внутреннюю природуи генетическую регуляцию, а с другой их осуществление тесно связано с модифицирующим действием факторов внешней среды, так называемых датчиков времени.Эта связь лежит в основе единства организма со средой и во многом определяетсяэкологическими закономерностями. Если рассматривать «биологические часы» каксредство регуляции отношений между живым организмом и средой, то создается возможность предсказания подобных приспособительных действий этих организмов.Вообще следует отметить, что пространственная и временная организация живыхорганизмов, являя собой образец более высокий, нежели пространственно-временнаяорганизация неживой материи, вместе с тем не отрывается от последней, а стремитсяприспособиться к ней максимально благоприятным для себя способом.Разновидностью биологического времени и пространства является физиологическоевремя и пространство.

Последнее как понятие было применено Дж. Уитроу дляобъяснения пространственно-временных процессов и отношений в человеческоморганизме: «Физиологическое время является, в сущности, внутренним временем,связанным с областью пространства, занимаемой живыми клетками, которыеотносительно изолированы от остальной Вселенной».Процессы, связанные с физиологическим временем человека, распадаются на двегруппы: повторяющиеся процессы, подобные сокращениям сердца, и прогрессирующиепроцессы, подобные склерозу ткани и артерий. Это явление было детально изученофранцузским биологом Леконтом дю Нуйи, который исследовал скорость заживлениянаружных ран у людей разного возраста и установил, что с увеличением возрастаскорость затягивания раны уменьшается. Следовательно, при измерении биологическоговремени скоростью физиологических процессов можно сделать вывод о том, что сувеличением возраста происходит замедление биологического времени.Однако в человеческом организме пространственно-временную «оболочку» имеют нетолько чисто биологические и физиологические процессы.

На их материальной основеосуществляется психологическое функционирование человека, которое и рождает новыйтип пространственно-временной структуры.4.3. Свойства пространства и времениДо настоящего времени нет единой модели пространства и времени, применимой вовсех областях естествознания. На каждом структурном уровне материи выявляютсяособенностипространственно-временныххарактеристикобъектов.Посколькупространство и время неотделимы от различных видов материи, правильнее было быговорить о пространственно-временных свойствах и отношениях материальных систем.Однако при познании пространства и времени ученые часто абстрагируются от ихматериального содержания, рассматривая их как самостоятельные формы бытия.При характеристике пространства и времени выделяют их общие свойства как формыбытия материальных объектов.К всеобщим свойствам пространства и времени относятся: объективность и независимость от сознания человека; неразрывная связь друг с другом и с движением материи, зависимость от структурных отношений и процессов развития в материальныхсистемах.Наряду с едиными характеристиками, которые в равной степени присущи какпространству, так и времени, им свойственны некоторые особенности, характеризующиеих как различные, хотя и тесно связанные между собой атрибуты материи.4.3.1.

Свойства пространстваСущностным свойством пространства является протяженность, понимаемая какрядоположенность, существование и связь различных элементов (точек, отрезков, объемов и др.). Протяженность пространства проявляется как единство прерывности инепрерывности в его структуре. Для пространства в целом характерно отсутствие какихлибо «разрывов» и нарушений в распространении взаимодействий в природе. Но дляотдельных материальных тел свойственна относительная прерывность, которая проявляется в раздельном существовании материальных объектов и систем, имеющихопределенные размеры и границы;Трехмерность пространства выражается в том, что для однозначного определенияместа точки в пространстве в фиксированный момент времени необходимо и достаточноуказать три ее координаты.

В наиболее привычной, прямоугольной декартовой системекоординат это х, у, z — длина, ширина и высота; в сферической системе координаттребуется указать радиус-вектор r и углы а и b; в цилиндрической системе — высоту h,радиус-вектор r и угол а.Трехмерность пространства является фундаментальным свойством Вселенной. Всематериальные процессы и взаимодействия реализуются именно в пространстве трех измерений. В одномерном (линия) или двухмерном (плоскость) пространстве не могутпроисходить взаимодействия частиц и полей. Три измерения являются необходимым идостаточным минимумом, в рамках которого могут осуществляться все типывзаимодействий материальных объектов.

В настоящее время не известно каких-либо формдвижения и взаимодействия, которые требовали бы четырех- или пятимерногопространства, и возможность таких процессов не вытекает ни из каких установленныхзаконов природы.Однородность пространства выражается в том, что не существует выделенных в какомлибо отношении точек пространства. Все точки в пространстве равноправны, поэтому несуществует преимущественной точки отсчета, любую можно принять в качественачальной.Изотропность пространства означает, что все направления в пространстверавнозначны.

Пространство называется изотропным, если поворот системы отсчета напроизвольный угол не приведет к изменению результатов измерений. Физические явленияв системе не должны изменяться при ее повороте в пространстве.Обратимость пространства проявляется в том, что в каждую точку пространстваможно снова и снова возвращаться.4.3.2. Свойства времениСущностным свойством времени является его длительность, которая выступает какпоследовательность сменяющих друг друга моментов или состояний, возникновение : inкаждым данным интервалом времени последующего.

Длительность бытия объектов вовремени выступает как единство прерывного и непрерывного. Общая непрерывностьвремени проявляется в постоянном переходе предшествующих состояний в последующиесостояния. Но конкретные объекты материального мира имеют начало и конец, определенную длительность, т.е.

существует конечный период. Поэтому можно говорить опрерывности бытия конечных материальных объектов, хотя она и относительна, так какмежду всеми сменяющими друг друга качествами имеется внутренняя связь инепрерывный переход.Время одномерно: для определения времени достаточно задать одну координату. Еслибы время имело не одно, а два, три измерения и больше, то это означало бы, чтопараллельно нашему миру существуют аналогичные и никак не связанные с нашим миромдругие миры-двойники, в которых те же события разворачиваются в той жепоследовательности. Но для таких предположений нет оснований.Однородность времени означает, что любые явления, которые происходят в одних итех же условиях, но в разные периоды времени, протекают одинаково.Анизотропность и необратимость времени.В отличие от пространства для времени характерна анизотропность — наличие толькоодного выделенного направления или так называемой «стрелы времени»: все событияразвиваются от прошлого через настоящее к будущему.Необратимость — свойство времени, означающее однонаправленное изменение отпрошлого к будущему, невозможность вернуться в прошлое.В природе мы постоянно сталкиваемся с необратимыми процессами.Необратимость эволюции называется в биологии законом Л.

Характеристики

Список файлов лекций