Контрольная работа по дисциплине "Концепция современного естествознания"

Министерство образования  и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Московский  государственный открытый университет  имени В.С. Черномырдина»

Чебоксарский политехнический  институт (филиал)

Кафедра высшей и прикладной математики

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине концепция современного естествознания

на тему «Научно-техническая революция и ее основные черты»,

«Понятие «информация» в кибернетике и естествознании»,

«Принципы симметрии»,

«Модель расширяющейся Вселенной  и модель большого взрыва»,

«Атмосфера Земли: строение, состав, функции»,

«Роль мутаций и окружающей среды в эволюции живых организмов»

 

 

 

 

Выполнил(а):

студент(ка) 1 курса

специальности 080200

заочного отделения

Гусева Анастасия Игоревна

учебный шифр 1513083

 

Проверил(а):

доцент, Середа Надежда Валериевна

 

 

Чебоксары 2013

 

 

Оглавление

 

1.	Научно-техническая революция и ее основные черты………………….
2.	Понятие «информация» в кибернетике и естествознании……………....
3.	Принципы симметрии……………………………………………………..
4.	Модель расширяющейся  Вселенной и модель большого взрыва………
5.	Атмосфера Земли: строение, состав, функции…………………………..
6.	Роль мутаций и окружающей среды в эволюции живых организмов…
	Списки литературы………………………………………………………..

 

 

Тема 4. «Научно-техническая революция и ее основные черты»

Вторая половина XX века — это эпоха бурного  прогресса науки и техники. Производственные, экономические, военные, социальные, нравственно-психологические  проблемы научно-технического прогресса  давно перестали быть предметом  обсуждений лишь узкого круга специалистов. Открытия в науке и технике — будь то эффект высокотемпературной сверхпроводимости, супер-ЭВМ пятого поколения или новые формы животных и растений, полученные благодаря развитию генной инженерии,— волнуют людей отнюдь не меньше, чем самые злободневные события внутренней и международной жизни. Одним словом, речь идет о революционном перевороте, неслыханном в длительной истории технологических способов производства. Для лучшего понимания глубины и характера происходящих преобразований необходимо обратиться к анализу различных технологических способов производства, к истории становления и развития машинного производства.

Начало научно-технической  революции (НТР) принято относить к  середине 50-х годов XX века. В этот период был сделан целый ряд фундаментальных  открытий в естественных науках и  осуществлено их производственное применение. Это время овладения энергией атома, создания первых ЭВМ и квантовых  генераторов, выпуска серии полимерных и других искусственных материалов, выхода человека в космос. 
 
Современная научно-техническая революция является сложным, многоплановым явлением. С известной долей условности можно выделить три ее важнейших составляющих, неразрывно связанных между собой. 
 
Во-первых, научно-техническая революция характеризуется глубоким процессом интеграции науки и производства, притом такой интеграции, что производство постепенно превращается, как это еще предвидел К. Маркс, как бы в технологический цех науки. Формируется единый поток — от научной идеи через научно-технические разработки и опытные образцы к новым технологиям и массовому производству. Повсеместно идет процесс инновации, возникновение нового и его быстрое продвижение в практику. Резко усиливается процесс обновления и производственного аппарата, и выпускаемой продукции. Новые технологии и новые изделия становятся воплощением все более современных достижений науки и техники. Все это приводит к кардинальным изменениям в факторах и источниках экономического роста, в структуре экономики и ее динамизме. 
 
Когда говорят о научно-технической революции, то в первую очередь подразумевают именно процесс интеграции науки и производства. Однако было бы неправильно все сводить только к этой, на наш взгляд, лишь первой составляющей современной НТР. 
Во-вторых, понятие «научно-техническая революция» включает в себя революцию в подготовке кадров и во всей системе образования. Новая техника и технология требуют нового работника — более культурного и образованного, гибко приспосабливающегося к техническим нововведениям, высокодисциплинированного, имеющего к тому же навыки коллективного труда, что является характерной чертой новых технических систем. 
 
В-третьих, важнейшей составляющей НТР является подлинная революция в организации производства и труда, в системе управления. Новой технике и технологии соответствует и новая организация производства и труда. Ведь современные технологические системы обычно базируются на взаимосвязанной цепочке оборудования, на котором работает и которое обслуживает довольно разносторонний коллектив. В связи с этим выдвигаются новые требования к организации коллективного труда. Поскольку процессы исследования, конструирования, проектирования и производства неразрывно связаны между собой, переплетаются и взаимно проникают друг в друга, перед управлением стоит сложнейшая задача — связать воедино все эти этапы. Сложность производства в современных условиях многократно возрастает, и, чтобы соответствовать ему, само управление переводится на научную основу и на новую техническую базу в виде современной электронно - вычислительной, коммуникационной и организационной техники.

Тема 14. Понятие «информация» в кибернетике и естествознании.

Кибернетика - наука об общих  закономерностях процессов управления и передачи информации в технических, биологических и социальных системах.

Её основателем является американский математик Н. Винер (1894-1964), выпустивший в 1948 году книгу "Кибернетика, или управление их связь в животном и машине"

Информация в кибернетике. Естественнонаучное понимание И. основано на двух определениях этого понятия, предназначенных для различных  целей (для информации теории, иначе  называемой статистической теорией  связи, и теории статистических оценок). К ним можно присоединить и  третье (находящееся в стадии изучения), связанное с понятием сложности  алгоритмов.

Центральное положение понятия  И. в кибернетике объясняется  тем, что кибернетика (ограничивая  и уточняя интуитивное представление  об И.) изучает машины и живые организмы  с точки зрения их способности  воспринимать определённую И., сохранять  её в "памяти", передавать по "каналам  связи" и перерабатывать её в "сигналы", направляющие их деятельность в соответствующую  сторону.

В некоторых случаях возможность  сравнения различных групп данных по содержащейся в них И. столь  же естественна, как возможность  сравнения плоских фигур по их "площади"; независимо от способа  измерения площадей можно сказать, что фигура A имеет не большую  площадь, чем B, если A может быть целиком  помещена в В (сравни примеры 1—3 ниже). Более глубокий факт — возможность выразить площадь числом и на этой основе сравнить между собой фигуры произвольной формы — является результатом развитой математической теории. Подобно этому, фундаментальным результатом теории И. является утверждение о том, что в определённых весьма широких условиях можно пренебречь качественными особенностями И. и выразить её количество числом. Только этим числом определяются возможности передачи И. по каналам связи и её хранения в запоминающих устройствах.

Пример 1. В классической механике знание положения и скорости частицы, движущейся в силовом поле, в данный момент времени даёт И. о  её положении в любой будущий  момент времени, притом полную в том смысле, что это положение может быть предсказано точно. Знание энергии частицы даёт И., но, очевидно, неполную.

В середине XX в. понятие «информация» приобрело общенаучное значение.

Каждая клетка содержит в  себе генетический код.

Этот генетический код  и есть всем известная ДНК. Информация о клетке передается из поколения  в поколение с помощью комплементарного спаривания оснований.

Несмотря на то что генетический код разных организмов, естественно, разнообразен, можно выделить некоторые их общие свойства:

1) избыточность;

2) специфичность;

3) универсальность;

4) дискретность;

5) «знаки препинания»  генетического кода.

Избыточность. Смысл данного  свойства заключается в том, что  генетический код включает в себя очень большое число азотистых  оснований. Поэтому генетические коды образуются так называемыми триплетами, т. е. комбинацией, которая состоит  из трех нуклеотидов.

Специфичность. Данное свойство заключается в том, что триплеты индивидуальны и могут соответствовать  только одной аминокислоте.

Универсальность. Смысл данного  свойства состоит в том, что генетический код является универсальным и  для бактерий, и для млекопитающих.

Дискретность. Эти самые  триплеты никогда не бывают перекрытыми, а считать ДНК с молекулы невозможно, если были использованы азотистые основания  разных триплетов.

«Знаки препинания» генетического  кода. Проще говоря, в клетках  существуют такие триплеты, которые  разграничивают информацию о белках, не позволяя ей смешиваться.

Информация является также  важной философской проблемой. Не вызывает сомнений то, что информационные процессы — это отражение объективной  реальности.

Положение о неразрывной  связи информации и отражения  стало одним из важнейших в  изучении информации и информационных процессов и признается абсолютным большинством отечественных философов.

Информация изучается  в такой науке, как кибернетика. Кибернетика тесно связана с  рядом других наук (например, с логикой, философией, математикой).

Главной задачей кибернетики  является решение вопроса о том, возможно ли создать искусственный  интеллект. Ученые- философы утверждают, что создать искусственный интеллект невозможно. Вернее, создать его можно, но он никогда не заменит собой человеческий разум.

Ученый П. Армер предложил  идею о «континууме интеллекта», суть которого заключалась в том, что компьютеры можно классифицировать по уровню развитости их интеллекта. Армер  также предлагал разработать  своеобразную шкалу, согласно которой  можно будет осуществлять такую  классификацию.

Тема 24. «принципы симметрии»

 Симметрия является  той идеей, посредством которой  человек на протяжении веков  пытался постичь и создать  порядок, красоту и совершенство. (Г. Вейль)

Принципы симметрии:

Калибровочные симметрии

Калибровочные симметрии  связаны с инвариантностью относительно масштабных преобразований. Под калибровкой, таким образом, первоначально понималось именно изменение уровня или масштаба. Формы симметрии являются одновременно и формами асимметрии. Так геометрические асимметрии выражают неоднородность пространства – времени, анизотропность пространства и т.д. Динамические асимметрии проявляются  в различиях между протонами  и нейтронами в электромагнитных взаимодействиях, различие между частицами  и античастицами (по электрическому, барионному зарядам) и т.д.

Симметрия пространства – времени и законы сохранения

Значение законов сохранения (законы сохранения импульса, энергии, заряда и др.) для науки трудно переоценить. Дело в том, что понятие  симметрии применимо к любому объекту, в том числе и к  физическому закону.

Теорема Нетер. Наиболее общий  подход к взаимосвязи симметрий  и законов сохранения содержится в знаменитой теореме Э. Нетер. В 1918 г., работая в составе группы по проблемам теории относительности, доказала теорему, упрощенная формулировка которой гласит: если свойства системы  не меняются относительно какого-либо преобразования переменных, то этому  соответствует некоторый закон  сохранения.

Переход от одной инерциальной системы (ИСО) к другой можно осуществлять следующими преобразованиями:

1. Сдвиг начала координат.  Это связано с физической эквивалентностью  всех точек пространства, т.е.  с его однородностью. В этом  случае говорят о симметрии  относительно переносов в пространстве.

2. Поворот тройки осей  координат. Эта возможность обусловлена  одинаковостью свойств пространства во всех направлениях, т.е. изотропностью пространства и соответствует симметрии относительно поворотов.

3. Сдвиг начала отсчета  по времени, соответствующий симметрии  относительно переноса по времени.  Этот вид симметрии связан  с физической эквивалентностью  различных моментов времени и  однородностью времени, т.е. его  равномерным течением во всех  инерциальных системах –отсчета. Смысл эквивалентности различных моментов времени заключается в том, что все физические явления протекают независимо от времени их начала (при прочих равных условиях).

4. Равномерное прямолинейное  движение начала отсчета со  скоростью V, т.е. переход от  покоящейся системы к системе,  движущейся равномерно и прямолинейно.