1. Близкодействие и дальнодействие, динамические и статические закономерности в природе

Дальнодействие и близкодействие – две противоречащие друг другу теории классической физики, появившиеся в начале её зарождения.

Дальнодействие можно представит как мгновенное распространение гравитационных и электрических сил через пустое абсолютное пространство, в котором силы находят свою конечную цель благодаря божественному провидению.

Концепция близкодействия, основоположниками, которой были Декарт, Френель и Фарадей опиралась на понимание пространства как протяженности вещества и эфира, в котором свет распространялся с конечной скоростью в виде волн.

Имена данная концепция в последующем определила понятие поля, от точки к точке которого и передавалось взаимодействие.

Данное представление взаимодействия и пространства, в физике, было развито далее в XX веке, в постулатах теории относительности и квантовой механики. Пространство и время вновь стали пониматься как атрибуты материи, определяющиеся ее связями и взаимодействиями.

Современное представление о времени и пространстве было сформулировано в теории относительности Эйнштейна.

Согласно теории дальнодействия, тела действуют друг на друга без посредников, через пустоту, на любом расстоянии, и такое взаимодействие осуществляется с бесконечно большой скоростью. Примером дальнодействия можно считать силу всемирного тяготения в классической теории гравитации Ньютона.

Согласно концепции близкодействия, тело может действовать только на своё непосредственное окружение, а всякое действие на расстоянии должно осуществляться при помощи тех или иных посредников.

Принципиальное отличие двух концепций можно рассмотреть на примере – взаимодействии двух точечных частиц.

Концепция близкодействия постулирует, что в процессе этого взаимодействия частица А испускает другую частицу – С, при этом ее скорость и импульс меняются, согласно законам сохранения. Частица С поглощается частицей В, что, в свою очередь, приводит к изменению импульса и скорости последней. В результате создается иллюзия непосредственного влияния частиц друг на друга.

В физике нашего времени существует явное разграничение материи на источники взаимодействий, которые называются веществом и частицы-переносчики взаимодействий, которые называются поле.

Значительным отличием концепции близкодействия от концепции дальнодействия служит существование максимальной скорости распространения взаимодействий то есть скорости света [1, c. 76].

Динамические законы представляют собой физические законы, отображающие объективную закономерность в форме однозначной связи определённых физических величин количественно выраженных.

Первым динамическим законом является динамическая механика Ньютона. Позже Лаплас абсолютизировал динамические закономерности и вывел принцип, согласно которому все явления в мире детерминированы, т.е. предопределены необходимостью, случайных же явлений и событий не существует.

Вместе с динамическими законами существуют законы вероятностные, то есть вероятностное прогнозирование объективных закономерностей на основе вероятностных законов. Они называются статистическими законами. Данные законы гласят, что предсказать событие можно не однозначно, а с определенной степенью вероятности.

Вероятностными эти законы называются потому, что заключения, основанные на них, не могут быть однозначными, по причине того, что сама информация носит статистический характер, эти законы называют статистическими. Основоположником их можно считать Максвелла. Вероятность имеет объективный характер, то есть из определённого множества событий можно выявить некую закономерность и выразить её определённым числом [2, с. 96].

2. Солнечная система, происхождение и строение планет

Солнечная система состоит из 9 планет и звезды Солнца, а также спутников планет, астероидов и комет.

Планеты расположены по следующей схеме: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

Исходя из современной теории происхождения, планеты солнечной системы образовались из газопылевого облака, которое окружало Солнце миллиарды лет назад. Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, образовав слой повышенной плотности. Когда плотность слоя достигла некоторого критического значения, его собственное тяготение стало «соперничать» с тяготением Солнца. Слой пыли оказался неустойчивым и распался на отдельные пылевые сгустки. Сталкиваясь друг с другом, они образовали множество сплошных плотных тел. Наиболее крупные из них приобретали почти круговые орбиты и явились началом будущих планет В итоге образовалось 9 основных планет [4, с. 143].

По физическим свойствам планеты разделились на 2 группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Вторая группа – планеты – гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Солнце является наиболее близкой к Земле звездой. Оно представляет собой огромный энергетический источник с мощностью излучения 3,86×10²³ кВт.

Солнце оказывает существенное влияние на такие природные явления, как погода, биосфера и прочее.

Меркурий – по своим размерам самая уступает всем прочим планетам в земной группе. Атмосфера Меркурия разрежена и содержит Ar, Ne, Не. Атмосфера же Земли отличается большим содержанием кислорода и паров воды, благодаря которым обеспечивается существование биосферы. На Венере и Марсе в атмосфере содержится большое количество углекислого газа при очень малом содержании кислорода и паров воды – все это характерные признаки отсутствия жизни на данных планетах. Меркурий и Венера спутников не имеют, спутники Марса – Фобос и Деймос.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – планеты – гиганты.

Особое место в Солнечной системе занимает Земля – единственная планета населённая живыми существами, по исследования учёных и астрономов на настоящий момент [4, с. 87].

3. Современная экологическая обстановка в мире и в России

В современное время экологическая обстановка в мире довольно неблагоприятная, природа не может выдержать постоянного вмешательства человека в свои процессы

Постоянно растущее население требует все больше и больше пищи, жилья и товаров народного потребления, это приводит к росту городов, увеличению промышленности, вырубку лесов, осушению водоёмов, загрязнению природной среды, разрушению поверхностного слоя почвы и т.п.

Следствием всего вышеперечисленного являются нарушение естественного природного равновесия. Если в ближайшее время не произойдет каких-либо изменений в отношении человечества к окружающей среде, то рано или поздно человечество само себя уничтожит.

Россия – одна из самых загрязненных в экологическом отношении стран на планете. Экономическая ситуация в Российской Федерации продолжает усугублять экологическую, острота сложившихся негативных тенденций нарастает [3, с. 78].

Несмотря на спад производства и осуществление ряда природоохранных мер как на федеральном, так и на региональном уровне, экологическая обстановка в наиболее населенных и промышленно развитых районах страны остается неблагополучной, а загрязнение природной среды – высоким. Накопившиеся за десятилетия экологические проблемы нередко усугубляются проблемами, возникшими в последние годы (в том числе в результате ослабления государственного управления и поспешной приватизации собственности).

За последние годы произошла деэкологизация государственного управления: сократилась государственная поддержка природоохранной деятельности, перманентные реорганизации (сопровождавшиеся снижением статуса и сокращением штатной численности и объемов бюджетного финансирования) поставили государственную систему охраны природы в критическое положение. Продолжение этого процесса реально угрожает разрушением природоохранных структур.

Рассмотрим основные экологические, природоресурсные проблемы России.

Наиболее многочисленная группа населения (15 млн. человек) подвергается воздействию взвешенных веществ, второе место по масштабу воздействия занимает бенз(а) пирен – 14 млн. человек. Более 5 млн. человек проживает на территориях с повышенным содержанием в воздухе диоксида азота, фтористого водорода, сероуглерода, более 4 млн. человек – формальдегида и окиси углерода, более 3 млн. человек – аммиака, стирола. Значительная часть населения (более 1 млн. человек) подвергается воздействию повышенных концентраций бензола, оксида азота, сероводорода, метилмеркаптана.

Практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются загрязнению. В ряде регионов страны антропогенные нагрузки давно превысили установленные нормативы, и сложилась критическая ситуация. К числу таких регионов относятся крупнейшие городские агломерации – Московская и Санкт-Петербургская, промышленные зоны Центральной России, промышленные и горнодобывающие центры Крайнего Севера, Юга Сибири и Дальнего Востока, Среднее Поволжье, Северный Прикаспий, Средний и Южный Урал, Кузбасс. Они также оказывают заметное негативное влияние на экологическое состояние соседних регионов.

Среди основных рек России наибольшими экологическими проблемами характеризуются Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей. Они оцениваются как «загрязненные». Их крупные притоки: Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол, Миасс, Исеть, Тура – оцениваются как «сильно загрязненные».

В составе сельскохозяйственных угодий России эрозионно-опасные и подверженные водной и ветровой эрозии почвы занимают более 125 млн. га, в том числе эродированные – 54,1 млн. га. Каждый третий гектар пашни и пастбищ является эродированным и нуждается в осуществлении мер защиты от деградации. Загрязнение и захламление земель отмечены на 54% территории страны. Площадь под полигонами по обезвреживанию и захоронению отходов составляет около 6,5 тыс. га, под санкционированными свалками – около 35 тыс. га. Площадь земель, нарушенных при добыче и переработке полезных ископаемых, геологоразведочных работах, торфоразработках и строительстве, составила в 1996 г., около 1 млн. га.
Города изменяют экологическую ситуацию не только внутри собственных границ. Зоны влияния городов простираются на десятки километров, а крупных промышленных агломерацией – на сотни, например Среднеуральской – на 300 км. Кемеровской и Московской – на 200, Тульской – на 120 км. Свыше 90% аварийных разливов нефти вызывают сильные и во многом необратимые повреждения природных комплексов.

По отношению к уровню 1995 г. общий объем лесовосстановления в целом по России снизился на 344 тыс. га. В Прикаспийском регионе сохраняется реальная угроза распространения процесса опустынивания, особенно на территории Калмыкии, в Ставропольском крае и Ростовской области. Не решаются проблемы сохранения растительности тундры, занимающей около трети территории Российской Федерации. В городах уровень обеспеченности зелеными насаждениями на душу населения не соответствует принятым нормам.

В 1997 г. перечень животных, занесенных в Красную книгу Российской Федерации, увеличился в 1,6 раза.

В горнодобывающем секторе природоохранные мероприятия практически не финансируются. На нефтяных промыслах в 1996 г. произошло более 35 тыс. аварий, связанных с нарушением герметичности трубопроводных систем. Снижение надежности и рост аварийности трубопроводных систем через 3–4 года могут приобрести обвальный характер.

Существующие экономические механизмы охраны природы оказываются неэффективными в первую очередь потому, что не создают действенных стимулов применения ресурсо- и энергосберегающих технологий и не обеспечивают получения достаточных средств от платежей за выбросы и сбросы, размещение отходов и использование природных ресурсов для финансирования природоохранной деятельности в требуемых масштабах.

Сравнение российской экономики природопользования с тем, что сложилось в странах с давно развившейся рыночной экономикой, приводит к заключению об искусственном занижении в России стоимости природных ресурсов. Стоимость кубометра древесины на корню в России во много раз ниже, чем в Скандинавии или Северной Америке. То же самое оказывается справедливым для газа, нефти, рыбы, угля, руд и т.д.

Реализуемые в России платежи за природопользование не базируются на реальной экономической оценке природных ресурсов, объектов и воздействий. Пока государство не обеспечивает важнейшей функции собственника природных ресурсов, не присваивая доход от использования принадлежащих ему природных ресурсов. Более того, занижение стоимости природных ресурсов выгодно армии фирм и контор, не производящих, а лишь перепродающих природные ресурсы и забирающих при этом непропорционально большую долю прибыли.

Основным стратегическим приоритетом, который позволит решить многие проблемы охраны природы России, оказывается повышение реальной стоимости природных ресурсов. В конечной продукции стоимость самого природного ресурса (древесины, газа, нефти, рыбы, металла и др.) должна составлять не несколько процентов (как сейчас), а несколько десятков процентов (как во всем мире) – в этом заключается стратегическое и долгосрочное решение если не всех, то большинства экологических проблем России [3, с. 106].

4. Питательная ценность пищи и усвояемость. Витамины и микроэлементы

Пищевые продукты состоят из богатых энергией питательных веществ, а также витаминов, солей, микроэлементов, примесей, клетчатки и воды.

Питательную ценность пищи можно представить в виде питательных веществ – белков, жиров и углеводов.

Питательные ценность пищи служит источником энергии для организма, если питательные вещества в ней содержащиеся расщепляются с образованием соединений, менее богатых энергией.

Основной источник энергии – углеводы. Их доля в образовании энергии составляет около 50% общего объёма калорий. Пища, содержащая углеводы, способствует повышению работоспособности и умственной деятельности. Углеводы выполняют следующие функции:

– основного источника энергии,

– регулирования обмена белков и жиров;

– источника энергии нервной системы;

– источника синтеза гликогена печени и мышц.

Основные источники углеводов – фрукты, овощи, молоко, злаки и сладости. Почти чистыми углеводами являются рафинад, очищенная патока и крахмал зерновых, мёде, леденцах, желе и сладких напитках [1, с. 104].

Жиры, или липиды, – класс органических соединений, с ограниченной растворимостью в воде.

В организме они содержатся в различных видах или формах: триглицериды, свободные жирные кислоты, фосфолипиды и стеролы. Жиры в организме человека в основном представлены триглицеридами, состоящими из трех молекул жирных кислот и одной молекулы глицерина. Триглицериды – наиболее концентрированный источник энергии.
Жиры, попадающие в организм с продуктами питания, особенно холестерин и триглицериды, играют существенную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, а чрезмерное потребление жиров тесно связано с развитием ряда других заболеваний, например рака.

Жиры выполняют ряд функций в организме человека:

– являются неотъемлемым компонентом клеточных мембран и нервных волокон;

– являются основным источником энергии, обеспечивают организм до 70% энергии в состоянии покоя;

– «окутывают» основные органы тела;

– обеспечивают усвоение жирорастворимых витаминов и транспортируют их по всему организму;

– подкожный слой жира обеспечивает сохранение тепла в организме.

Основной частью жиров является жирная кислота, используемая для образования энергии. Жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными.

Белки – класс соединений, содержащих азот, и образованных аминокислотами. Белки выполняют следующие функции:

– используются для развития, «ремонта» и сохранения тканей тела;

– являются источником образования гемоглобина, ферментов и многих гормонов;

– обеспечивают поддержание нормального осмотического давления в плазме;

– служат источником образования антител для предотвращения заболеваний;

– являются источником энергии.

Высококалорийная пища без достаточного содержания белка приводит к отложению жира в органах и тканях и одряхлению мышечных структур. Чтобы попасть в организм белки расщепляются в просвете желудочно-кишечного тракта на аминокислоты, всасываются в кровь. Лишь после этого происходит синтез собственных протеинов.

Для того чтобы усваивался весь белок, аминокислоты должны находится в определенной пропорции, что бывает редко. Чрезмерные физические нагрузки требуют введения в организм дополнительного белка. Если этого не происходит, мышечная ткань не может адекватно противостоять физическим нагрузкам, возникает белковое истощение и критическое снижение быстроты, силы, выносливости [5, с. 68].

Витамины представляют собой органические соединения, которые принимают участие в регуляции биохимических процессов, протекающих в организме и метаболизме клеток. Часто они входят в состав ферментов, либо оказывают сложное действие на ту или иную систему (например, витамин С – на соединительную ткань). Витамины не играют роли пластического материала, их калорическая ценность невелика, однако они являются незаменимыми компонентами питания для поддержания здоровья и необходимы в небольших количествах для нормальной жизнедеятельности организма. Если в организм не поступает достаточного количества витаминов, то велика вероятность развития авитаминозов и гиповитаминозов, приводящих к расстройствам обмена веществ и нарушениям функций организма; нехватка витаминов может приводить и к развитию серьёзных заболеваний.

Минеральные вещества являются неорганическими соединениями, на долю которых приходится около 5% массы тела.

Они необходимы для зубов, мышц, клеток крови и костей. Они необходимы для мышечного сокращения, свертывания крови, синтеза белков и проницаемости клеточной мембраны, играют жизненно важную роль в сложном биохимическом обмене у человека, входя в целый ряд ферментов, коферментов и гормонов. Поскольку организм неспособен вырабатывать какие-либо минеральные вещества самостоятельно, он вынужден получать их с пищей. В природе минералы присутствуют в почве, откуда переходят в корни растений, задерживаются во фруктах, овощах и проходят через пищевую цепочку в организме животных. Многие минеральные соединения растворимы в воде и поэтому легко выводятся с мочой.
Минеральные вещества разделяют на две группы – макроэлементы и микроэлементы. Это не означает, что макроэлементы более важны, просто организму они нужны в большем количестве. Макроэлементы, к которым относятся кальций, фосфор, калий, сера, натрий, хлор, магний и бор, требуются организму в относительно больших количествах. Потребность же в микроэлементах (к ним относятся железо, марганец, медь, йод, кобальт, цинк и фтор) несколько меньше. Они необходимы организму в миллиграммах или даже в тысячных долях миллиграмма, но эта необходимость абсолютна: например, при дефиците в пище йода развивается зоб, при дефиците селена – опухоли, при недостатке фтора разрушаются зубы.

Поэтому только в условиях достаточного поступления минералов возможно сохранение хорошего самочувствия, работоспособности, активного долголетия и способности противостоять комплексу неблагоприятных факторов окружающей среды [5, с. 137].

Список литературы

1. Горелов А.А. Концепция современного естествознания. Курс лекций. М.: Центр, 2007

2. Горохов В.Г. Концепция современного естествознания и техники. Учебное пособие для вузов. М.: Инфра-М, 2006

3. Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания. Учебное пособие для вузов. М.: Аспект Пресс, 2004

4. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М.: Наука, 2004

5. Солопов Е.Ф. Концепция современного естествознания. М.: «Владос», 2001