Галактика имеет центр (ядро), плоские спиральные рукава, в которых сосредоточено большинство звезд, и периферию, объемное облако из редких звезд. Звезды движутся в пространстве, они рождаются, живут и умирают. Такие звезды, как Солнце, живут примерно 10-15 миллиардов лет, и Солнце - звезда среднего возраста. Так что ему светить еще очень долго. Массивные и горячие звезды сгорают быстрее, и могут взрываться как сверхновые звезды, оставляя после себя очень маленькие и сверхплотные образования - белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры, в которых плотность материи столь высока, что никакие частицы не могут преодолеть силы тяготения и вырваться оттуда. Кроме звезд, в Галактике содержатся облака космической пыли и газа, образующие туманности. Плоскость Галактики, где максимальное число звезд, газа и пыли, видна на небе как Млечный Путь.
Величайшим достижением современной космологии стала модель расширяющейся Вселенной, названная теорией Большого взрыва. Согласно этой теории, всё наблюдаемое пространство расширяется. Но что же было в самом начале? Всё вещество в Космосе в какой-то начальный момент было сдавлено буквально в ничто - спрессовано в одну-единственную точку. Оно имело фантастически огромную плотность - её практически невозможно себе представить, она выражается числом, в котором после единицы стоят 96 нулей, - и столь же невообразимо высокую температуру. Астрономы назвали такое состояние сингулярностью. В силу каких-то причин это удивительное равновесие было внезапно разрушено действием гравитационных. Этому моменту учёные дали название "Большой взрыв".
После Большого взрыва начинается развитие Космоса. Вселенная начала расширяться и остывать. Земля образовалась из рассеянного газопылевого вещества в протосолнечной системе. Сначала образуется Солнце и уплощенная вращающаяся туманность под влиянием взрыва сверхновой звезды, происходит эволюция Солнца и этой туманности. Пыльная плазма конденсируется вокруг Солнца в кольца, образуются планетозимали, а из них образуются планеты. В результате радиоактивного нагрева дифференцировалась оболочка или геосфера Земли. Более тяжелый материал формировал ядро (из никеля и серы), а в мантии содержались более легкие элементы. Планета разогревалась вследствие соударения частиц и вследствие действия радиоактивных элементов (уже вымерших). В результате происходило плотное (в ядре) и частичное (в мантии) плавление вещества. Вследствие этой метеоритной энергии выделились летательные вещества, и образовалась поверхность Земли.
Начинается геологическое развитие Земли.
Возраст нашей планеты исчисляется миллиардами лет, и на каждом временном промежутке происходят какие-то изменения в строении земной коры, поэтому была создана определенная градация развития Земли по времени. Самое крупное деление - эоны, которые в свою очередь подразделяются на эры, а те на периоды. Эонов в истории Земли было всего два, последний длиться и в наши дни. Итак, это эон Криптозой и эон Фанерозой, в котором мы сейчас и живем. Эон Криптозой разделяется на три эры: катархей, архей и протерозой. До сих пор еще неизвестно, что происходило с Земной корой во время катархея, но ученые выяснили, что в архее постепенно формируется земная кора. В это время она еще очень тонкая, подвержена постоянным растяжениям и разрывам, к поверхности устремляется базальтовая магма, заполняя собой прогибы поверхности, которые позже получают название зеленокаменных поясов. Образуется первичный гористый рельеф, происходит массовое образование нормальных гранитов, и им заканчивается архейская эра. Именно в архее зарождается жизнь, пока еще на уровне бактерий и водорослей, к концу этой эры начинают образовываться строматолиты - водорослевые постройки, начинается постепенное изменение атмосферы, в которой возникает кислород.
Начинается следующая эра - протерозой, во время которой происходит образование складчатых систем пород, образовывается зрелая кора, существующая уже на 60-80% всей суши, которая представляет собой супер-континент Мегагея, омываемым огромным океаном Мегаталасса. Вскоре этот материк раскалывается на несколько меньших материков, которые после долгих перестроений, наконец, распадаются на современные континенты к концу палеогена. На заре эона Фанерозоя появляются первые беспозвоночные, не имеющие еще пока раковых панцирей. В селурском периоде начинается выход на сушу растений, которые в конце девона уже образуют леса, в селуре широкое распространение также получают рыбы, в карбоне появляются земноводные. Человек появляется только в конце позднего креацина.
Так выглядит процесс возникновения и развития жизни на Земле с точки зрения науки.
Но он был бы не полным, не в точности бы описывал развитие жизни, если бы не было огромного количества других естественных наук, описывающих отдельные разделы развития нашей планеты и Вселенной в целом. О возникновении и развитие этих наук уже говорилось в начале это работы, теперь же мне бы хотелось немного рассказать о каждой науки в отдельности, описав их с точки зрения современности.
Начнем с науки, описывающей состав веществ, из которых состоит все живое на Земле. Это наука - химия.
Современная химия - наука, развивающаяся с начала средневековья и до наших дней. Огромное количество ученых занималось развитием химии. Первое научное определение химического элемента было сформулировано английским ученым Бойлем, французский ученый Лавуазье открыл элемент кислород и его свойства, впервые систематизировал химические элементы по атомной массе. Позже недостатки его теории исправил в своей таблице русский ученый Менделеев. Этими учеными было положено серьезное изучение химии и химических элементов. С XVIII по XX век химия сделала огромный ша вперед. Было открыто множество новых элементов, были изучены их свойства и созданы на их основе новые материалы, продвинувшие промышленное развитие мира в целом далеко вперед.
Еще одна наука - физика - описывает окружающий мир с точки зрения процессов, происходящих на Земле и в Космосе, их взаимосвязь и считается одной из важнейших наук об окружающем мире и его явлениях.
Физика тоже развивалась со времен средневековья очень быстрыми темпами. Ученый Паскаль подготовил почву для открытого позже Ньютоном закона всемирного тяготения. Он предложил гипотезу атмосферного давления, сформулировал закон давления жидкостей, который впоследствии получил его имя, заложил основы новым математических наук - теории вероятности и математического анализа. Разработал комбинаторику. Ньютон превратил физику в уникальную область человеческих знаний, методы которой обладают почти универсальной приложимостью. Суть предложенной им методологии: любое явление можно представить упрощенной моделью, в которой любые предметы могут считаться материальными точками или их совокупностью, а их взаимодействие описывается тем или иным законом. Для модели пишется уравнение, затем оно каким-либо способом решается, а получившееся решение вновь расшифровывается для реальных объектов задачи - молекул, галактик, аминокислот и т.д. Ничего подобного не существовало в предшествующей физике, заимствовавшей свои принципиальные черты из философии Аристотеля. В XIX веке была создана классическая электродинамика - теория электромагнитного взаимодействия в макромире. В ее разработке принимали участие многие ученые. Эрстед впервые заметил, что при прохождении электрического тока, лежащая рядом магнитная стрелка начинает отклоняться. Ампер исследовал проводники с током, определив, что если токи в проводниках, расположенных параллельно друг другу, текут в одном направлении, то проводники притягиваются, эти же проводники отталкиваются, когда токи в них проходят во взаимно противоположных направлениях. Майкл Фарадей доказал окончательно, что электричество и магнетизм неразрывно связаны. Он обнаружил явление, которое получило название - электромагнитная индукция. Первым предложил понятие об электрическом и магнитном поле, окружающем магниты и проводники с током. Несколько десятилетий спустя выдающийся английский физик Джеймс Кларк Максвелл разовьет идею Фарадея, облечет ее в ясную и точную математическую форму единой концепции электромагнитного поля, и оно займет важнейшее место практически во всех разделах физики. Теория Максвелла объясняла и объединяла многие непонятные до него электромагнитные явления. Свет, по мнению Максвелла, лишь один из видов электромагнитных колебаний, существующих в природе. Теория Максвелла была подтверждена, когда Генрих Герц экспериментально обнаружил электромагнитные волны, вызванные движением электрических зарядов. Позже Эйнштейн разработал теорию относительности, которая стала основой для новых космических открытий, для полета человека в Космос, для нового взгляда на Вселенную. Эксперименты Резерфорда позволили выяснить строение атома - вокруг тяжелого ядра вращаются легкие электроны.
Биология также как и предыдущие науки развивалась постепенно. До XVIII века она развивалась лишь как определенные представления о природе в учениях философов и естествоиспытателей. Но наукой она становится только в XVIII-XIX веках. В процессе ее становления выделяют три основных этапа: традиционный (Карл Линней), эволюционный (Чарльз Дарвин), молекулярно-генетический (Грегор Мендель). Впервые пытался систематизировать все живые организмы именно Карл Линней, его систему позже подкорректировал и дополнил Чарльз Дарвин. Грегор Мендель позже совершил открытия в области генетики - открыл законы наследственности.
Генетика как наука возникла только в XIX веке, до этого существуя лишь как часть биологии. И за период XIX-XX век получила широкое распространение во многих странах мира. Опорным пунктом этой науки является изучение клетки и клеточного строения для объяснения всех процессов, происходящих в живом организме и в мире в целом. Все живые организмы на Земле состоят из клеток, то есть имеют клеточное строение, но у всех существ это строение разное. Так все живое на Земле делят на растений и животных, которые отличается друг от друга структурой клеток, способом питания и способностью к передвижению. Существуют и переходные формы, имеющие свойства и растений и животных, например такое растение как эвглена зеленая или кристаллы, так же имеющие некоторые свойства живых организмов, но остающиеся, тем не менее, неживыми породами.
Во второй половине XX века были выяснены вещественный состав, структура и процессы, происходящие в клетке. Подобно атомам клетка имеет в самом своем центре ядро, плавающее в полужидкой цитоплазме, все это заключается в клеточную мембрану. Основное вещество, содержащиеся в клетке, - это белки, которые содержат аминокислоты. В результате процессов в живом организме белки расщепляются на аминокислоты, которые потом используются для построения новых белков. Главным хранителем информации в клетке являются нити ДНК, состоящие из 2ух цепей, которые идут в противоположных направлениях, закручиваются друг вокруг друга и образуют спираль. Эти нити содержат азот и выполняют три функции: самовоспроизведение, хранение и реализация наследственной информации.
Воспроизводство жизни проходит три этапа: оплодотворение, воспроизводство наследственных признаков обоих полов-родителей и деление клеток, в результате которого и вырастает целый организм. Клетка делится двумя способами - способом митоза и мейоза. Митоз - это деление ядра, при котором образуются два дочерних ядра с наборами хромосом, идентичными родительской клетке. Этим способом делятся все соматические клетки. При мейозном делении ядро делится на четыре дочерних, каждое из которых имеет запас хромосом вдвое меньший, чем у родительской клетки. Таким образом, делятся только половые клетки, отвечающие в организме человека за хранение и передачу наследственной информации.
Первым ученым в области генетики был Грегор Мендель, именно ему принадлежит открытие законов наследственности. После еще один ученый Август Вейсман в результате исследований открыл, что в живом организме особую категорию составляют половые клетки, этим же вопросом занимался замечательный русский ученый Вавилов. Гуго де Фриз открывает существование наследуемых мутаций, предполагает, что новые виды возникают именно в результате мутаций в природе. Это открытие считается очень важным в научной сере, так как доказывается теория эволюции, разнообразие жизни на Земле.
Следующим этапом развития генетики является деятельность Томаса Моргана, создавшего хромосомную теорию наследственности. В 1927 году Меллер открывает воздействие рентгеновских лучей на генотип. Учеными Бидлом и Татумом открывается генетическая основа процессов биосинтеза. Ну и, наконец, завершающий этап - Джеймс Уотсон и Френсис Криг предлагают молекулярную модель структуры ДНК и механизм воспроизведения ДНК полностью и в деталях.
В наше время наука развивается огромными темпами, это развитие имеет как положительные, так и отрицательные последствия. Помимо огромного количества предметов, облегчающих жизнь человека, существуют изобретения, способные уничтожить жизнь на земле. К ним относятся разработки в области биологического и радиационного оружия, открытие клонирования и другое. Кроме того, резкий скачок промышленности и роста количества промышленных предприятий привел к загрязнению окружающей среды, в результате которого страдают и гибнут многие виды живых существ на нашей планете. Человек должен нести ответственность за свои изобретения и стараться ограничить меру своего воздействия на окружающую среду, чтобы не уничтожить нашу планету вообще.
Развитие естествознания как науки в целом позволило человеку узнать окружающий мир и приспособиться к жизни в нем, облегчить свое существование в этом мире. Огромное количество научных открытий возвело наш мир на новую ступень развития, позволило ему далее совершенствоваться и усложнять свое строение.
Таким образом, естествознание - наука о мире, природе и человеке, наука, объясняющая жизнь.
Страницы: 1, 2, 3
