Microsoft Word doc

разделить
окружающий
нас
целостный
мир
на
некие
части
и
изучать
их
путем
построения
соответствующих
моделей
можно
по
-
разному
. 
Однако
объективная
 
реальность
 
такова
, 
что
 
сама
«
навязывает
» 
наукам
 
о
 
природе
 
логически
 
непротиворечивую
 
стройную
 
иерархическую
 
систему
 
моделей
 
материальных
 
структур
. 
Именно
эта
система
и
определяет
раз
-
деление
науки
на
отдельные
направления
и
их
неразрывную
ес
-
тественно
-
научную
взаимосвязь
. 
В
этом
еще
одна
причина
есте
-
ственно
-
научной
общности
учебных
дисциплин
. 
Иерархическая
система
материальных
структур
полно
ото
-
бражает
устройство
нашей
Вселенной
в
том
приближении
, 
на
ко
-
торое
способны
фундаментальные
науки
в
настоящее
время
. 
На
рис
. 2.1 
представлен
блок
неорганических
материальных
структур
. 
Каждая
 
следующая
 
материальная
 
структура
 
в
 
пред
-
ставленной
 
системе
 
включает
 
предыдущие
. 
Однако
 
свойства
 
бо
-
лее
 
сложной
 
структуры
 
качественно
 
отличаются
 
от
 
свойств
 
составляющих
 
ее
 
частей
 
или
 
свойств
 
простой
 
их
 
совокупности
. 
Например
, 
атом
обладает
химическими
свойствами
(
валентностью
) 
в
отличие
от
его
составляющих
– 
ядра
и
электронов
, 
которым
ва
-
лентность
не
присуща
. 
Макротела
обладают
теплопроводностью
, 
электропроводностью
, 
твердостью
в
отличие
от
отдельных
атомов
, 
из
которых
состоят
макротела
и
т
.
д
. 
Каждой
 
материальной
 
структуре
 
соответствует
 
своя
 
частная
 
фундаментальная
 
наука
 (
физика
, 
химия
, 
геология
 
и
 
т
.
д
.) 
или
 
несколько
 
таких
 
наук
. 
Значительная
 
часть
 
практической
 
деятельности
 
человека
 
связана
 
с
 
макротелами
, 
но
 
используются
 
также
 
поля
, 
потоки
 
частиц
, 
ядра
 
атомов
, 
атомы
, 
молекулы
 
и
 
тела
, 
имеющие
 
размеры
 
порядка
 1…100 
нм
. 
На
этом
основаны
новейшие
технологии
: 
плазменная
, 
лазерная
, 
нанотехнологии
и
т
.
д
. 
Например
, 
в
ультрасовременных
лазерных
технологиях
ис
-
пользуются
потоки
фотонов
, 
возбужденных
квантовыми
систе
-
мами
– 
атомами
, 
молекулами
активной
среды
, 
в
которой
преобра
-
зуются
различные
виды
энергии
в
энергию
когерентного
элек
-
тромагнитного
излучения
оптического
диапазона
. 

---

23 
Рис
. 2.1. 
Иерархическая
система
неорганических
материальных
структур
Таким
образом
, 
почти
все
материальные
системы
находят
техническое
применение
. 
Исключением
пока
являются
физиче
-
ский
вакуум
и
космические
объекты
. 
Однако
изучение
вакуума
и
космических
объектов
позволяет
глубже
познавать
свойства
многих
других
материальных
структур
и
процессов
, 
опосредо
-
ванно
влияя
на
развитие
практики
. 
Достаточно
упомянуть
, 
что

---

24 
первоначально
термоядерные
процессы
в
макромасштабах
были
обнаружены
в
космических
объектах
(
звездах
) 
и
лишь
позднее
стали
широко
использоваться
в
земных
условиях
(
в
ядерной
энергетике
). 
Изложенное
отображено
на
рис
. 2.1 
прямоугольником
«
При
-
кладные
науки
и
техника
», 
а
пунктирными
линиями
указаны
связи
различных
направлений
техники
с
фундаментальными
науками
, 
т
.
е
. 
с
общей
естественно
-
научной
основой
. 
Все
направления
практической
деятельности
человека
связаны
с
фундаментальными
науками
, 
как
кисти
винограда
с
лозой
. 
Кисть
может
зародиться
лишь
там
, 
где
возникнет
почка
, 
что
соответствует
месту
зарождения
в
недрах
науки
практически
значимого
результата
. 
Если
кисть
символизирует
отдельное
направление
практической
деятельности
, 
то
яго
-
ды
– 
отдельные
разделы
этого
направления
; 
в
образовании
это
– 
отдельные
направления
, 
специальности
и
специализа
-
ции
. 
Биохимические
процессы
в
ягодах
, 
за
счет
которых
они
вызревают
, – 
аналог
механизмов
собственного
развития
тех
-
ники
(
рационализация
, 
изобретательство
, 
проектирование
, 
разработки
инженерных
наук
). 
Прекращение
 
подпитки
 
новыми
 
фундаментальными
 
зна
-
ниями
 
неизбежно
 
приведет
 
к
 
остановке
 
в
 
развитии
 
данной
 
от
-
расли
. 
Так
, 
развитие
ламповой
электроники
, 
исчерпав
к
середи
-
не
XX 
в
. 
основной
естественно
-
научный
ресурс
, 
практически
прекратилось
. 
Лишь
открытия
в
области
физики
полупроводни
-
ковых
кристаллов
обеспечили
электронике
новый
импульс
раз
-
вития
. 
Так
возникло
современное
техническое
направление
– 
микро
-, 
а
затем
и
наноэлектроника
. 
На
рис
. 2.2 
представлен
блок
иерархической
системы
материальных
структур
, 
зародившихся
в
процессе
самоорга
-
низации
больших
совокупностей
органических
молекул
. 
На
рисунке
видно
, 
что
науки
о
живом
также
связаны
с
объек
-
тивной
реальностью
, 
т
.
е
. 
имеют
естественно
-
научную
основу
. 
Не
являются
исключением
и
сфера
культуры
, 
все
виды
искус
-
ства
, 
религии
и
т
.
д
. 

---

25 
Рис
. 2.2. 
Иерархическая
система
органических
материальных
структур
На
рис
. 2.3 
представлен
блок
иерархической
системы
ма
-
териальных
структур
, 
связанных
с
деятельностью
человека
. 
В
эту
иерархическую
систему
включено
все
, 
что
создано
чело
-
веком
за
всю
историю
в
культурной
, 
научной
и
технической
сферах
. 
Конечно
, 
строгую
систему
структур
искусственной
при
-
роды
создать
невозможно
, 
и
на
рис
. 2.3 
обозначены
только
от
-
дельные
направления
основ
функционирования
различных
про
-
изводств
. 
Так
, 
в
основу
производства
энергии
могут
быть
поло
-
жены
: «
мускульная
» 
энергия
, 
гидроэнергия
, 
тепловая
, 
ядерная
, 
солнечная
и
другие
виды
. 
Представленные
на
рис
. 2.1, 2.2 
и
2.3 
блоки
иерархий
нежи
-
вого
, 
живого
и
мыслящего
и
созданного
человеком
образуют
осно
-
ву
всего
, 
с
чем
человек
сталкивается
в
науке
, 
культуре
и
технике
. 

---

26 
Рис
. 2.3. 
Иерархическая
система
искусственных
материальных
структур
Естественно
-
научные
основы
практики
ярко
представлены
эволюцией
Вселенной
, 
из
которой
следует
ее
единство
и
цело
-
стность
, 
а
также
единство
законов
, 
которым
подчиняются
лю
-
бые
процессы
в
неживой
и
живой
природе
. 

---

27 
2.4. 
Эволюция
 
Вселенной
 
и
 
общность
законов
 
природы
 
Все
рассмотренные
материальные
структуры
возникли
в
процессе
эволюции
Вселенной
, 
подчиняющейся
единым
зако
-
нам
природы
. 
В
пределах
разрешенного
этими
законами
проте
-
кает
и
практическая
деятельность
человека
. 
Законы
 
природы
 –
еще
 
один
 
общий
 
естественно
-
научный
 
стержень
 
всей
 
практи
-
ческой
 
деятельности
 
человека
. 
Рассмотрим
лишь
некоторые
основные
этапы
эволюции
Вселенной
, 
отраженные
на
рис
. 2.4 
и
связанные
с
возникновени
-
ем
структур
неживой
материи
. 
По
оси
ординат
отложено
время
t 
(
от
момента
зарождения
Вселенной
) 
сначала
в
секундах
, 
а
затем
в
годах
вплоть
до
настоящего
времени
(~14 
млрд
лет
). 
Масштаб
искажен
таким
образом
, 
чтобы
было
удобно
описывать
проис
-
ходящее
на
различных
этапах
эволюции
. 
По
оси
абсцисс
от
точ
-
ки
«0» 
откладывается
вправо
и
влево
радиус
Вселенной
R 
(
в
метрах
). 
Взаимное
соответствие
временных
и
геометрических
характеристик
выдерживается
только
для
момента
возникнове
-
ния
(R = 0) 
и
для
настоящего
времени
(R = 10
26
м
); 
сплошные
кривые
, 
соединяющие
начальный
и
конечный
размеры
Вселен
-
ной
, 
произвольны
и
лишь
условно
отображают
ее
постоянное
расширение
. 
Временной
уровень
АА
' 
соответствует
современ
-
ному
периоду
существования
Вселенной
, 
а
стрелка
на
прямой
АА
' 
указывает
направление
увеличения
константы
взаимодейст
-
вия
, 
характеризующей
относительную
«
силу
» 
фундаментальных
взаимодействий
. 
Например
, 
электромагнитное
взаимодействие
(
константа
взаимодействия
– 10
–2
) 
значительно
«
сильнее
» 
гравита
-
ционного
(10
–39
) 
и
«
слабее
» 
ядерного
(10). 
Вдоль
левой
вертикаль
-
ной
пунктирной
прямой
отложены
значения
температуры
, 
которую
Вселенная
имела
в
соответствующие
моменты
своей
эволюции
. 
В
соответствии
с
этой
схемой
отметим
основные
этапы
эволюции
Вселенной
, 
описываемые
теорией
 
Большого
 
взрыва
. 
Эту
теорию
, 
основанную
на
модели
горячей
Вселенной
, 
дополняет

---

28 
Рис
. 2.4. 
Условная
схема
эволюции
Вселенной

---

29 
теория
 
инфляции
(
раздувания
) 
Вселенной
. 
В
теории
инфляции
возникновение
Вселенной
связывают
с
физическими
процессами
, 
происходящими
в
вакууме
; 
она
объединяет
процессы
в
микро
- 
и
мегамирах
. 
По
современным
представлениям
, 
вакуум
– 
сложная
все
заполняющая
динамическая
квантовомеханическая
система
, 
постоянно
и
повсеместно
порождающая
виртуальные
частицы
и
античастицы
. 
Некие
весьма
сложные
процессы
в
вакууме
, 
на
-
званные
инфляционными
, 
лежат
в
основе
зарождения
Вселенной
. 
Вселенная
возникла
примерно
14 
млрд
лет
назад
из
пер
-
воначально
чрезвычайно
малого
объема
и
стала
очень
быстро
расширяться
. 
Этот
период
в
истории
Вселенной
называется
эрой
инфляции
, 
продолжающейся
от
10
–43
до
10
–35
с
. 
Вопросительные
знаки
на
рис
. 2.4 (
внизу
) 
отражают
отсутствие
для
этого
периода
эволюции
общепризнанной
теории
. 
Весьма
вероятно
, 
что
до
эры
инфляции
существовал
лишь
один
вид
фундаментального
взаи
-
модействия
между
элементарными
частицами
, 
заполнявшими
Вселенную
. 
Это
взаимодействие
названо
Суперсилой
. 
К
момен
-
ту
10
–43
с
от
Суперсилы
отделилась
гравитация
(
левая
пунктир
-
ная
кривая
на
рис
. 2.4). 
Гравитация
существует
в
качестве
отдельной
фундамен
-
тальной
силы
и
в
наше
время
. 
Оставшиеся
объединенными
три
взаимодействия
(
сильное
, 
электромагнитное
и
слабое
) 
получили
название
Великого
объединения
.
К
моменту
10
–35
с
закончилась
эра
инфляции
, 
расши
-
рение
замедлилось
, 
начался
период
, 
описываемый
теорией
Большого
взрыва
. 
Великое
объединение
к
моменту
10
–35
с