Теория ноосферы Вернадского

                                                        Содержание: 

     Часть 1. Особенности наблюдения элементарных частиц

     Часть 2. Теория ноосферы Вернадского

     Список  литературы

                     Особенности наблюдения элементарных частиц 

          Представление о неделимых мельчайших  частицах материи, возникшее еще  в глубокой древности, сопровождало  развитие воззрений на природу  на протяжении всей их истории.

        Элементарные частицы – первичные, неразложимые частицы, из которых, как предполагается, состоит вся материя.

         Исторически электрон был первой элементарной частицей, открытой еще в конце прошлого века известным английским физиком Дж. Дж. Томсоном (1856- 1940).

       В настоящее время с теоретической точки зрения известны следующие истинно элементарные (на данном этапе развития науки считающиеся неразложимыми) частицы: кварки и лептоны (эти разновидности относятся к частицам вещества), кванты полей (фотоны, векторные бозоны, глюоны, гравитино и гравитоны), а также частицы Хиггса.

     По современным представлениям кварки - гипотетические материальные объекты, из которых состоят все адроны, т.е. частицы, участвующие в сильном взаимодействии.

       Основными характеристиками элементарных  частиц являются: масса,заряд, среднее время жизни, спин и квантовые числа. Наиболее важное квантовое свойство все элементарных частиц - их способность рождаться и уничтожаться (испускаться и поглощаться) при взаимодействии с другими частицами.

       В зависимости от времени жизни частицы делятся на стабильные (электрон, протон, фотон и нейтрино), квазистабильные (распадающиеся при электромагнитном и слабом взаимодействиях, время их жизни больше 10^-20с и резонансы (частицы, распадающиеся за счет сильного взаимодействия, характерное время жизни 10^-22 - 10^-24 с). Спин характеризует собственный момент количества движения частицы и измеряется целым или полуцелым значением, кратным постоянной Планка.

         Элементарные частицы участвуют во всех видах известных взаимодействий.  По интенсивности, с которой происходят взаимодействия между элементарными частицами, их делят на сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное (или ядерное) взаимодействие – это наиболее интенсивное из всех видов взаимодействий. Они обуславливает исключительно прочную связь между протонами и нейтронами в ядрах атомов. В сильном взаимодействии могут принимать участие только тяжелые частицы – адроны (мезоны и барионы). Сильное взаимодействие проявляется на расстояниях порядка и менее 10–15м. Поэтому его называют короткодействующим.

Электромагнитное  взаимодействие. В этом виде взаимодействия могут принимать участие любые электрически заряженные частицы, а так же фотоны – кванты электромагнитного поля. Электромагнитное взаимодействие ответственно, в частности, за существование атомов и молекул. Оно определяет многие свойства веществ в твердом, жидком и газообразном состояниях. Кулоновское отталкивание протонов приводит к неустойчивости ядер с большими массовыми числами. Электромагнитное взаимодействие обуславливает процессы поглощения и излучения фотонов атомами и молекулами вещества и многие другие процессы физики микро- и макромира.

Слабое  взаимодействие – наиболее медленное из всех взаимодействий, протекающих в микромире. В нем могут принимать участие любые элементарные частицы, кроме фотонов. Слабое взаимодействие ответственно за протекание процессов с участием нейтрино или антинейтрино, например, β-распад нейтрона а также безнейтринные процессы распада частиц с большим временем жизни (τ≥10–10с).

 Гравитационное взаимодействие присуще всем без исключения частицам, однако из-за малости масс элементарных частиц силы гравитационного взаимодействия между ними пренебрежимо малы и в процессах микромира их роль несущественна. Гравитационные силы играют решающую роль при взаимодействии космических объектов (звезды, планеты и т.п.) с их огромными массами.

       В соответствии с четырьмя видами фундаментальных взаимодействий различают соответственно четыре вида элементарных частиц: адроны, участвующие во всех взаимодействиях; лептоны, не участвующие только в сильном взаимодействии (а нейтрино и в электромагнитном); фотон – носитель только в электромагнитного взаимодействия, и гипотетический гравитон – переносчик гравитационного взаимодействия.

       Адроны – общее название для частиц, наиболее активно участвующих в сильных взаимодействиях. Название происходит от греческого слова «сильный, крупный». Все обнаруженные адроны состоят из кварков пяти различных типов ("ароматов"). Кварк каждого "аромата" может находиться в трех "цветовых" состояниях, или обладать тремя различными "цветовыми зарядами".  Все адроны делятся на две большие группы – барионы и мезоны.

      Барионы – это адроны с полуцелым спином. Самые известные из них – протон и нейтрон. Одним из свойств барионов, отличающим их от других частиц, можно считать наличие у них сохраняющегося барионного заряда.

      Мезоны – адроны с целым спином. Их барионный заряд равен нулю. Большинство из них крайне нестабильны и распадаются за время порядка 10^-23. Столь короткоживущие частицы не могут оставить следов в детекторах. Обычно их рождение обнаруживают по косвенным признакам. Например, изучают реакцию аннигиляции электронов и позитронов с последующим рождением адронов. Изменяя энергию столкновения, обнаруживают, что при каком-то ее значении выход адронов резко увеличился. Данный факт можно объяснить тем, что в промежуточном состоянии родилась частица. Потом она мгновенно распадается на другие частицы, которые и регистрируются. Такие короткоживущие частицы называются резонансами. Большинство барионов и мезонов – резонансы.

      Адроны не являются истинно элементарными частицами. Они имеют конечные размеры и сложную структуру. Барион состоит из трех кварков, мезоны построены из кварка и антикварка, кварки удерживаются внутри адронов глюонным полем. В принципе теория допускает существование других адронов, построенных из большего числа или из одного глюонного поля.

       Все четыре взаимодействия необходимы и достаточны для построения разнообразного мира.

       Без сильных взаимодействий  не существовали бы  атомные ядра, а звезды и Солнце не могли бы  генерировать за счет  ядерной энергии теплоту и свет.

       Без электромагнитных  взаимодействий не было бы ни атомов , ни молекул, ни макроскопических объектов, а так же  тепла и света.

       Без слабых взаимодействий не были бы возможны ядерные реакции в недрах Солнца и звезд, не происходили бы  вспышки  сверхновых звезд и необходимые  для жизни тяжелые элементы не могли бы распространиться во  Вселенной.

       Без гравитационного взаимодействия не только не было бы  галактик, звезд, планет, но и вся Вселенная не могла бы эволюционировать, поскольку гравитация является объединяющим фактором, обеспечивающим единство Вселенной как целого  и ее эволюцию.

        Современная физика пришла к  выводу, что все четыре фундаментальных  взаимодействия, необходимые для  создания из элементарных частиц  сложного и разнообразного  материального  мира,  можно получить из одного  фундаментального взаимодействия  – суперсилы. Наиболее ярким достижением стало доказательство того, что при очень высоких температурах (или энергиях) все четыре взаимодействия объединяются в одно. 
 
 
 

                                               ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

        Элементарные частицы невозможно ни потрогать, ни понюхать, ни увидеть, ни попробовать на вкус.

       Информацию об их существовании ученые получают посредством громоздких детекторов, которые выдают для обработки наборы электрических или световых сигналов. Только специальным образом анализируя полученные сигналы, физики могут изучать свойства элементарных частиц. На первый взгляд, нет абсолютно никакой гарантии, что в длинной цепочке передачи сигнала из микромира к макроскопическому наблюдателю физики - экспериментаторы правильно учитывают помехи, ошибки или искажения первичной информации. Следовательно, элементарные частицы могут оказаться лишь мороком, неправильной интерпретацией искаженных сигналов. Иное дело - макроскопические объекты. Человек может узнать характеристики макроскопических объектов без всяких посредников, только при помощи органов чувств. Поэтому в реальности макроскопического окружающего мира, как правило, не сомневается. Но так кажется только на первый весьма поверхностный взгляд. В своей повседневной жизни человек сталкивается с множеством сил, действующих на тела. Здесь и сила ветра или набегающего потока воды, давление воздуха, мощный выброс взрывающихся химических веществ, мускульная сила человека, вес тяжелых объектов, давление квантов света, притяжение и отталкивание электрических зарядов, сейсмические волны, вызывающие подчас катастрофические разрушения, и вулканические извержения, приводившие к гибели цивилизации, и т. д. Одни силы действуют непосредственно при контакте с телом, другие, например, гравитация, действуют на расстоянии, через пространство. Но, как выяснилось в результате развития теоретического естествознания, несмотря на столь большое разнообразие, именно эти взаимодействия в конечном счете отвечают за все изменения в мире, именно они являются источником всех преобразований тел и процессов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                 Теория ноосферы Вернадского 

          Учение о ноосфере возникло в рамках космизма – философского учения о неразрывном единстве человека и космоса, человека и Вселенной, о регулируемой эволюции мира. Понятие ноосферы как обтекающей земной шар идеальной, «мыслящей» оболочки, формирование которой связано с возникновением и развитием человеческого сознания, ввели в оборот в начале ХХ века французские ученые П.Тейяр де Шарден и Э. Леруа. Заслуга В.И. Вернадского заключается в том, что он дал этому термину новое, материалистическое содержание. И сегодня под ноосферой мы понимаем высшую стадию биосферы, связанную с возникновением и развитием человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов на Земле и в околоземном пространстве, изменяя их своей деятельностью.

      В работах В.И. Вернадского можно  встретить разные определения и  представления о ноосфере, которые  менялись на протяжении жизни ученого. В.И. Вернадский начал развивать  данную концепцию с начала 30-х  годов после разработки учения о  биосфере. Осознавая огромную роль и значение человека в жизни и  преобразовании планеты, русский ученый употреблял понятие «ноосфера» в  разных смыслах:

      1) как состояние планеты, когда  человек становится крупнейшей  преобразующей геологической силой;

      2) как область активного проявления  научной мысли как главного  фактора перестройки и изменения  биосферы.

       Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры». Вначале, на протяжении многих тысяч человеческих поколений, никаких заметных изменений в биосфере не наблюдалось, но исподволь шло развитие научной мысли и накопление сил. Постепенно, используя свое интеллектуальное превосходство над остальными представителями животного мира, человек охватил своей жизнью, своей культурой всю верхнюю оболочку планеты – в общем, всю биосферу, всю связанную с жизнью область планеты. Развитие научной мысли привело к приручению животных, к созданию культурных растений. Человек стал менять окружающий его животный мир и создавать для себя новую, не бывшую никогда на планете живую природу.

         Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние - в ноосферу - перерабатывается научной мыслью социального человечества».

      Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт  в двух аспектах:

1. ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;
2. ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.

      По  мнению В.И. Вернадского, ноосфера только-только создается, возникает в результате реального, вещественного преобразования человеком геологии Земли усилиями мысли и труда.

      Ноосфера  – это новое, эволюционное состояние  биосферы, при котором разумная деятельность человека становится, решающим фактором ее развития. В.И. Вернадский был убежден, в том, что наша планета вступает в новую стадию своего развития, на которой определяющую роль будет  играть человек разумный как сила невиданного масштаба. Гигантская геологическая  деятельность человечества выражается в том, что сейчас нет такого быстротекущего геологического процесса, с которым  можно было бы сравнить мощь человечества, вооруженного огромным арсеналом всяческих  воздействий на природу, в том  числе и фантастических, по мощности разрушительных сил.