Рабочая учебная программа по Современным концепциям естествознания

Э
Эволюция (лат. развёртывание) — необратимое и направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и составленной ими биосферы в целом (См. Адаптация, Биосфера, Экосистема).

Эволюция определяется изменчивостью, наследственностью, естественным отбором организмов (см. Отбор естественный), происходящими на фоне перемен в экосистемах и свойствах геосистем различного иерархического уровня — от элементарных до глобальных. Периоды постепенной эволюции в истории Земли сменялись эволюционными катастрофами как общими, так и захватывавшими отдельные систематические группы организмов.

Эволюция Вселенной — вещество, входящее в состав звёзд, галактик, межгалактического газа и т. п., в прошлом имело иные свойства. Оно прошло стадию чрезвычайно высоких плотностей и температур, ещё недоступных экспериментальной физике. Эта стадия отстоит от современной на 10 — 20 млрд. лет. Первичная материя была распределена однородно и изотропно, без выделенных областей или направлений, и находилась в состоянии повсеместного расширения, ведущего к уменьшению плотности и температуры (время уменьшения температуры вдвое составляло тысячные доли секунды).

При понижении температуры до Т = 10¹¹ К плотность материи должна была уменьшиться до плотности ядерного вещества. С этого момента эволюции становится возможным изучение свойств материи на основе твёрдо установленных ядерной физикой фактов и развитой теории. После снижения; температуры до Т = 4000 К электроны смогли присоединиться к ядрам элементов — наступила эпоха разделения вещества и излучения. Фотоны перестали активно взаимодействовать с веществом, начали распространяться свободно и наблюдаются сейчас в виде равновесного микроволнового фонового излучения (см. Излучение реликтовое, Модель Вселенной).

Вероятно, уже на самых ранних стадиях эволюции Вселенной существовали незначительные отклонения от однородности и изотропии. В последствии возмущения однородности и изотропии стали нарастать благодаря гравитационной неустойчивости. Полагают, что именно такие малые возмущения плотности вещества привели, в конце концов, к образованию наблюдаемой сейчас пространственной структуры в виде галактик и их скоплений.

Современная Вселенная характеризуется высокой степенью однородности и изотропии лишь в больших масштабах, включающих много скоплений галактик, а в меньших масштабах, типичных для отдельных галактик и скоплений — сильной неоднородностью и анизотропией. (См. Анизотропия, Галактика, Скопления звёздные).

Экватор небесный — большой круг небесной сферы (см. Сфера небесная), плоскость которого перпендикулярна оси мира.

Экзобиология (гр. снаружи + жизнь + учение) — комплексная дисциплина, исследующая возможности зарождения и существования жизни, а также её формы вне Земли — на других небесных телах.

Эклиптика — большой круг небесной сферы (см. Сфера небесная), по которому проходит видимое годичное движение центра Солнца. Плоскость эклиптики образует с плоскостью небесного экватора угол 23^о 27'. Эклиптика пересекается с небесным экватором в точках весеннего и осеннего равноденствия.

Экология (гр. дом + учение) — область знания, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей средой (в том числе с другими организмами и сообществами). Экология традиционно рассматривается как часть биологии. (См. Биология, Среда окружающая).

Она включает экологию особей, экологию популяций, экологию сообществ. В составе экологии рассматривают также экологию растений, экологию животных, эволюционную экологию (исследующую экологические аспекты эволюции) и общую экологию (изучает наиболее общие закономерности взаимоотношений организмов и среды). Формирование новой комплексной экологии, включающей элементы естественных, общественных и технических наук, ещё не закончилось.

Экосистема (гр. дом + целое, составленное из частей) — единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в которой живые и неживые компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии. (См. Биоценоз).

Экосфера (гр. дом + шар) — 1) совокупность свойств Земли как планеты, создающих на ней условия для развития жизни (биотоп биосферы) (см. Биосфера, Жизнь). Пространственно включает тропосферу (нижнюю часть атмосферы), всю, гидросферу и верхнюю часть литосферы, свойства которых обусловлены остальными сферами планеты, включая её ядро, а также воздействиями Галактики, Солнца и других планет Солнечной системы; 2) совокупность свойств космического тела и его влияния на среду космического пространства. (См. Атмосфера, Гидросфера, Земля, Литосфера, Солнце).

Экстраполяция (лат. вне + изменяю) — перенесение характеристик (в том числе и количественных) некоторой системы за её границы, на другие системы и явления.

Электрон (е) — стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином 1/2, массой около 9^.10^-28 г и магнитным моментом, равным магнетону Бора. Относится к лептонам и участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. Электрон — один из основных структурных элементов вещества; электронные оболочки атомов определяют оптические, электрические, магнитные и химические свойства атомов и молекул, а также большинство свойств макроскопических тел. (См. Атом, Лептоны, Спин).

Эмбриогенез (гр. зародыш + возникновение, происхождение) — возникновение и развитие зародыша организма.

Энергия (гр. действие, деятельность) — общая количественная мера различных форм движения материи, неукоснительно подчиняющихся закону её сохранения — неуничтожимости и невозможности возникновения из ничего, но только путем закономерного перехода из одной формы в другую. В живой природе — фундамент жизнедеятельности организмов (см. Фотосинтез).

Энергетика Солнечной системы и Земли в значительной мере определяют ход жизненных процессов на планете, а они, в свою очередь, весьма значительно воздействуют на энергетику нашего космического тела. Биосфера закономерно изменяет приход и отражение солнечной энергии, образуя озоновый экран (озоносферу), используя углекислый газ (см. Модели климата Земли) и меняя отражающую способность поверхности земли (её альбедо). Эволюция всегда в определенной мере есть функция энергетики Земли. (См. Биосфера, Земля, Система солнечная).

Энтропия (гр. внутри + поворот) — понятие, впервые введённое в термодинамике (см. Термодинамика) для определения меры необратимого рассеяния энергии. Энтропия широко применяется и в других областях науки: в статистической физике как мера вероятности осуществления макроскопического состояния; в теории информации как мера неопределённости опыта (испытания), который может иметь разные исходы.

Эти трактовки энтропии имеют глубокую внутреннюю связь. Например, на основе представлений об информационной энтропии можно вывести все важнейшие положения статистической физики. В термодинамике понятие «энтропия» было введено 1865 г. немецким физиком Р. Клаузиусом (1822 — 1888), который показал, что процесс превращения теплоты в работу подчиняется определённой физической закономерности — второму началу термодинамики, которое можно сформулировать строго математически, если ввести особую функцию состояния — энтропию. (См. Начало термодинамики второе).

Эпигенез (гр. сверх, после + возникновение, происхождение) — теория, согласно которой в процессе зародышевого развития происходит постепенное и последовательное новообразование органов и частей зародыша из бесструктурной массы оплодотворенного яйца, а не из готовых зачатков. Теория эпигенеза складывалась преимущественно в 17 — 18 вв. Родоначальники учения — У. Гарвей (1578 — 1657), Ж. Бюффон (1707 — 1788), особенно К. Ф. Вольф (1734 — 1794). Эпигенез был прогрессивным учением, давшим значительный толчок развитию биологии (см. Биология), поскольку оно исходило из предпосылки об изменяемости растений и животных. Эпигенез был одним из предшественников современной теории эволюции (см. Теория эволюционная, Эволюция). Согласно современным воззрениям, развитие особи определяется микроструктурными особенностями половых клеток, в которых заключена генетическая информация (см. Информация генетическая).

Эпицикл — вспомогательная окружность в геоцентрической системе мира (см. Система мира геоцентрическая), введенная для объяснения сложных движений планет. Предполагалось, что планета двигалась не непосредственно вокруг Земли, а эпициклу. В свою очередь центр эпицикла двигался по второй вспомогательной окружности — деференту, центр которого либо совпадал с центром Земли, либо был близок к нему.

Этология (гр. обычай, характер, нравы + учение) — наука о биологических основах поведения животных. Этология уделяет преимущественное внимание генетически обусловленным (наследственным, инстинктивным) формам поведения, их эволюции. Хотя элементы этологии имелись в трудах естествоиспытателей 18 — 19 вв. эта наука сформировалась в 30-е гг. 20 в. главным образом благодаря работам австрийского ученого К. Лоренца (1903 — 1989) и голландца Н. Тинбергена (1907 — 1988). Термин этология введен в биологию в 1859 г. И. Ж. Сент-Илером (1805 — 1861).

Эукариоты (гр. хорошо + ядро) — все высшие организмы, клетки которых содержат оформленное ядро (см. Ядро клеточное), отделённое от цитоплазмы оболочкой.

Эффект Доплера — изменение частоты колебаний w или длины волны l, воспринимаемой наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя друг относительно друга. Возникновение эффекта Доплера проще всего объяснить на примере.

Пусть неподвижный источник испускает последовательность импульсов с расстоянием между соседними импульсами l₀, которые распространяются в однородной среде с постоянной скоростью v, не испытывая никаких искажений. Тогда неподвижный наблюдатель будет принимать последовательные импульсы через временной промежуток T₀ = l₀/v. Если же источник движется в сторону наблюдателя со скоростью V, малой по сравнению со скоростью света в вакууме с (V<), то соседние импульсы оказываются разделёнными меньшим промежутком времени T = l/v, где l = l₀ - VT₀.


Я
Явление радиоактивности (лат. испускаю лучи + действенный) — самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в ядра других элементов сопровождающееся испусканием частиц или гамма-квантов. Известны 4 типа радиоактивности: альфа-распад, бета-распад, спонтанное деление атомных ядер, протонная радиоактивность. Для радиоактивности характерно экспоненциальное уменьшение числа ядер во времени. Радиоактивность впервые обнаружена французским физиком А. Беккерелем (1852 — 1908) в 1896 г. (См. Атом, Гамма-излучение, Частицы элементарные).

Ядро клеточное — окруженная двумембранной оболочкой (кариолеммой) часть клетки, управляющая синтезом белков, в том числе ферментов (см. Белок, Ферменты) и всеми физиологическими процессами в клетке. По наличию или отсутствию оформленного ядра с обособленным от цитоплазмы генетическим материалом (см. ДНК) организмы делят на эукариоты и прокариоты. Ядро имеет чаще всего округлую или овальную форму. Помимо оболочки, оно содержит ядрышко, хроматин (см. Хромосома(ы)) и кариоплазму (ядерный сок).