Реферат: Концепции современного естествознания 12

1. История естествознания.

Наука - это исторически сложившаяся форма дух. Деятельности людей, как система накопления знаний, процессов внешнего мира, вкл. Методы получения научного знания. Черты:

1.переход от описания знаний к логической системе.

2. создание теорий, объясняющих факты на основе закона.

3. познание общего и законов бытия.

Науки: естественные (о природе). Формирование системы измерений,

формирование математического аппарата, сопоставление теорий и практик) и

гуманитарные (о человеке).

3 единства: наука, культура, общество. Исследование естествознания: Натурфилософия – это умозаключенное фил.уч., рассматр. природу вцелом: мир состоит из более

мелких частиц, эластичен мир, мир внутр. противоречив. Функции живого

( по Аристотелю) : 1.самосохранение. 2. продолжение рода. Души различны:

1.растительный мир – простейшая душа . 2. животная душа – движение, ощущение

( у живого 2 души). 3. разумная душа – мышление ( у человека 3 души).

4 причины изменений : материя, форма, возможность, действительность.

Естествознание-совокупность наук о природе, о системе материальных тел,

находящихся во взаимосвязях, взаимодействии и движении.

3. Панорама современного естествознания.

Естествознание - Раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или обобщений, описывающих природные явления. Современное естествознание - характеризуется лавинообразным накоплением нового фактического материала и возникновением множества новых дисциплин на стыках традиционных, возрастанием роли теоретических исследований, направляющих работу экспериментаторов в вероятные области обнаружения новых явлений. Роль эксперимента, как критерия истинности знания, сохранилась. Построение современное естествознания исходит из нескольких принципов: системности, историчности, эволюционизма, самоорганизации.

1. Принцип системности - или изучение целостного, составленного из упорядоченных определенным образом частей, взаимосвязанных между собой. При этом можно рассматривать как первичные неделимые элементы системы их свойства, поведение и взаимодействие так и систему в целом, ее взаимосвязь с другими системами. Часто на практике исследуемая система сознательно упрощается путем ее замены моделью, учитывающей только самые важные элементы и процессы. По мере развития теории модели усложняются, постепенно приближаясь к реальности.

2. Принцип историчности - состоит в поэтапном развитии естествознания, где новые теории могут быть выделены опираясь на уже некоторые достижения и исторический опыт. Но при этом они не обязательно дублируют их, и даже напротив могут отрицать или корректировать.

3. Принцип эволюционизма - связан с постепенным усложнением и повышением организации живых существ и явлений. Это принцип необратимости, выражающийся в нарушении симметрии между прошлым и будущим.

4. Принцип самоорганизации - после выхода из равновесия системы в ней реализуется механизм самопроизвольного упорядочивания, и возникновения нового относительно устойчивого состава. т.е. она самоорганизуется и приобретает способности выдерживать опр. влияния не теряя своих свойств.

4. Научные методы.

Метод – совокупность приемов и способов практического и теоретического освоения действительности.

Методология – учение о методах.

3 основных направления:

1) специальная методология

2) общенаучная методология

3) всеобщая методология

Процесс познания включает две ступени:

1) чувственное познание.

2) рациональное (логическое) познание.

Научный факт – процесс, отражающий действительность, который может быть повторен любым исследователем в одних и тех же условиях.

Методы чувственного познания:

1) наблюдение – целенаправленное восприятие процессов действительности, цели получ факта. Невмешат в естест.

2) описание – фиксация средствами естественных и искусственных языков сведений об объекте

3) измерение – сравнение объектов, один из которых принимается за единицу измерения.

4) эксперимент – наблюдение в специально созданных условиях с целью выявления изучаемых связей и многократного их повторения.

Формы логического познания:

1) формализация – построение абстракт. Математических моделей, изучающих сущность раскрываемых процессов действительности.

2) аксиоматизация – построение теорий на основе аксиом

3) гипотезо-дедуктивный – позволяет создать систему дидуктивно связанных гипотез, из которых выводится умозаключение о наблюдаемых фактах

Общенаучные методы познания:

1) Анализ-расчленение объекта на элементы.

2) Синтез – соединение (мысленное или реальное) различных элементов объекта в единое целое. Он непрерывно связан с анализом.

3) Абстрагирование - форма познания, основанная на мысленном выделении существующих свойств и связей предмета и отвлечений от других частных его свойств.

4) Обобщение – выделение ои обозначение относительно устойчивых свойств окружающего мира.

5) Индукция - умозаключение от фактов к гипотезе

6) Дедукция - вывод по правилам логики. От вывода к фактам

7) Аналогия - сходства предметов в каких-либо свойствах. Умозаключение по аналогии это знание, полученное из рассмотрения какого-либо объекта, переносится на менее изученный.

8) Моделирование – исследование каких-либо явлений по моделям.

9) Классификация – система соподчиненных понятий какой-либо области знания, используемого как средство для установления связей между этими понятиями.

5. Фазовые переходы.

В конце XIX века установлена взаимосвязь между различными агрегатными состояниями вещества на основе молекулярно-кинетической теории.

Фаза – отдельное агрегатное состояние вещества. Фазами называются однородные части физико-химических систем, все параметры которых одинаковы во всех элементарных объемах, размеры которых велики в сравнении с межатомными расстояниями.

В природе наиболее просто наблюдать фазы перехода воды.

Есть точки, когда H2O существует в 3-ех агрегатных состояниях, «тройная точка воды».

Кипение – процесс перехода жидкости в пар во всем объеме. В горах на высоте 5 км температура кипения воды 82˚, на Луне высота 17 км, температура кипения воды 62˚, жидкость мгновенно испаряется.

Возгонка – процесс перехода вещества из твердого состояния непосредственно в газообразное, иначе называют сублимацией.

Во время фазового перехода температура не меняется, но меняется объем системы и ее структура.

Изменение агрегатных состояний вещества названо фазовыми переходами 1-го порядка. Фазовые переходы второго порядка и более связаны с изменением симметрии системы, т.е. выше точки перехода система обладает более высокой симметрией.

6.Философские методы познания.

1) софистика

2) эклектика

3) метафизика

4) диалектика

1 – (хитрая уловка) – метод логической аргументации, который позволяет на основе использования правил логики получать личную выгоду.

Софизм «рога» (что человек не терял, то он имеет).

«Есть два метода: один - мой, второй – неправильный».

Софистика показывает, что в мире нет четких границ и пропагандирует изменчивость в процессе познания.

2 – (выбирающий) – метод, означающий смешение разнородных взглядов, не имеющих единого логического и качественного основания.

«Шел дождь и два студента»

3 – всеобщий философский метод мышления, изучающий неизменные, устойчивые процессы действительности.

1) все стороны познаваемого мира абсолютны;

2) изменение и развитие предметов происходит как результат влияния из вне;

3) изменения в предметах происходят или количественно или качественно;

4) предметы и процессы рассматриваются вне связи друг с другом

4 – метод мышления, основанный на признании всеобщей взаимосвязи и всеобщности развития.

1) рассматривает всю совокупность связей и отношений между предметами;

2) считает, что процесс изменения и развития происходит в результате внутреннего противоречия;

3) считает, что процесс познания бесконечен;

4) рассматривает процессы (предметы) и явления во всеобщей взаимосвязи.

Последнее время используются 3 и 4: метафизика применяется на стадии сбора научного материала, а диалектика позволяет создать единую картину предмета, процесса мира.

7. Пространство как форма существования материи.

Др. Индии: Земля – плоскость, лежащая на спине слонов/черепах.

Др. Вавилон (Двуречье): гора, на западной стороне которой находилась Вавилония.

Др. Иудеи: равнина, край которой соединяется с небесным куполом.

Др. Греки: Земля – диск, диаметром 8 тыс. км.

Ориентация в пространстве обеспечивает безопасность человека. Исторически пространство – пустота, в которой находятся предметы и вещи.

Рене Декарт (система координат x, y, z)

Первым был Исаак Ньютон: пространство – субстанция (неизменная первооснова мира, первочастица, первоэлемент): пространство способно динамически воздействовать на все предметы. Считал, что основой любого движения является ускорение, оно абсолютно, а равномерное движение всегда относительно. Причины, приводящие к ускорению, он назвал силами:

F=Ma (инертная масса на ускорение)

Считал, что человек может наблюдать только изменения движения => в пространстве формируются инерциальные силы.

В 1905 г. Альберт Эйнштейн формулирует специальную теорию относительности, в ее основе 2 постулата:

1) скорость света в вакууме постоянна и не зависит от скорости движения наблюдателя и источника света.

2) все физические процессы происходят одинаково во всех телах, движущихся относительно друг друга прямолинейно и равномерно.

Теория относительности показала, что при высоких скоростях движения изменяются свойства пространства.

Формула преобразования Лоренса:

_______

l=lo·\|1 – V²/c²

lo – размеры предмета, при скорости движения 0.

c – скорость света.

V – скорость движения предмета.

l – размеры предмета, движущегося со скоростью V.

1916 г. А. Эйнштейн создал общую теорию относительности, которая показывает, что свойства пространства зависят от величины тяготеющих масс.

Тяготеющая масса искривляет близлежащее пространство. Чем величина больше, тем сильнее пространство искривляется.

Две геометрии:

1) Лобачевского (сумма углов треугольника в пространстве < 180)

2) Риммана (сумма углов треугольника в пространстве > 180)

А.Эйнштейн показал, что пространство и время взаимосвязаны и вводит понятие «пространственно-временной континуум».

8. Проблема времени.

Время – переход из прошлого в будущее. Время наполнено действием. Первым обратил внимание на время Героклид «В одну реку нельзя войти дважды», «Все течет, все изменяется».

Античный философ Прокл считал, что время ограничено и описывает окружность, т.е. время – повторение одних и тех же событий.

Исаак Ньютон считал, что время – некоторая абсолютная длительность, с которой соотносятся все протекающие процессы. Время однородно и симметрично. Получается, что его начало не имеет значения.

Лейбниц считал время порядком последовательности. В ближневосточных странах предметы разных эпох могут находиться в одном пласту.

Альберт Эйнштейн показал, что пространство и время взаимосвязаны, и для описания времени нужна ни одна координата, а 4, 3 из которых описывают пространство. Кроме этого время однонаправлено и это направление связано со вторым началом термодинамики (второе начало термодинамики связано с ростом энтропии в необратимых процессах)

Его опыты по перемещению в пространстве и во времени 1943 г. (филадельфийский эксперимент): 40% погибло, 60% сошли с ума.

9. Масштабы пространства и диапазоны времени.

Диаметр живой клетки в 100 тыс. раз меньше человеческого роста. Атомы в среднем в 100 тыс. раз меньше клетки. Ядра атомов в 100 тыс. раз меньше атомов.

Атом – пустое пространство.

Микроскоп в среднем увеличивает в 100 раз, исследовательский микроскоп в 200 раз, световые до 2000 раз.

Человек может различать в среднем объекты в 1 микрон, объекты, которые меньше – микромир, больше – макромир, связанный с человеком и процессами, которые он может непосредственно воспринимать. Мегомир – объекты, превышающие земные процессы.

Расстояния Солнечной системы (млн. км; км):

Меркурий (57,9; 4880) зем.

Венера (108,1; 12250) зем.

Земля (149,5; 12740) зем.

Марс (225,8; 6780) зем.

Юпитер (777,8; 139800) Гиганты.

Сатурн (1426; 115 тыс.) Гиганты.

Уран (2868; 47,4 тыс.) Гиганты.

Нептун (4494; 43 тыс.) Гиганты.

Плутон (5908; 2,8 тыс.) ??

Солнце (---; 1393 тыс.).

Ближайшая звезда в созвездии α-центавра 4,3 световых года. Звезды образуют круговой диск, диаметром 100 тыс. световых лет. Между звездами 10 световых лет. Среднее число звезд 50 млрд. Средний диаметр атома водорода 10,58·10 (в минус десятой) м.

Интервалы времени:

Одни сутки 8,64·10 (в четвертой) сек.

Один год 3·10 (в седьмой) сек.

Средняя продолжительность человеческой жизни 2·10 (в девятой) сек.

Время происхождения человека 5·10 (в тринадцатой) сек.

Время появления млекопитающих 6·10 (в пятнадцатой) сек.

Возраст Земли 1,5·10 (в семнадцатой) сек.

Возраст Вселенной 5·10 (в семнадцатой) сек.

Период вращения Юпитера – 12 лет.

Методы радиоактивного распада:

1) радиуглеродного распада – определяет возраст до 25 тыс. лет.

2) урановый: сравнительный урановый распад 235 и 238 – до двух млн. лет.

3) калий-аргоновый метод – до 10 млн. лет.

10. Исторические основы атомизма.

Исторически понятие атома возникло у древнегреческих философов. В частности прародителем является Демокрит: атом является субстанцией, из которой состоят все природные объекты.

Восточное учение У-СИН о пяти первоэлементах: вся природа состоит из взаимодействия 5 элементов (4 элемента материальные: земля, металл (воздух), вода, огонь, 5-ый элемент – нематериальный: дерево (человек, эфир)). Они взаимосвязаны:

1) по рождению: -> Д -> О -> З -> М -> В ->

2) разрушение: -> Д -> В -> М -> З -> О ->

3) подчинение: -> Д -> З -> В -> О -> М ->

4) неподчинение: -> Д -> М -> О -> В -> В ->

Каждый элемент имеет два противоположных значения (ян и инь)

Все предметы могут находиться в 4 газообразных состояниях: твердое, жидкое, газообразное, плазма.

11. Основные типы взаимодействий.

1) гравитационное

2) электромагнитное

3) слабое

4) сильное

1 – в XVIIв Исааком Ньютоном: вывел закон всемирного тяготения:

Fгр=-G·m1m2//R (в квадрате) – указывает на притяжение.

С конца XVII в этот закон объясняет большинство природных процессов.

2 – закон Кулона:

Fэл=e1e2//4ПEr (в квадрате)

e – взаимодействующие заряды.

4П – круговой характер взаимодействия.

E – электромагнитная постоянная.

r– электромагнитное расстояние между взаимодействующими зарядами.

- определяет устойчивость атомов, химические и биологические процессы.

1 и 2 воздействуют на всю Вселенную (дальнодействующее взаимодействие)

3 – ответственно за превращение нейтронов в протоны и властвует над лептонами.

4 – определяет устойчивость атомных ядер и властвует над адронами.

3 и 4 – короткодействующие взаимодействия, эффективный радиус действия 10 (в минус пятнадцатой) метра.

По силе действия самым сильным является 4 и 2 (в 100 раз, на 2 порядка), 3 (на 144 порядков), 1 (на 39 порядков)

12. Законы сохранения.

1. Импульса

2. Момента импульса

Взаимодействие тел, одинаковой массы на гладкой поверхности:

1) пусть тело №1 в состоянии покоя, а тело №2 движется и ударяет тело №1. Тело №2 останавливается, а тело №1 начнет движение с такой же скоростью.

2) пусть тело №2 намного больше тела №1, в результате тело №1 придет в движение, а тело №2 продолжит движение, но с меньшей скоростью.

3) масса тела №1 >> №2, в результате взаимодействия №1 останется в покое, а №2 начнет движение в обратном направлении.

У процессов, связанных с трением, существует импульс (р).

p=M·V (инертная масса отражает структуру вещества)

- показывает как изменяется скорость и отражает генетическую структуру тела.

Для процессов не связанных с трением сохраняющейся величиной является кинетическая энергия:

Ek=M·V(в квадрате)//2 -> const

2 – характерен для процессов вращения. Сохраняющейся величиной является момент импульса – угловой момент (L).

L=m·V·r=m·2Пr(в квадрате)///T=m·2П/T·r(в квадрате)

Момент силы – произведение силы на расстояние до центра вращения – сила может быть приложена под углом:

V=2Пr/T

Характер вращения зависит и от точки, в которой сосредоточена масса тела.

Искажение массы на момент вращения – этот процесс определяется моментом инерции.

I=∫R(в квадрате)dm

R – расстояние неуравновешенной массы dm до оси вращения.

При равенстве движения:

L=I∙ω=m·ω·r(в квадрате) -> const.

Можно наблюдать: при приближении к Солнцу скорость вращения Земли увеличивается.

Фигуристы, начиная движение, вытягиваются, заканчивая «разваливаются».

13. Принцип симметрии.

Принцип относительности сформулирован Г. Галилеем – первый шаг.

2-ой шаг – законы Ньютона, можно объединить в один вариационный ряд.

Если в системе n степеней свободы, то в такой системе имеется и n сохраняющихся величин и этот процесс связан с симметрией пространства и времени.

С однородностью времени связан закон сохранения энергии.

С однородностью пространства связан закон сохранения импульса.

С изотропностью пространства связан закон сохранения момента импульса.

Однородность времени – это состояние, когда любое явления, проходящие в одних и тех же условиях, но в разные моменты времени протекают по одним и тем же законам.

1-ый закон сохранения – закон сохранения энергии, который определяет устойчивость и направленность времени.

Однородность пространства – состояние, когда все точки пространства обладают одинаковыми свойствами и параллельный перенос не изменяет вид законов природы.

Изотропность пространства – состояние, когда все направления пространства обладают одинаковыми свойствами и поворот на любой угол сохраняет неизменными законы природы.

Симметричное - нечто, обладающее хорошим соотношением пропорций или вид согласованности отдельных частей.

Чем проще животные, тем более они симметричны.

16. Первое начало термодинамики.

Теплообмен – обмен энергией соприкасающихся тел без выполнения работы.

Система I находится в тепловом контакте с системой II и обе системы замкнуты в адиабатическую оболочку.

Адиабата – процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой.

К системе I подведем некоторое значение теплоты Q, в результате газ в системе I расширится и поршень переместится из точки 1 в точку 2.

A1,2=(U1+U’1)–(U2+U’2)

U1, U2 – начальные внутренние энергии систем 1 и 2.

U’1, U’2 – конечные внутренние энергии систем 1 и 2.

A1,2=U1-U2+(U’1-U’2); Q=(U’1-U’2).

Все тепло, которое получает система, ушло на совершение работы и на перераспределение внутренней энергии, т.к. находится в адиабатической оболочке.

Q=U2-U1+A1,2

Количество тепла, получаемое системой идет на приращение внутренней энергии и совершение работ.

dQ=dU+dA

U2=U1 Q=A

Все полученное тепло системы должно идти на производство работ.

Если Q=0, то A=0 – ограничивающее условие.

Невозможен такой процесс, когда непрерывно бы совершалась работа, без изменений в других телах.

Perpetummobile (вечный двигатель) невозможен, согласно первому началу термодинамики.

17. Второе начало термодинамики.

В начале XIX века французский инженер Карно попытался описать создание идеальной тепловой машины.

A=-p·S∙x=-p∙(V2-V1)=Q (V2-V1=S∙x)

“-“ – работа выполнена против внешних сил.

p – удельное давление на единицу площади.

S – площадь поршня.

x – перемещение поршня.

S·x – разница между двумя объемами: между конечным и объемом камер сгорания.

Цикл идеальной машины должен состоять из четырех процессов: двух адиабатических и двух изотермических.

Пусть работающее тело получает теплоту Q1 и передает окружающему пространству теплоту Q2, в результате совершаемая работа – разница между: A=Q1-Q2

КПД=A/Q1=Q1-Q2//Q1=T1-T2//T1

- КПД любого теплового двигателя: от t нагревателя и холодильника.

Чтобы получить КПД=100%, необходимо, чтобы T2=0

Чтобы повысить T1, нужны материалы, повышающие сгорание, например керамика.

Тепловую машину с КПД=1 назвали Perpetummobile второго рода.

1) невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара.

2) Теплота не может самостоятельно переходить от тела нагретого к телу более нагретому.

Энтропия – (первоначально) – отклонение реальных процессов от действительности -(сейчас) – мера Хаоса.

Клаузиус дает две характеристики любого вещества:

1) энергия

2) энтропия

Согласно первому началу, энергия мира постоянна, а согласно второму, энтропия мира стремится к max.

18. Тепловая смерть вселенной.

Неизбежна Тепловая смерть вселенной – это процесс, при котором произойдет перераспределение энергии и наступит состояние некоторого термодинамического равновесия.

Одна из гипотез Ранкина: считал, что вселенная окружена зеркальной оболочкой, которая фокусирует рассеиваемую энергию в некоторых центрах вселенной и таким образом восстанавливается начальное состояние вселенной.

Ученый Клаудиус показал, что никакая концентрация энергии не может обеспечить температуру выше начальной. Тепловая смерть вселенной – неизбежный процесс.

Пий XII утверждал, что второе начало термодинамики указывает на божественное происхождение мира.

А.Д. Сахаров (предложил гипотезу пульсирующей вселенной): до существования современной вселенной существовала антивселенная, где все процессы протекали в обратном направлении.

Термодинамика позволяет рассмотреть общее свойство систем и общие закономерности равновесия.

Законы термодинамики применимы к любым системам.

Второе начало термодинамики указывает на наличие фундаментальной асимметрии в мире, т.е. все процессы протекают в сторону увеличения энтропии.

19. Сверхтекучесть и сверхпроводимость.

Фазовые переходы решили проблему сжижения газов. В 1877 году был сжижен кислород: французский ученый Кальете сжал кислород до 300 атмосфер, охладил и резко расширил: выпали капли жидкого кислорода – эффект Джоуля-Томпсона.

Был сжижен He при температуре 4,2˚К, когда охладили до 1˚К, он стал проявлять уникальные свойства: в такой жидкости исчезла вязкость, такая жидкость может течь даже вверх.

В 1911 г. Свинцовый проводник охладили до 7,2˚К, в результате в таком проводнике исчезло сопротивление: по проводнику можно передавать токи неограниченного размера.

Этот эффект является макроскопическим квантовым эффектом и связан с новым состоянием вещества. Все атомы такого вещества ведут себя как единое целое, все они находятся в наименьшем энергетическом состоянии и между ними невозможен теплообмен.

«Святая вода» связана с этим же эффектом: все молекулы взаимосвязаны и имеют идеальное состояние.

20. Основы равновесия.

Реальный мир отличается от законов классической механики. Многие процессы необратимы, например: связанные с трением, процессы теплообмена. Классические процессы не связаны с направлением времени.

Нулевое начало термодинамики: температура – есть условие равновесия между частями тела.

Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии): каждая термодинамическая система обладает характеристической функцией энергии. dU=dQ+dW

Внутренняя энергия тела – энергия теплового движения микрочастиц тела или энергия их взаимодействия.

Второе начало термодинамики(связывает энергию и энтропию): система переходит из начального энергетического состояния в конечное через последовательность состояний равновесия (возрастает S -> max).

Третье начало термодинамики (тепловая теория Нернста): при t-ре абсолютного нуля, энтропия стремится к нулю и не зависит от давления и агрегатного состояния вещества.

21. Химические связи и химические реакции.

Вприроде атом редко существует изолированно, т.к. атомы химически активны. Вещество, в котором объединены атомы различных элементов с помощью различных связей, называется соединением. Мельчайшая частица соединения, сохраняющая его свойства, называется молекулой.

Химическая связь – результат взаимодействия между атомами, выраженный в создании определенной конфигурации и отличающий один тип молекул от другого.

Основные виды химических связей:

1) ионная

2) ковалентная

3) водородная

1 – атом отдает другому один или несколько электронов и каждый атом становится обладателем полного набора электронов (поваренная соль NaCl).

2 – при ней происходит обобществление электронов и они более длительное время находятся между атомами. Может существовать смещение ковалентного облака.

3 – ковалентная связь атомов водорода с атомами других элементов (вода H2O)

Валентность – это свойство атомов соединяться с некоторым числом других атомов. Определяется по числу одновалентных атомов.

Виды химических реакций:

1) экзотермические – реакции, протекающие с выделением тепла в окружающую среду. (реакции окисления углерода, горение органики). Выделяется 94.250 ккал.

Тепло выделилось -> энтропия вещества уменьшилась -> энтропия окружающей среды повысилась.

C+O2=>CO2↓+↑S=94.250 ккал.

Самая большая энтропия у газа. У жидкости меньше, у твердых веществ еще меньше.

2) эндотермические реакции протекают с поглощением тепла из окружающей среды. (ацетилен - C2H2):

2C+H2=>C2H2↑-↓S=56000 ккал.

Скорость реакции зависит от подводимой энергии и ее концентрации в узкой области.

22.Управление химическими реакциями.

При разложении молекул, атомы соединяются с другими атомами и образуют другие молекулы. Процесс образования новых химических соединений протекает за время 10 (в минус двенадцатой) сек.

1) управление с помощью катализатора.

Катализатор – вещество, которое изменяет скорость реакции, но не входит в состав конечного продукта (хлорофилл).

Управление с помощью ингибитора – вещество, замедляющее скорость химических реакций, но не входящее в состав конечного продукта (тетраэтил-свинец – яд, его добавляют в топливо, чтобы сгорало не мгновенно, а медленно)

2) управление с помощью магнитного поля: многие молекулы полярны, поэтому ориентация в магнитном поле может ускорять и замедлять химические реакции. Любое магнитное поле изменяет обменные процессы.

3) контроль за ходом химических реакций с помощью создания определенных средств (с помощью инертных газов).

4) концентрация энергии в узком временном и пространственном диапозоне (с помощью лазера)

23. Разнообразие живых организмов.

Биология изучает структуру и взаимодействие живых организмов. Термин «экология» ввел Геккель в 1866 году, считал, что экология изучает взаимодействие живых организмов и их зависимость от окружающей среды.

Разные организационные уровни:

1) биосфера – область активной жизни, включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Ввел Зюсс в 1875 году.

В. И. Вернадский выделяет в структуре биосферы следующие элементы:

а) живое вещество

б) биокостное вещество (органическое вещество)

в) костное вещество (почва, солнечный свет)

2) популяционно-видовой:

Вид – живые организмы, сходные по структуре, имеющие одинаковый генотип, одинаковое происхождение, способные к скрещиванию и дающие плодовитое потомство.

3) организменный:

Организм – целостная система, способная самостоятельному существованию. Много видов животных, которые ведут изолированный образ жизни.

4) клеточный:

Клетка – самостоятельный уровень организации живого (бактерия).

5) субклеточный (вирусы)

Подход, связанный с качественными свойствами живого (качественный подход): все живое обладает рядом специфических свойств (питание, дыхание, рост, размножение).

В процессе развития выделяют 2 явления:

Онтогенез – индивидуальное развитие организма.

Филогенез – историческое развитие вида.

Выделяют наследственность и изменчивость.

Витализм (вита – душа) – все живое имеет сверхъестественную силу (душу). Душа весит от 20 до 40 г., 21г.

24. Строение клетки.

Клетка – завершенный элемент живой материи, может существовать самостоятельно. Впервые обнаружил клетку Гук в 1655 году. С этого момента появляется цитология.

Специализация клеток достигается за счет усиленного развития отдельных ее свойств.

Стволовые клетки – клетки, не прошедшие специализацию.

Клетка состоит из:

1) ядра – хранится генетическая информация (включая формирование белковых структур).

2) мембраны – обеспечивает стабильность клетки и обмен веществ.

3) митохондрий – энергетические установки клеток.

4) аппарата Гольджи – обеспечивает транспортировку белков.

5) рибосом – обеспечивают синтез белков.

Один из основных элементов клетки – мембрана, имеет сэндвич-структуру: два наружных слоя состоят из липидов (липос – жир), которые обладают водоотталкивающими свойствами. Средняя часть содержит фосфорную кислоту, которая растворима в воде, т.е. обладает гидрофильными свойствами. Состояние клетки отражает состояние мембраны, т.к. она обеспечивает питание клетки. Возбудимые мембраны возникают под действием химических/физических раздражителей и способны менять свою проницаемость обменных процессов.

Деление клетки протекает через деление ядра, где возникает процесс удвоения хромосом.

При митозе формируется идентичная дочерняя клетка с полным набором хромосом.

Мейоз – процесс, протекающий с формированием половых клеток, протекающий без удвоения хромосом; полный набор хромосом достигается слиянием двух половых клеток.

РНК получают генетическую информацию от тРНК, доставляют ее в рибосомы, где формируются соответствующие белки (происходит синтез белков).

Многоклеточны структуры управляются двумя системами: нервной (нейронной) и гормональной: нейроны посылают дискретное сообщение соответствующим клеткам мишени (сообщение – химическое вещество, названное нейромидеатором), клетки мишени воспринимают этот сигнал и происходит изменение в мембране и клетка стимулируется.

Гормональная связь происходит через эндокринную систему, которая выделяет в кровь необходимые гормоны, эти гормоны через кровь поступают ко всем клеткам тела, а каждая клетка тела распознает только свои гормоны.

29. Гипотезы возникновения живого.

Существует 5 основных гипотез возникновения живого:

1) креационизм (с лат. сотворение) – Бог за 6 дней сотворил мир.

2) Жизнь возникла самопроизвольно из неживого вещества (зародилась в Китае, Вавилоне, Египте)

Аристотель: активное начало содержится в оплодотворенном яйце, солнечном свете, гниющем мясе.

Луи Пастер (1860 г.) показал, что бактерии существуют везде и взаимодействуют с неживым веществом, разработал метод пастеризации (убиваются все вредные бактерии: нагревание, но не до кипячения; у молока - 94˚с, самая высшая 97˚с)

3) Жизнь существовала постоянно – противоречит эволюционному процессу, но указывает на неизменные, устойчивые процессы в природе.

4) Теория панспермий (pan – весь, spermei – мужское начало) – во всей вселенной существуют особо активные центры, которые разносят активное начало по всему миру. Этой гипотезы придерживаются: Кельвин и Гельмгольц, а также Костычев, Берк, Лазарев. Для подтверждения используются наскальные рисунки: люди в скафандрах. Ученые считают, что клетка как структура возникла 3 млрд. лет назад, весь возраст Земли 6.4 млрд.

5) Жизнь является результатом биохимической эволюции – основная гипотеза возникновения Земли – гипотеза двух ученых Канта и Лапласа: все планеты возникли из межзвездочной пыли под действием сил гравитации. Первоначально считалось, что температура Земли 6000˚с, но по мере остывания в ней сформировалось ядро из тугоплавких металлов и поверх слой из углерода.

Первоначально атмосфера состояла из паров воды, аммиака, метана и углекислого газа.

Одна из попыток подтвердить гипотезу предпринята Миллером в 1953 году: через смесь этих газов пропускал большие разряды тока, в результате удалось получить простейший сахар, глутоминовую кислоту, ряд аминокислот, не удалось получить нуклеотиды (фундамент для сохранения информации).

30. Современное представление об эволюции.

Эволюция – это процесс развития природы со времени возникновения жизни до настоящего времени.

Первым, кто решил систематизировать растения, был Аристотель. Карл Линней описал 8 тыс. видов растений, ввел их классификацию. «В структуре живых организмов можно выделить две тенденции: упражнение или неупражнение отдельных организмов, наследственность».

Джордж Кювье «теория катастроф» - найдя в природе останки предшествующих видов, сделал вывод: качественные изменения в природе происходят в следствии катастроф. В то же время считал, что человек – творение Бога, предков нельзя найти.

Томас Мальтус «трактат о народонаселении» считал, что основой изменений в природе является противоречие между быстрым ростом популяций (в геометрической прогрессии) и ограниченными пищевыми ресурсами (в арифметической прогрессии).

Наиболее полный подход дают Чарльз Дарвин и Уолис, которые считали, что основными факторами эволюции являются изменчивость (мутации) и естественный отбор. С развитием генетики оказалось, что двух факторов недостаточно, кроме того, на ровне с естественным отбором существует и случайный.

I. Выделяют три вида изменчивости:

1) генотипическая – изменяется ДНК в результате мутации.

2) фенотипическая – изменяются конкретные признаки развивающихся органов.

3) модификационная – возникает в результате неоднородных условий развивающихся организмов.

II. Решающую роль в мутации играет генетическая изменчивость. Кроме этого считается, что важную роль играет такой фактор как флуктуации (колебательные изменения/эволюционные волны)

III. Отбор протекает в двух формах:

1) стабилизирующий

2) движущий

2 – закономерные изменения в определенном направлении.

1 – совершенствует процессы индивидуального развития.

VI. Изоляция формирует закрепление необходимых признаков в структуре вида.

Современная теория эволюции отражает прерывистость в развитии и сейчас названа «синтетическая теория эволюции» (СТЭ).

31. Открытые системы и самоорганизации.

Термодинамика неравновесных процессов основана на двух положениях:

1) принцип линейности: если поведение системы можно описать линейным уравнение, то потоки, возникающие в системе, вызываются обобщенными термодинамическими силами, например: концентрация, температура.

2) явление переноса: если в системе имеются флуктуации (колебательные изменения), то линейный закон имеет более общее значение.

Процессам, нарушающим равновесие, противостоит внутреннее взаимодействие. Формально неравновесные процессы можно разделить на:

1) скалярные – химические реакции

2) векторные – теплопроводность и диффузия

3)тензорные – вязкое трение

В соответствии с принципом симметрии: величины разных размерностей не связаны друг с другом. Например: химические реакции не могут вызывать теплопроводность. Этому препятствуют граничные условия: оказывается, что в неравновесной системе можно выделить устойчивые элементы.

Илья Романович Пригожин сформулировал теорему о минимуме производства энтропии в стационарном неравновесном состоянии. Эта теория отражает внутреннюю инерциальность системы. Если граничные условия не позволяют системе прийти в устойчивое равновесие, где нет приращения энтропии, то система переходит в состояние с наименьшим производством энтропии.

Системы можно разделить (по состоянию устойчивости):

1) стационарные

2) нестационарные

1 – если энтропия возрастает, и система выходит из стационарного состояния, то за счет внутреннего взаимодействия она вновь возвращается в стационарное состояние (внутр. – с наименьшим производством энтропии)

2 – при возникновении флуктуаций, они усиливаются и система уходит из стационарного состояния.

Прирост энтропии в единицу времени в единице объема назван функцией диссипации (энтропия//сек∙V=0), у кот. Этот показатель >0 – диссипативные системы. Оказывается, что любая система осуществляет обмен веществом и энергией с окружающей средой: если этот объем сокращается, то в системе возникают флуктуации, которые нарастают и достигают крупномасштабного уровня (макроскопического), при этом, внутри системы из хаоса возникновение таких структур происходит не за счет внутренней перестройки системы, а за счет внутренней перестройки системы. Такой процесс назван самоорганизацией, описывается нелинейными уравнениями. В 1977 г. И.Р. Пригожин получил нобелевскую премию. Т.о. Хаос (неравновесность) становится главным источником упорядоченности.

Немецкий ученый Хакен вводит понятие «синергетика» (сотрудничество, совместное действие) – наука о самоорганизации. По Хакену, самоорганизация – спонтанное, самопроизвольное образование высокоупорядоченных структур из Хаоса за счет совместного действия. Хаотический процесс описывается с помощью вероятности, а упорядоченность описывается как проявление тенденции/закона. Т.о. упорядоченность возникает через неупорядоченность.

32. Процессы самоорганизации в живой и неживой природе.

1) Первый пример в 1900 году (ячейка Бенара): в специальный сосуд налили ртуть и начали нагревать, при определенной скорости нагрева на поверхности образуются призмы на подобие пчелиных сот.

2) Переход течения жидкости из ламинарного состояния движения в турбулентное. Первоначально жидкость течет спокойно, но, при увеличении скорости, начинают возникать внутренние возмущения, которые первоначально затухают, но, при достижении критической скорости течения, перестаю затухать и жидкость переходит в турбулентное состояние. При увеличении скорости движения флуктуации внутри жидкости усиливаются, турбулентность растет, но при достижении некоторой критической точки, в

системе возникает внутренняя упорядоченность и жидкость начинает течь в условиях новой качественной упорядоченности.

3) Реакция Белоусова – Жабатинского. В 1951 г. в раствор серной и малоновой кислот добавили сульфат цезия и бромит калия и индикатор (ферроин): цвет р-ра стал периодически меняться от красного до голубого, после некоторого числа колебаний, установились красные и синие слои, которые поддерживались более 30 минут.

Процессы самоорганизации можно обнаружить в движении планет, в изучении движения течения океанов, в движении атмосферы, кроме этого, в биологии, в экологии, в радиотехнике.

Процессы самоорганизации связаны с фазовыми переходами, общая черта – кооперативность.

33. Диалектика хаоса и порядка.

В 60-х годах XX века «Бунт роботов»: процессы, подчиненные динамическим законам, могут совершать непредсказуемые случайные действия: случайное действие нельзя устранить, увеличив точность изготовления. Парадокс: система, подчиняющаяся законам классической механики, может совершать случайные действия (Хаос). Процессы носят пороговый характер:

1) в допороговом состоянии флуктуации затухают и система возвращается в исходное состояние.

2) в сверхпороговом состоянии флуктуации усиливаются и системы уходят в неустойчивый режим. Здесь возможно несколько вариантов поведения: в неустойчивом состояния система должна совершить катастрофу, такой процесс описывается нелинейными уравнениями.

Точка катастрофы – точка бифуркации, в ней система скачком переходит в новое состояние с потерей линейности законов и в этой точке поведение системы разветвляется. Оказалось, что в этих процессах можно выделить несколько устойчивых состояний:

1) момент перехода определяется свойствами самой системы;

2) в переходе можно выделить два основных принципа:

а) принцип максимального промедления

б) принцип Максвелла – «новое состояние системы определяется глобальным энергетическим минимумом»

Глобальные характеристики системы не зависят от микроскопического уровня, поэтому систему нельзя понять, разбивая на чисти, анализ неприменим.

Холизм – таинство системы. В то же время в процессе изменения можно выделить некоторые состояния:

1) Фликер - шум

2) белый шум

1 – шум мерцания, система имеет память о предшествующих состояниях.

2 - нет связи с предшествующими состояниями.

Теорема КАМ (Колмогоров, Арнольд, Мозер): в точке бифуркации сохраняются системы наиболее симметричной формы.

34. Антропосоциогенез.

Генезис – происхождение

Антропос – человек

Социум – простейшая форма совместного существования

Происхождение человека и человеческого общества.

В XIX веке существовала концепция: труд создал человека – Фридрих Энгельс. В 1974 г. Находка «Люси» - не только большая часть черепа, но и 40% скелета – женская особь 3,2 млн лет, принадлежит 25-30 летней женщине. Это гомонид (передвигалась на двух конечностях). Самые ранние находки труда – 2,5 млн. лет. С точки зрения передвижения: прямохождение – один из худших способов (у змей более сложный способ: переставляя ребра):

1) резко уменьшается S опоры

2) повышается центр тяжести – неустойчивость

3)прямохождение несет ряд заболеваний: плоскостопие, скалиозы, варикозное расширение вен, остохондрозы.

Процесс описан с позиции дуализма (К. Лоренс): в мире существуют 2 агрессии:

1) внутривидовая

2) межвидовая

Под действием внутривидовой на рубеже 12-15 млн. лет предки вели прибрежный полуводный образ жизни, на это указывают многочисленные биологические особенности: появление прямохождения, брадикардия (автоматическое замедление сердцебиения при погружении в воду), развитые ягодичны подушки, развиты только верхние молочные железы женщин, эротическая реакция мужчин на распущенные женские волосы (крепкие волосы – сохранит потомство)

Под действием внутривидовой активности предки находились в состоянии стресса, а в момент аффекта возникал жест, указывающий направление отступления или наиболее эффективной атаки. Жест позволяет преодолеть недостатки прямохождения, сплачивает стаю человека. Увеличение разнообразия жестов – язык жестов.

На рубеже 12 млн. лет язык в виде языка жестов. Язык – тождество противоположностей реальных объектов и процессов действительности и его знакового представления человеком в процессе общения. Язык имеет две структуры:

1) непрерывная, отражает эмоциональное состояние субъекта

2) прерывная, обозначает конкретные предметы и процессы.

А – я есть

Б - буквы

В - ведать

Г - глагол

Д - добро

Е - есть

Ж – жизнь

С помощью языка предки человека занимают главенствующее положение в природе.

На рубеже 5 млн. лет стрессовая ситуация повторяется и условием выхода из кризиса являетсякамень или дубина в руках предка человека, начинается производство орудий войны и труда.

Занятые трудом руки не позволяют осуществлять жестовое общение и язык расширяет границы до звукового воспроизведения.

Орудие труда становится посредником между человеком и окружающим миром и вызывает появление идеального обобщенного образа. Появление сознания (первый идеально обобщенный образ).

4 фактора:

1) социум

2) язык

3) труд

4) сознание

Снежный человек – от 4 до 18 «гнезд» есть язык жестов и свистов, но трудиться не умеет – нет сознания.

35. Проблема эмоций.

- субъективно-психологические состояния, отражающиеся в форме непосредственно переживаний результаты практической деятельности человека.

Основные функции эмоций:

1) несут защитную функцию

2) мобилизирующую роль

3) коммуникативная функция

Кроме эмоций существуют чувствами аффект, Аффекты – особо выраженные эмоциональные состояния, сопровождаемые видимыми физиологическими изменениями. Каждый в процессе аффекта испытывает стресс. Стресс возникает как состояние длительного эмоционального напряжения, когда эмоциональная система человека испытывает перегрузку. Не снятый стресс ведет к кишечно-желудочным и сердечно-сосудистым заболеваниям. Мужчина должен снимать стресс через физические нагрузки, женщина через слезы, пение.

Единой теорией возникновения эмоций не существует:

1) Джеймс и Лансе: эмоции возникают в следствии изменений физиологии человека

2) Кеннон и Бард: эмоции возникают тогда, когда действия человека наталкиваются на препятствия

3) теория диссонанса Фестингера: он считает, что эмоции возникают как диссонанс между ожидаемым и реальным результатом.

4) теория Шехтера: согласно ей, на возникновение эмоций оказывает влияние прошлый опыт человека: высота эмоциональных подъемов ведущая.

5) теория Симонова: он считает, что эмоции являются функцией потребности:

Э=ƒ[П(Пи-Пс)]

Э – эмоции

П – потребности

Пи – информация о реализации потребностей

Пс – средства, которые имеет человек для реализации потребностей

36. Творчество как процесс создания нового.

Для процветания творчества необходимы 2 составляющие:

1) разум или логика

2) чувства или эмоции

Ученые выделяют 4 этапа:

1) подготовка

2) созревание решения

3) вдохновение

4) проверка правильности решения

Для вдохновения необходимы некоторые факторы, способствующие озарению:

1) высокая увлеченность проблемой

2) вера в успех

3) большой накопленный опыт

4) высокая социативность деятельности мозга

Вагнер получил все оперы во сне, таблица приснилась Менделееву.

В XX веке разработан метод мозгового штурма (Осборном):

1) создается творческая группа от 7 до 10 человек, причем специалисты не более четверых.

2) запрет критики

3) участники должны находиться в состоянии релаксации

4) все высказываемые идеи фиксируются без авторов

5) все собранные результаты передаются в группу экспертов

Результативность доходит до 15%

Существует несколько формальных творческих методов:

1) метод фокальных объектов: создается книга или атлас случайно выбранных объектов, на проектируемый объект открывается книга и основные свойства переносятся на фокальный объект.

2) метод морфологического анализа: на первом этапе формируются основные характеристики объекта, на втором этапе – различные варианты внешнего вида (в автомобилестроении)

3) метод контрольных вопросов – необходимо создать перечень контрольных вопросов, которые последовательно бы уточняли основные характеристики объектов.

38. Биоэтика.

- система новых этических стандартов, появившаяся в биологии и медицине под влиянием научно-технического прогресса.

1) проблема уничтожения жизни на эмбриональном уровне (аборт)

2) трансплантатное продолжение жизни (пересадка органов). Проблема отторжения пересаживаемых органов.

3) проблема завершения жизни – некоторые заболевания вызывают сильные боли.

4) проблема искусственного оплодотворения: процент успеш. репродуктивной функции 0.8%. 20% семей имеют проблему продолжения родов.

5) проблема генетических опытов: овечка Долли пристрастилась к мясу, начала нападать на других овец, появились болезни, свойственные только человеку.

15% генных модификационных продуктов -> 2-ое поколение стерильно, 3-е не появится (картофель фри, соя, кукуруза)

Имеет глубокие биологические корни. Ряд социальных запретов, существующих у животных:

1) не убей своего. Крысы и пчелы распознают друг друга по запаху; галки, обезьяны по внеш.

2) нельзя нападать неожиданно и сзади. Ритуал знакомства: обнюхивание.

3) нельзя принимать применять смертоносное оружие в схватке со своими: волк, играя с соплеменниками, нападает с закрытой пастью.

4) не бить того, кто принял позу поклонности: подставляя шею и живот.

5) победа за тем, кто прав: тот, кто защищает территорию, самку или детеныша; обеспечение защиты жилища, семью и детей.

43. Концепция происхождения и эволюция Вселенной.

Вселенная - самая крупная материальная система.

Наука, которая изучает происхождение и структуру Вселенной – космология ( с 1917г.). Базируется на общей теории относительности Эйнштейна. Большой вклад внес Александр Фридмен: в 1922 г. Пришел к выводу, что Вселенная не может находиться в стационарном состоянии. Хаббл пришел к вводу, что Вселенная расширяется: наблюдая спектр различных звезд обнаружил «красное смещение».

V=H·r

V – скорость разбегания галактик

H – постоянная Хаббла

r- расстояние между галактиками

Исходя из этого возраст нашей Вселенной 15 млрд лет, а скорость разбегания галактик увеличивается на 75 км/с на млн парсек. (1 парсек= 3,3 световых года)

3 основных гипотезы происхождения Вселенной:

1) концепция большого взрыва

2) концепция пульсирующей Вселенной: наша Вселенная пульсирует между двумя конечными плотностями вещества

3) модель горячей Вселенной: первоначально вещество Вселенной было сверхгорячим и состояло из 2-х элементов: Н (75%) Не (25%): для доказательства считается, что такое состояние вещества должно обладать особым излучением – реликтовым. За обнаружение реликтового излучения вручена Нобелевская премия в 1978 г. Винсону и Пензиасу.

44. Структура Вселенной.

Вселенная – самая большая система безграничного времени и пространства. Всегда человек наблюдает 4% Вселенной, периодически 26%, остальное – «темная материя», о которой человек ничего не знает.

Часть Вселенной, доступная астрономическим средствам, названа метагалактикой, основные составляющие – галактики – звездные системы, содержащие миллиарды звезд. Наша Солнечная система входит в структуру Млечного пути. Основные элементы галактик – звезды. Выделяют сверхгиганты, карлики, нейтронные звезды, пульсары, радиопульсары.

Звезд разделяют по температуре: красные (холодные), желтые (6 тыс˚), белые ( до 12 тыс˚)

Галактики разделяют по форме:

1) Элептические

2) Спиральные

3) шаровидные

4) неправильной формы

Для наблюдения за объектами используют телескоп. 1-й изобрел – Галилей (собирал свет в 144 раза больше).

Современный телескоп (в Чили) – целая система диаметр 17 м – 10 телескопов, которые работают синхронно через компьютер в 8 странах (358 дней в году солнечно).

В США модернизируют 6 телескопов – диаметр 1 м, хотят согласовать.

Вселенная изучается с помощью радиотелескопов. Самый крупный - в СССР в 1977 г.

Телескоп Хаббл на околоземной орбите.

45. Солнечная система и ее происхождение.

Основа существования – Солнце. Кроме этого, входят планеты: Меркурий, Земля, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

Основная гипотеза происхождения принадлежит 2 ученым – Канту и Лапласу. Эта гипотеза считает, что Солн. система возникла в ходе эволюции холодной пылевой туманности. Сначала Солнце, затем планеты С. Системы: под влиянием законов всемирного тяготения эта туманность начинает сжиматься, а при сжатии, согласно закону сохранения момента импульса, должна увеличиваться скорость, следовательно, она должна разогреваться. Т. обр. возникло Солнце. Возраст Солнца 4,6 млрд лет. Считается, что на Солнце идет процесс термоядерного синтеза, и Н превращается в Не.

Планеты Земной группы: Меркурий, Земля, Венера, Марс.

Планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Плутон: 1) исключить из Солн системы, 2) включить 13 подобных планет.

46. Эволюция Земли и ее происхождение.

Земля сплюснута у полюсов (сила у экватора больше чем у полюсов)

30 км/с – движение Земли вокруг Солнца.

В структуре Земли выделяют земную кору, жидкую мантию и ядро. Земля обладает биосферой – оболочка активной жизни. Структура Земли изучается с помощью бурения скважин, по землетрясениям ( по скорости прохождения звуковых сигналов).

Толщина земной коры от 30 до 40 км. Твердое ядро радиусом 3,5 тыс км. Ядро тоже имеет сложную структуру: состоит из внешней жидкой оболочки и твердого внутреннего субъядра. t˚ ядра =5 тыс˚, т.к. плотность большая – находится в твердом состоянии: 80% железа, 20% никеля. Внешняя жидкая оболочка состоит из смеси железа с серой. Мантия составляет 83% объема Земли. Средняя t˚= 2,5 тыс.˚. Считается, что земная кора плавает в мантии в виде литосферных плит, эти плиты перемещаются со скоростью до 5 см в год. Кроме этого, в земной коре образуются полезные ископаемые. Один из основных компонентов – гидросфера (мировой океан, ледники (2%), реки (0,001%). Климат Зели континентальный и морской. Атмосфера – основной элемент – азот (78%) и кислород 21%), 1%: углекислый газ, аргон, гелий, водород, азон.