Основные законы природы и их авторы

Вопрос № 7.Основные законы природы и их авторы.

Античным ученым удалось открыть, пожалуй, лишь три физических закономерности, которые заслуживают названия "законов природы": закон рычага, закон отражения света Евклида и, наконец, знаменитый закон Архимеда ("На всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила..."). Впрочем, ни Архимед, ни другие ученые того времени не называли эти воззрения "законами", а говорили, как и в математике, о "принципах", "аксиомах" и "теоремах". Со времен Пифагора считалось, что в основе миропорядка лежит некая математическая гармония. Во всяком сложном естестве имеется своя простая логика. Так образ "принципов", правящих миром, стал изначально складываться из математических элементов — цифр и операций над ними.

Закон Авогадро — одно из важных основных положений химии, гласящее, что «в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул». Было сформулировано ещё в 1811 году Амедео Авогадро (1776—1856), профессором физики в Турине.

Закон кратных отношений — один из стехиометрических законов химии: если два вещества (простых или сложных) образуют друг с другом более одного соединения, то массы одного вещества, приходящиеся на одну и ту же массу другого вещества, относятся как целые числа, обычно небольшие. Закон кратных отношений открыт в 1803 Дж. Дальтоном и истолкован им с позиций атомизма.

Закон постоянства состава (Ж.Л. Пруст, 1801—1808гг.) — любое определенное химически чистое соединение независимо от способа его получения состоит из одних и тех же химических элементов, причем отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами. Это один из основных законов химии.

Закон сохранения массы — исторический закон физики, согласно которому масса как мера количества вещества сохраняется при всех природных процессах, то есть несотворима и неуничтожима. Одним из первых его сформулировал древнегреческий философ Эмпедокл (V век до н. э.):

Периодический закон Д. И. Менделеева — фундаментальный закон, устанавливающий периодическое изменение свойств химических элементов в зависимости от увеличения зарядов ядер их атомов. Открыт Д. И. Менделеевым в марте 1869 года при сопоставлении свойств всех известных в то время элементов и величин их атомных масс. Термин «периодический закон» Менделеев впервые употребил в ноябре 1870, а в октябре 1871 дал окончательную формулировку Периодического закона: «свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Графическим (табличным) выражением периодического закона является разработанная Менделеевым периодическая система элементов.

Закон Архимеда – закон статики жидкостей и газов, согласно которому на погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела.

Закон Авогадро - один из основных законов идеальных газов: в равных объемах различных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Открыт в 1811 году итал. физиком А.Авогадро(1776-1856).

Закон Кулона. Взаимодействие точечных электрических зарядов (открыт Кулоном в 1785г. - проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними).

Георг Симон Ом (1787-1854) Установил основной закон электрической цепи

Исаак Ньютон (1643-1727) Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисления. Открыл дисперсию света, хроматическую аберрацию, исследовал интерференцию и дифракцию, развивал корпускулярную теорию света, высказал гипотезу, сочетавшую корпускулярные и волновые представления. Построил зеркальный телескоп. Исаак Ньютон сформулировал основные законы классической механики. Открыл закон всемирного тяготения, дал теорию движения небесных тел, создав основы небесной механики.

Чарльз Дарвин(1809-1882)

Основные принципы эволюционной теории Ч. Дарвина. Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:

1. В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.
2. Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3. Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.
4. В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.
5. Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.
6. Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

На этих постулатах, безупречных с точки зрения логики и подкрепленных огромным количеством фактов, была создана современная теория эволюции. Главная заслуга Дарвина в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность к условиям существования. Этот механизм — постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений.

Грегор Мендель (1822-1884)

Основоположник науки о наследственности – генетики.

                  все гибридные растения первого поколения одинаковы и проявляют признак одного из родителей;

                  среди гибридов второго поколения появляются растения, как с доминантными, так и с рецессивными признаками в соотношении 3:1;

                   два признака в потомстве ведут себя независимо и во втором поколении встречаются во всех возможных сочетаниях;

                  необходимо различать признаки и их наследственные задатки (растения, проявляющие доминантные признаки, могут в скрытом виде нести задатки рецессивных);

                  объединение мужских и женских гамет случайно в отношении того, задатки каких признаков несут эти гаметы.

Карл Линней (1707-1778)

Создал систему растительного и животного мира. Всех животных Линней делил на 6 классов:

1.                  Млекопитающие

2.                  Рыбы

3.                  Птицы

4.                  Черви

5.                  Амфибии

6.                  Насекомые

В класс амфибий входили земноводные и пресмыкающиеся, к классу червей он отнес все известные в его время формы беспозвоночных, кроме насекомых. Одно из достоинств этой классификации в том, что человек был включен в систему животного царства и отнесен к классу млекопитающих, к отряду приматов. Классификации растений и животных, предложенные Линнеем с современной точки зрения искусственны, так как они основаны на небольшом на небольшом числе произвольно взятых признаков и не отражают действительного родства между разными формами. Так, на основании одного лишь общего признака – строение клюва - Линней пытался построить «естественную» систему, основанную на совокупности множества признаков, но не достиг цели.

Линней классифицировал также почвы и минералы, человеческие расы, болезни (по симптомам); открыл ядовитые и целебные свойства многих растений. Линней - автор ряда трудов, главным образом по ботанике и зоологии, а также в области теоретической и практической медицины.

Позиции квантовой теории укрепились в 1905 году, когда Альберт Эйнштейн воспользовался понятием фотона — кванта электромагнитного излучения. Эйнштейн предположил, что свет обладает двойственной природой: он может вести себя и как волна, и как частица. В 1907 году Эйнштейн еще более упрочил положение квантовой теории, воспользовавшись понятием кванта для объяснения загадочных расхождений между предсказаниями теории и экспериментальными измерениями удельной теплоемкости тел.