П/з№ 7. Космическая прелюдия

Цель – выяснить, на основании чего строятся космологические модели, проанализировать этапы космофизической эволюции и проблемы современной космологии.

1. История космологических представлений. Что изучает космология? Дайте краткую характеристику этапам развития космологических представлений от древнегреческих моделей Космоса до моделей Н. Коперника, И. Ньютона, А. Эйнштейна.

Когда, как и кем были экспериментально подтверждены гипотезы расширяющейся Вселенной А.А. Фридмана и горячей Вселенной Г. Гамова? Какие проблемы появились в науке после появления моделей Фридмана?

Что доказали в 1970 году Р. Пенроуз и С. Хокинг? Какую роль для развития космологии сыграло введение так называемых скалярных полей?

Как понимаются эволюция и структура Вселенная в инфляционных моделях? какие в ней существуют проблемы?

2. Этапы космофизической эволюции. Как исследуют раннюю Вселенную? Раскройте последовательность условий выхода на более высокий уровень элементарности (квантовая лестница В. Вайскопфа). Что происходит на каждой ступеньке и есть ли “последняя” ступенька?

Когда началось расширение Вселенной и что происходило в фазе сверхрасширения? Анализируя историю ранней Вселенной, дайте характеристику эпохам (эра Планка и великого объединения, адронная и лептонная, плазменная и современная).

Какую роль играли фазовые переходы и нарушения симметрии в образовании Вселенной? Какие структуры синтезировались и почему? За что отвечала гравитация?

Как, где и когда синтезировались тяжёлые ядра? Как бы Вы прокомментировали выражение: наш организм состоит из реликтовых осколков давно погасших звёзд?

Как и когда шло образование Солнечной системы?

3. Проблемы современной космологии. Как в рамках модели эволюционирующей Вселенной наука отвечает на вопросы: из чего рождается Вселенная? почему началась инфляция? В чём сложность проблемы сингулярности? Как наука отвечает на вопросы о происхождении мира?

Когда и как возникла проблема антропного принципа? Что обнаружил П. Дирак, анализируя физические константы? Приведите примеры удивительных совпадений числовых постоянных, случайны ли эти совпадения? Была ли Вселенная запрограммирована на возникновение жизни и человека?

Какие варианты антропного принципа существуют? Какой вариант антропного принципа лучше согласуется с данными науки? Могут ли быть иные формы интеллекта в физической Вселенной? Почему существует корреляция мир-наблюдатель? Какие проблемы возникают при осмыслении антропного принципа?

Каковы основные идеи русского космизма? Как сегодня наука отвечает на следующие вопросы: будет ли Вселенная вечно расширятся или расширение сменится сжатием и коллапсом? если Вселенная рождается, то должна ли Вселенная умереть? ограничены ли частицы вещества сроком существования? оказалась ли наша планета единственной “точкой жизни”?

Темы докладов, к/р:

Антропный космологический принцип: мистика в науке.

Большой взрыв и эволюция горячей Вселенной.

Жизнь в Космосе: фантастика и наука.

Инфляционные модели Вселенной.

История планеты Земля.

О возникновении, “жизни ” и “смерти” звёзд.

Космические цивилизации: проблемы поиска.

Многообразие мира Галактик.

Новые открытия в космологии.

Проблема начала в современной космологии.

Проблемы современной космологии.

Происхождение и структура планет Солнечной системы.

Развитие представлений о Вселенной в истории науки.

Русский космизм (естественнонаучный аспект).

Современные представления о происхождении, структуре Солнца.

Структура и эволюция мега-миров.

Чёрные дыры как “смерть” звезды.

П\з№ 8. Химическая эволюция

Цель – познакомится с достижениями и проблемами эволюционной химии, концепциями происхождения “молекул жизни” и эволюции гиперциклов.

1. Геохимическая стадия эволюции. Что изучает химия? Рассмотрите кратко историю химии: на основании чего выделяют периоды в развитии химии как науки? дайте краткую характеристику этим периодам.

Какие эволюционные идеи содержатся в периодической системе химических элементов? Что следует понимать под эволюционными проблемами химии?

Каковы были условия начала геохимической стадии УИ? Какие существуют химические системы и как эволюционировали х имическиеструктуры? что появилось нового на этом этапе УИ? Что является эмпирическим основанием эволюции неорганических молекул?

В чём суть теории эволюции открытых автокаталитических химических реакций А.П. Руденко? Что является пределом усложнения моделей катализа? Ещё раз раскройте механизм реакции химические часы (модель брюсселятора) И. Пригожина. Что даёт объединение концепций Руденко и Пригожина?

2. Высший химизм: переход к биогенезу. Какие химические элементы, молекулы составляют основу живых систем? Разберитесь со строением и функциями “живых” макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов. Почему органогеном №1 стал углерод? В чём его уникальность?

Выясняя, как протекала биохимическая эволюция, ответьте на вопросы: кто и когда развивал гипотезу биохимической, доклеточной эволюции, в чём её суть?

Что доказывают многочисленные эксперименты по неорганическому абиогенному синтезу биополимеров, исследования радиоастрономии, палеобиохимии? Какие выводы вытекают из анализа экспериментального подхода?

Какие гипотезы начала биохимической эволюции существовали до 80-х годов? Как с помощью “открытого мира РНК” были решены проблемы начала биохимической эволюции?

Дайте характеристику ранним этапам доклеточной эволюции. Как на уровне высшего химизма изменяется характер конкуренции и отбора?

Разберитесь с опытами С. Спигельмана по реконструкции биохимической эволюции “в пробирке”. Что было доказано этими опытами?

Смоделируйте ранние этапы доклеточной эволюции?

3. Модели эволюции макромолекул. Каковы эмпирические основания модели гиперциклов? Приведите примеры циклических молекулярных реакций в клетке.

Что М. Эйген называет гиперциклом? Отвечая на вопрос: почему гиперцикл возникает и эволюционирует, объясните, какие свойства характерны для гиперцикла и как он описывается?

Каковы теоретические основания модели Эйгена, с какими проблемами сталкивается его модель?

Почему эволюция гиперциклов неизбежна, и что совершенствовалось у гиперциклов в эволюции? До какого порога они могли эволюционировать и почему?

Какие идеи, важные для химического эволюционизма, развивал Э.С. Шноль в книге Физико-химические факторы биологической эволюции? Как он описывает переход к биологической эволюции, какие этапы выделяет?

Темы докладов, к/р:

Алхимия как феномен средневековой культуры.

Гемоглобин и его свойства (по работам Л.И. Иржака).

Жизнь с точки зрения химии.

Молекулярная биология: история, достижения, переспективы.

История химии как науки: творцы и идеи.

Гематология как наука.

Концепция гиперциклов М. Эйгена (математический анализ).

Методы клинической лабораторной диагностики.

Модель эволюции макромолекул С.Э. Шноля.

Молекулярная эволюция: достижения и проблемы.

Основы химической кинетики.

Открытие химических элементов и происхождение их названий.

Строение и функции нуклеиновых кислот.

Самоорганизация в мире кристаллов.

Углерод и жизнь.

Управление в каталитических реакциях.

Химические связи и превращения молекул.

Химические системы: связи, структура, свойства.

Эволюционная химия как высший этап развития химии как науки.

Эволюционные идеи в системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Элементарная химия жизни.