Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

Меню сайта
Категории раздела
Публикации студентов МИФИ [109]
Публикации студентов РУДН [16]
Наноинженерия (курсовые работы) [29]
Инженерная академия РУДН
Компьютерный практикум и ИТ (МИФИ) [170]
Сети (МИФИ) [69]
Для абитуриентов [16]
Рекомендации по оформлению творческих заданий и рефератов и использованию редакторов текстов
Наш опрос
Оценка сайта нано-е.рф
Всего ответов: 58
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Статьи » Для абитуриентов

Конспект по книге А. Уигиннса "Пять нерешённых проблем науки"
Научно-исследовательский ядерный университет
Московский инженерно-физический институт



Факультет «Автоматики и электроники»

Кафедра «Микро - и наноэлектроники»




Курс «Компьютерный практикум»

Пять нерешённых проблем науки

Преподаватель: доцент В.А. Лапшинский

Подготовил: студент группы А4-11 Комиссаренко А.Г.



Москва 2012


Аннотация


Книга рассказывает о крупнейших проблемах астрономии, физики, химии, биологии и геологии, над которыми сейчас работают ученые. Авторы рассматривают открытия, приведшие к этим проблемам, знакомят с работой по их решению, обсуждают новые теории, в том числе теории струн, хаоса, генома человека и укладки белков.

Глоссарий


1. Кварк [2] - фундаментальная частица в Стандартной модели [1], обладающая электрическим зарядом, кратным e/3, и не наблюдающаяся в свободном состоянии.

2. Панспермия - гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет каких-либо «зародышей жизни».

3. Протеом - термин для обозначения совокупности белков (протеинов) организма.


Содержание


1. Введение

2. Происхождение массы

3. Появление жизни на Земле

4. Строение и предназначение протеома

5. Прогноз погоды

6. Ускоренное расширение Вселенной

7. Заключение

8. Список литературы


1. Введение


Человек издавна пытается постичь природу и Вселенную. С приходом нового явления строятся новые гипотезы, более точно отражающие поведение Вселенной. И всё это делается ради единственной цели – понять Вселенную во всём её многообразии. Однако в настоящее время имеется пять крупнейших нерешённых проблем, которые не дают человеку покоя. Они охватывают пять научных сфер: физику, химию, биологию, геологию и астрономию.


2. Происхождение массы


Многим, но не всем элементарным частицам присуща масса. Масса тела связана с количеством содержащегося в нем вещества, а всем хорошо известно, что составляет вещество: это набор и сочетание атомов. Но что образует атомы? Атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов. Электроны — элементарные частицы (не составные), чего нельзя сказать о протонах и нейтронах. Они образованы из кварков, и, похоже, именно кварки и электроны и есть истинно элементарные частицы.

В 1974 году была представлена стандартная модель, основой которой стало представление, что основой Вселенной выступают поля, а не частицы. Допустили существование вездесущего поля, позже названного полем Хиггса [1]. Все взаимодействующие с полем Хиггса частицы приобретают вследствие этого массу. Иначе говоря, всякая масса порождена взаимодействием. Однако экспериментально подтвердить наличие этого поля пока не удалось, более того, его существование вызывает ещё больше вопросов.
Все открытые на данный момент частицы и их масса (в единицах энергии) представлены в таблице 1.


Табл. 1. Основные частицы и их массы



3. Появление жизни на Земле

Химия занята изучением строения веществ и происходящих с ними превращений. Химия живых и неживых существ изучалась довольно широко, а вот химический переход от безжизненных веществ к той сложной системе взаимодействующих молекул, где отражаются все отправления, именуемые нами жизнью, остается крупнейшей нерешенной проблемой химии.

Как известно, основой всего живого является ДНК (рис. 1).



Рис.1 Структура молекулы ДНК


В настоящее время имеют место две противоположные гипотезы зарождения жизни на Земле: панспермия Хойла—Викрамасингха [3] и молекулярное самопроизвольное зарождение по Опарину—Холдейну.



4. Строение и предназначение протеома


Человеческий геном состоит примерно из 30 тыс. генов, что, составляет лишь 2% общего числа пар нуклеотидных оснований. Остальные 98% генома часто неверно называют бросовыми из-за нашего неведения об их возможном предназначении. Полный состав протеома [4] человека значительно превышает 100 тыс., возможно, приближается к миллиону. Белки — это ключ к устройству и работе клетки. Белки определяют классические биологические признаки.

Протеомика сосредоточена на уяснении того, как разветвленная сеть белков управляет клетками и тканями. Важное значение белков продемонстрировано на рис. 2.



Рис.2 Роль белков


5. Прогноз погоды


Для современного человека прогноз погоды вполне обыкновенная вещь. И каждый знает, что прогнозы не бывают абсолютно точными. Это связано с тем, что они строятся на основе математических моделей, которые являются идеализированными. В частности, они не учитывают возможности хаотического изменения погоды и не дают надёжных долгосрочных прогнозов.

Кроме того, системы дифференциальных уравнений, описывающих погодные условия, неустойчивы, т. е. незначительные изменения начальных условий приводят к большим изменениям в результатах. Наглядно эта неустойчивость представлена на рис. 3.



Рис. 3 Зависимость будущего состояния от начальных условий


6. Ускоренное расширение Вселенной


Содержимое всей Вселенной можно выразить в понятиях ее массы/энергии. В нижеследующей таблице представлены самые последние оценки содержимого Вселенной в величинах массы и энергии.


Табл. 2. Содержимое Вселенной



По табл. 2 видно, что тёмная энергия и материя играют главную роль в расширении Вселенной. Однако они являются теоретическими допущениями и ещё не наблюдались на практике, поэтому изучение расширения Вселенной является одной из крупнейших научных проблем.


7. Заключение


Тема данной работы: пять нерешённых проблем в науке. Решение этих проблем помогло бы составить более полноценную и точную картину Вселенной и мироздания, поэтому учёные стремятся разрешить их.

Существует множество гипотез и предположений касательно вышесказанных проблем, однако в одних случаях не хватает экспериментальных данных или более совершенных технологий, в других – теоретической базы. Вследствие этого все эти вопросы по сей день остаются открытыми.

На составление и оформление конспекта ушло около 6 часов. Во время работы возникли трудности, связанные с обработкой большого объёма материала.


8. Список литературы


1. Уигиннс, А. Пять нерешённых проблем науки / А. Уигиннс, Ч. Уинн. - ФАИР-ПРЕСС, 2005. – 304 с. - источник основной информации и иллюстраций.

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Кварк - Википедия, статья про кварк, января 2012.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Панспермия - Википедия, статья про панспермию, марта 2012.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Протеом - Википедия, статья про протеом, декабря 2011.

Категория: Для абитуриентов | Добавил: Altromet (26.05.2012) | Автор: Altromet
Просмотров: 894 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа
Поиск
Друзья сайта