Об этом утверждении можно судить, истинно оно или ложно. Это Именно оно является необходимым звеном в развитии науки.
В данной публикации мы дадим определение понятия "гипотеза", а также расскажем о некоторых шокирующих гипотезах современного мира.
Значение
Гипотеза (от греческого hypothesis, что значит "основание") - это предварительное предположение, объясняющее некое явление или группу явлений; может быть связано с существованием объекта или предмета, его свойствами, а также причинами его возникновения.
Сама по себе гипотеза не истинна и не ложна. Лишь получив подтверждение, данное высказывание превращается в истину и перестает существовать.
В словаре Ушакова есть и другое определение, что такое гипотеза. Это научное недоказанное предположение, обладающее определенной вероятностью и объясняющее явления, которые без этого предположения необъяснимы.
Владимир Даль в своем словаре также объясняет, что такое гипотеза. Определение гласит, что это догадка, умозрительное (не опирающееся на опыт, отвлеченное) положение. Данное толкование довольно просто и кратко.
Не менее известный словарь Брокгауза и Ефрона также разъясняет, что такое гипотеза. Определение, приводимое в нем, связано только с системой наук о природе. По их словам, это предположение, высказываемое нами для толкования явлений. К таким высказываниям человек приходит, когда не может установить причины явления.
Ступени развития
В процессе познания, который заключается в постановке предположения, выделяется 2 ступени.
Первая, которая состоит из нескольких этапов, - развитие собственно предположения. На первом этапе данной ступени происходит выдвижение положения. Чаще всего это догадка, даже частично необоснованная. На втором этапе с помощью этой догадки объясняются ранее известные факты и те, которые открылись уже после появления предположения.
Чтобы быть должно соответствовать некоторым требованиям:
1. Оно не должно противоречить самому себе.
2. Выдвинутое положение должно быть проверяемым.
3. Оно не может противоречить тем фактам, которые не относятся к области гипотезы.
4. Оно должно соответствовать принципу простоты, т. е. в нем не должно быть фактов, которые оно не объясняет.
5. Оно должна содержать новый материал и обладать дополнительным содержанием.
На второй ступени происходит развитие знания, которое человек получает при помощи гипотезы. Проще говоря, это ее доказательство или опровержение.
Новые гипотезы
Говоря об определении, что такое гипотеза, следует уделить внимание и некоторым из них. Современный мир достиг огромных успехов в области познания мира и научных открытий. Многие ранее выдвинутые гипотезы были опровергнуты и заменены новыми. Ниже приведены некоторые из самых шокирующих гипотез:
1. Вселенная - это не бесконечное пространство, а материальная сущность, созданная по единому закону. Ученые считают, что Вселенная имеет некую ось, вокруг которой и вращается.
2. Все мы - клоны! По мнению канадских ученых, все мы являемся потомками клонированных существ, искусственно созданных гибридов, выращенных из одной клетки в пробирке.
3. Проблемы со здоровьем, с репродуктивной деятельностью, а также снижение сексуальной активности связаны с появлением синтетических веществ в пище.
Таким образом, гипотеза не является достоверным знанием. Это лишь предпосылка к его появлению.
Гипотеза - это довод о том или ином явлении, который основывается на субъективном взгляде человека, направляющего свои действия в какую-нибудь установленную сторону. Если результат человеку пока неизвестен, то создается обобщенное предположение, а проверка его позволяет скорректировать общую направленность работы. Это и есть научное понятие гипотезы. Можно ли упростить значение этого понятия?
Объяснение «не научным» языком
Гипотеза - это способность предугадывать, прогнозировать результаты работы, и это важнейшая составляющая фактически каждого научного открытия. Она помогает просчитать будущие ошибки и промахи и понизить их количество в разы. При этом гипотезу, рожденную непосредственно во время работы, можно доказать частичным образом. При известном итоге в предположении нет смысла, и тогда гипотезы не выдвигаются. Вот такое простое определение понятия гипотезы. Теперь можно говорить о том, как она строится, и обсудить самые интересные ее виды.
Как рождается гипотеза?
Создание довода в человеческой голове - непростой мыслительный процесс. Исследователь обязан уметь создавать и обновлять полученные знания, а также он должен отличаться такими качествами:
- Проблемное видение. Это способность показывать пути научного развития, устанавливать его главные тенденции и связывать разобщенные задачи воедино. Складывает проблемное видение с уже полученными навыками и знаниями, чутьем и способностями человека в исследовательском деле.
- Альтернативный характер. Эта черта позволяет человеку делать интереснейшие выводы, находить совершенно новое в известных фактах.
- Интуиция. Этот термин обозначает бессознательный процесс, и он не основывается на логических доводах.
В чем состоит суть гипотезы?
Гипотеза отражает объективную действительность. В этом она сходна с разными формами мышления, но она также и отличается от них. Главная специфика гипотезы состоит в том, что она отображает в материальном мире факты в предположительном ключе, она не утверждает категорически и достоверно. Потому гипотеза - это предположение.
Всем известно, что при установлении понятия через ближайший род и отличие потребуется указать еще и на отличительные признаки. Ближайшим родом для гипотезы в виде какого-либо результата деятельности является понятие «предположения». В чем же отличие гипотезы от догадки, фантазии, предсказывания, угадывания? Самые шокирующие гипотезы не строятся на одних домыслах, у всех них есть определенные признаки. Чтобы ответить на этот вопрос, потребуется выделить существенные признаки.
Признаки гипотезы
Если говорить об этом понятии, то стоит установить его характерные признаки.
- Гипотеза - это особая форма развития научных знаний. Именно гипотезы позволяют науке переходить от отдельных фактов к определенному явлению, обобщению знаний и познанию законов развития того или иного явления.
- Гипотеза строится на выдвижении предположений, что связано с теоретическим пояснением определенных явлений. Это понятие выступает в качестве отдельного суждения или же целой линейки взаимосвязанных суждений, закономерных явлений. Суждения - это всегда проблематично для исследователей, ведь в этом понятии говорится о вероятностном теоретическом знании. Случается, что гипотезы выдвигаются на основе дедукции. В пример можно привести шокирующую гипотезу К. А. Тимирязева о фотосинтезе. Она подтвердилась, но изначально все началось из предположений в законе сохранения энергии.
- Гипотеза - это обоснованное предположение, которое строится на каких-то конкретных фактах. Потому гипотезу нельзя назвать хаотичным и неподсознательным процессом, это вполне логически стройный и закономерный механизм, который позволяет человеку расширить свои знания для получения новой информации - для познания объективной действительности. Опять же можно вспомнить шокирующую гипотезу Н. Коперника о новой гелиоцентрической системе, в которой раскрывалась идея о том, что Земля вращается вокруг Солнца. Все свои идеи он изложил в труде «О вращении небесных сфер», все догадки опирались на реальную фактическую базу и показывалась несостоятельность тогда еще действующей геоцентрической концепции.
Эти отличительные черты, взятые вместе, позволят отличать гипотезу от иных видов предположения, а также установить ее сущность. Как видите, гипотеза - это вероятностное предположение о причинах того или иного явления, достоверность которого сейчас не может быть проверена и доказана, однако это предположение позволяет объяснить некоторые причины явления.
Важно помнить, что термин «гипотеза» всегда употребляется в двояком значении. Под гипотезой понимают предположение, которое поясняет какое-то явление. Также о гипотезе говорят как о приеме мышления, выдвигающем какое-то предположение, а после строящем развитие и доказательство этого факта.
Гипотеза частенько строится в виде предположения о причине минувших явлений. Как пример можно привести наши познания о формировании Солнечной системы, земного ядра, о рождении Земли и так далее.
Когда гипотеза прекращает существовать?
Подобное возможно лишь в паре случаев:
- Гипотеза получает подтверждение и превращается в уже достоверный факт - становится частью общей теории.
- Гипотеза опровергается и становится только ложным знанием.
Подобное может произойти во время проверки гипотез, когда накопленных знаний достаточно для установления истины.
Что входит в структуру гипотезы?
Строится гипотеза из следующих элементов:
- основание - накопление разных фактов, утверждений (обоснованных или нет);
- форма - накопление разных умозаключений, что приведут от основания гипотезы к уже предположению;
- предположение - выводы из фактов, утверждений, которые описывают и обосновывают гипотезу.
Стоит отметить, что гипотезы всегда одинаковы по логической структуре, но они различаются по содержанию и выполняемым функциям.
Что можно сказать о понятии гипотезы и видах?
В процессе эволюции знаний гипотезы начинают различаться по познавательным качествам, а также по объекту исследования. Остановимся детальнее на каждом из этих видов.
По функциям в познавательном процессе различают гипотезы описательные и объяснительные:
- Описательная гипотеза - это высказывание, в котором говорится о присущих исследуемому объекту свойствах. Обычно предположение позволяет ответить на вопросы «Что представляет собой тот или иной предмет?» или же «Какими свойствами наделен предмет?». Данный тип гипотезы может выдвигаться для того, чтоб выявлять состав или структуру объекта, раскрывать его механизм действия или особенности его деятельности, определять функциональные особенности. Среди описательных гипотез встречаются экзистенциальные гипотезы, которые говорят о существовании какого-то объекта.
- Объяснительная гипотеза - это высказывание, построенное на причинах появления того или иного объекта. Такие гипотезы позволяют объяснить, почему произошло определенное событие или же каковы причины появления какого-либо предмета.
История показывает, что с развитием знаний появляется все больше экзистенциальных гипотез, которые рассказывают о существовании конкретного объекта. Дальше появляются описательные гипотезы, которые рассказывают о свойствах тех объектов, а уже в завершении рождаются объяснительные гипотезы, которые раскрывают механизм и причины появления объекта. Как вы видите, происходит поэтапное усложнение гипотезы в процессе познания нового.
Какие гипотезы бывают по объекту исследования? Различают общие и частные.
- Общие гипотезы помогают обосновать предположения о закономерных связях и эмпирических регуляторах. Они выполняют роль своеобразных строительных лесов в развитии научных познаний. Как только гипотезы доказаны, они становятся научными теориями и вносят свой вклад в науку.
- Частная гипотеза - это предположение с обоснованием о происхождении и качестве фактов, событий или явлений. Если было единичное обстоятельство, которое стало причиной появления иных фактов, то познание обретает форму гипотез.
- Есть еще такой вид гипотезы, как рабочая. Это выдвигаемое на первых порах исследования предположение, которое является условным допущением и позволяет скомбинировать факты и наблюдения в единое целое и придать им первоначальное пояснение. Главная специфика рабочей гипотезы состоит в том, что она принимается условно или временно. Исследователю крайне важно систематизировать полученные знания, данные в начале исследования. После их потребуется обработать и наметить дальнейший путь следования. Рабочая гипотеза как раз и нужна для этого.
Что такое версия?
Понятие научной гипотезы уже выяснили, но вот существует еще один такой необычный термин - версия. Что это такое? В политическом, историческом или социологическом исследовании, а также в судебно-следственной практике часто при пояснении тех или иных фактов или их совокупности выдвигается ряд гипотез, которые по-разному могут объяснить факты. Вот такие гипотезы называются версиями.
Версии бывают общими и частными.
- Общая версия - это предположение, которое рассказывает о преступлении в целом в виде единой системы из определенных обстоятельств и действий. Данная версия отвечает не на один, а на целый ряд вопросов.
- Частная версия - это предположение, которое объясняет отдельные обстоятельства какого-то преступления. Из частных версий строится уже одна общая.
Каким нормам обязана отвечать гипотеза?
Само понятие гипотезы в нормах права должно отвечать некоторым требованиям:
- она не может иметь несколько тезисов;
- суждение обязано быть оформлено понятно, логично;
- довод не должен включать в себя суждения или понятия двусмысленного характера, которые еще не могут быть разъяснены исследователем;
- суждение обязано включать метод решения проблемы, дабы стать частью исследования;
- при изложении предположения запрещается использовать ценностные суждения, ведь гипотеза должна подтверждаться фактами, после она будет проверяться и применяться к широкому кругу;
- гипотеза должна отвечать заданной теме, предмету исследования, задачам; все предположения, неестественно привязанные к теме, отсеиваются;
- гипотеза не может противоречить уже имеющимся теориям, однако есть и исключения.
Как разрабатывается гипотеза?
Гипотезы человека представляют собой мыслительный процесс. Конечно же, представить общий и единый процесс построения гипотезы трудно: все из-за того, что условия для разработки предположения зависят от практической деятельности и от специфики той или иной проблемы. Однако возможно все же выделить общие границы этапов мыслительного процесса, которые приводят к появлению гипотезы. Это:
- выдвижение гипотезы;
- развитие;
- проверка.
Теперь потребуется рассмотреть каждый этап возникновения гипотезы.
Выдвижение гипотезы
Для выдвижения гипотезы потребуется иметь некоторые факты, относящиеся к определенному явлению, и они должны обосновывать вероятность предположения, пояснять неизвестное. Поэтому вначале происходит сбор материалов, знаний и фактов, относящихся к определенному явлению, которое будет в дальнейшем поясняться.
На основании материалов высказывается предположение о том, что же представляет собой данное явление, или, другими словами, формулируется гипотеза в узком смысле. Предположение в данном случае представляет собой некое суждение, которое высказывают в результате обработки собранных фактов. Факты, на которых сделана гипотеза, можно логически осмыслить. Вот так появляется основное содержание гипотезы. Предположение должно отвечать на вопросы о сущности, причинах возникновения явления и так далее.
Развитие и проверка
После выдвижения гипотезы начинается ее развитие. Если предполагать выдвинутое предположение правдивым, то должен появиться ряд определенных следствий. При этом логические следствия нельзя отождествлять с выводами причинно-следственной цепи. Логическими следствиями являются мысли, которые поясняют не только обстоятельства явления, но и причины его возникновения и так далее. Сопоставление фактов из гипотезы с уже установленными данными позволяет подтвердить или опровергнуть гипотезу.
Такое возможно только в результате проверки гипотезы на практике. Гипотеза всегда порождается практикой и только практика может решить вопрос о том, является ли гипотеза правдивой или ложной. Проверка на практике позволяет трансформировать гипотезу в достоверное знание о процессе (ложный он или истинный). Потому не стоит сводить истинность гипотезы к определенному и единому логическому действию; при проверке на практике применяются разные методики и способы доказательства или опровержения.
Подтверждение или опровержение гипотезы
Гипотеза работы в научном мире применяется часто. Этот способ позволяет подтвердить или опровергнуть отдельные факты в юридической или экономической практике через восприятие. Примерами можно назвать открытие планеты Нептун, обнаружение чистой воды в озере Байкал, установление островов в Ледовитом океане и так далее. Все это когда-то было гипотезами, а сейчас - научно установленные факты. Проблема состоит в том, что в некоторых случаях с практикой трудно или же невозможно действовать, и проверка всех предположений не является возможной.
К примеру, сейчас есть шокирующая гипотеза о том, что современный русский язык глуше древнерусского, но проблема в том, что сейчас услышать устную древнерусскую речь невозможно. Нереально проверить на практике, постригался ли в монахи русский царь Иван Грозный или нет.
В случаях выдвижения прогностических гипотез нецелесообразно ожидать их непосредственного и прямого подтверждения на практике. Потому в научном мире пользуются таким логическим доказательством или опровержением гипотез. Логическое доказательство или же опровержение протекает опосредованным путем, ведь познаются явления из прошлого или сегодняшнего времени, недоступные для чувственного восприятия.
Главные пути логического доказательства гипотезы или ее опровержения:
- Индуктивный путь. Более полное подтверждение или опровержение гипотезы и выведение из нее некоторых следствий благодаря аргументам, которые включают в себя законы и факты.
- Дедуктивный путь. Выведение или опровержение гипотезы из ряда других, более общих, но уже доказанных.
- Включение гипотезы в систему научного знания, где она согласуется с другими фактами.
Логическое доказательство или опровержение может протекать в прямой или косвенной форме доказательства или опровержения.
Важная роль гипотезы
Раскрыв проблему сущности, структуры гипотезы, стоит отметить еще и ее важную роль в практической и теоретической деятельности. Гипотеза - это необходимая форма развития научных знаний, без нее невозможно понять что-то новое. Она играет важную роль в научном мире, служит фундаментом при формировании фактически каждой научной теории. Все существенные открытия в науке возникали далеко не в готовом виде; это были самые шокирующие гипотезы, которые порой не желали даже рассматривать.
Все всегда начинается с малого. Вся физика была построена на бесчисленных шокирующих гипотезах, которые подтверждались или опровергались благодаря научной практике. Потому стоит упомянуть некоторые интересные идеи.
- Некоторые частицы движутся из будущего в прошлое. У физиков есть свой свод правил и запретов, которые принято считать каноном, но вот с появлением тахионов, казалось бы, все нормы пошатнулись. Тахион - это частица, которая может нарушать все принятые законы физики сразу: масса ее мнимая, а двигается она быстрее скорости света. Была выдвинута теория о том, что тахионы могут двигаться обратно во времени. Ввел частицу теоретик Джеральд Фейнберг в 1967 году и объявил, что тахионы - это новый класс частиц. Ученый утверждал, что это фактически обобщение антиматерии. У Фейнберга была масса единомышленников, и идея прижилась на долгое время, впрочем, опровержения все же появились. Тахионы не ушли из физики совсем, но их все же никто не сумел обнаружить ни в космосе, ни в ускорителях. Если бы гипотеза была верной, люди бы могли связываться со своими предками.
- Капля водяного полимера может уничтожить океаны. Эта одна из самых шокирующих гипотез говорит о том, что воду можно трансформировать в полимер - это компонент, в котором отдельные молекулы становятся звеньями большой цепи. При этом свойства воды должны меняться. Гипотезу выдвинул химик Николай Федякин после эксперимента с водяным паром. Гипотеза долгое время пугала ученых, ведь предполагалось, что одна капля водного полимера может превратить всю воду планеты в полимер. Впрочем, опровержение самой шокирующей гипотезы не заставило себя ждать. Опыт ученого повторили, подтверждений теории не нашлось.
Подобных самых шокирующих гипотез была масса в свое время, однако многие из них не подтверждались после ряда научных экспериментов, но о них не забывали. Фантазия и научные обоснования - вот два главных компонента для каждого ученого.
В XIX в. палеоклиматические изменения объясняли изменением состава атмосферы, в частности, с изменением содержания в атмосфере углекислоты.
Как известно, в земной атмосфере содержится углекислого газа около 0,03% (по объему). Этой концентрации достаточно, чтобы «согревать» атмосферу, увеличивая «оранжерейный эффект». Повышение концентрации углекислого газ может оказывать влияние на климат, в частности на температуру.
На Земле в течение длительного времени поддерживается средняя годовая температура 14 о С с колебаниями ±5 о С.
Расчеты показывают, что если бы углекислый газ в атмосфере отсутствовал, то температура воздуха на Земле была бы на 21 о С ниже современной и равнялась бы -7 о С.
Увеличение содержания углекислоты вдвое, по отношению к современному состоянию, вызвало бы рост средней годовой температуры до +18 о С.
Таким образом, теплые периоды в геологической истории Земли можно связывать с высоким содержанием углекислоты в атмосфере, а холодные - с низким ее содержанием.
Оледенение, которое было, предположительно, после каменноугольного периода могло быть вызвано бурно развивающейся в этот период растительность, которая значительно уменьшила содержание углекислого газа в атмосфере.
Вместе с тем, если биологические или химические процессы не в состоянии поглотить поступающий поток (Углекислый газ может поступать как из природных источников (деятельность вулканов, пожары и т.п.), так и при сжигания топлива в результате антропогенной деятельности) углекислого газа, то концентрация его увеличивается, это может привести к повышению температуры атмосферы.
Считается, что за последние 100 лет в результате сжигания органического топлива общепланетарная температура повысилась на 0,5 о. Дальнейшее увеличение концентрации углекислоты в атмосфере может явиться одной из возможных причин потепления климата XXI века.
Что же будет, если произойдет удвоение концентрации СО 2 ?
В северных среднеширотных регионах летние засухи могут сократить продуктивный потенциал на 10-30%, что повлечет за собой повышение средней цены мировой сельхозпродукции не менее чем на 10%.В ряде районов существенно возрастет продолжительность теплого периода года. Это может привести к росту продуктивности вследствие адаптации с/х при внедрении позднеспелых и, как правило, более урожайных сортов.Предполагается, что в некоторых частях мира климатические границы сельского хозяйственной зоны будут сдвигаться на 200-300 км при потеплении на один градус.Может произойти значительное смещение основных лесных зон, при этом смещение границ лесов в северном полушарии может составить несколько сотен километров в направлении севера.Полярные пустыни, тундра и бореальные леса, как ожидается, сократится приблизительно на 20%. В северных районах среднеазиатской части России зональная граница передвинется на север на 500-600 км. Зона тундры, может, вообще исчезнуть на севере Европы.Повышение температуры воздуха на 1-2 о С, сопровождающееся одновременным сокращением количества осадков на 10%, может вызвать сокращение среднегодового речного стока на 40-70%.Повышение температуры воздуха вызывает увеличение стока за счет таяния снега от 16 до 81%. Вместе с тем летний сток уменьшается на 30-68% и одновременно понижается влажность почвы на 14-36%.
Изменение количества осадков и температуры воздуха может радикальным образом изменить распространение вирусных заболеваний, переместив границу их распространения к высоким широтам.
Льды Гренландии могут полностью исчезнуть в ближайшую тысячу лет, что приведет к подъему среднего уровня Мирового Океана на шесть-семь м. К такому выводу пришли британские ученые из Редингского университета, проведя моделирование глобальных изменений климата.Гренландский ледник является вторым по величине после антарктического - его толщина составляет около 3 тыс. м (2.85 млн. куб. км замерзшей воды). До настоящего момента объем льдов в данном районе оставался практически неизменным: растаявшие массы и отколовшиеся айсберги компенсировались выпадающим снегом.Если средняя температура в районе Гренландии повысится всего на три градуса Цельсия, начнется интенсивный процесс таяния вековых льдов. Более того, по оценкам экспертов NASA, Гренландия уже теряет порядка 50 куб. км замерзшей воды в год.
Ожидать начала таяния гренландского ледника, как показали результаты моделирования, можно уже в 2035 году.
А в том случае, если температура в данном районе поднимется на 8 градусов Цельсия, льды полностью исчезнут в течение тысячи лет.
Понятно, что повышение среднего уровня Мирового Океана приведет к тому, что многие острова окажутся под толщей воды. Подобная участь, в частности, ожидает Бангладеш и отдельные районы Флориды. Решить проблему, можно будет только при условии резкого сокращения выбросов углекислого газа в атмосферу.
Глобальное потепление приведет к интенсивному таянию льдов (Гренландия, Антарктика, Арктика) и к 2050 г. повышению уровня мирового океана на 30-50 см, а к 2100 г. до 1 м. При этом возможно повышение температуры поверхностных вод на 0,2-0,5 о С что приведет к изменению практически всех компонентов теплового баланса.
В связи с потеплением климата площадь продуктивных зон Мирового океана сократится примерно на 7%. При этом первичная продукция Мирового океана в целом может уменьшиться на 5-10%.
Таяние ледников в архипелагах в российском секторе Арктики может привести к их исчезновению через 150-250 лет.
Глобальное потепление на 2 о С сдвинет южную границу климатической зоны, связанной в настоящее время с вечной мерзлотой, на большей части Сибири к северо-востоку, по крайней мере, на 500-700 км.
Все это приведет к глобальным перестройкам мирового хозяйства и социальным потрясениям. Несмотря на то, что сценарий увеличения CO 2 в два раза маловероятен, рассматривать его нужно.
Приведенные выше прогнозы, показывают, что использование природных ресурсов должно ориентироваться, с одной стороны, на уменьшение расхода органического топлива, а с другой на повышение продуктивности растительного покрова (увеличение поглощения CO 2 ). Для повышения продуктивности естественного растительного покрова необходимо бережное отношение к лесам и болотам, а для повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий комплексная мелиорация.
«Оранжерейный» или «тепличный» эффект атмосферы, может быть вызван также и изменением содержания в воздухе водяного пара. При увеличении влагосодержания температура увеличивается, а при уменьшении - понижается.
Таким образом, изменение параметров атмосферы может привести и к похолоданию. Например, уменьшение влагосодержания воздуха вдвое может понизить среднюю температуру земной поверхности примерно на 5 о.
Похолодание может быть вызвано не только этими причинами, но и в результате изменения прозрачности атмосферы вследствие выброса вулканической пыли и пепла, ядерных взрывов, лесных пожаров и т.п.
Так, например, засорение атмосферы продуктами вулканизма увеличивает альбедо (отражательная способность) Земли как планеты и уменьшает поступление солнечной радиации на земную поверхность и это приводит к похолоданиям.
Вулканы являются источниками огромных масс пыли и пепла. Например, подсчитано, что в результате извержения вулкана Кракатау (Индонезия) в 1883 г. было выброшено в воздух 18 км 3 рыхлого материала, а вулкан Катмаи (Аляска) в 1912 г. дал атмосфере около 21 км 3 пыли и пепла.
По Гемфризу мелкие фракции пыли могут оставаться в атмосфере многие годы. Обилие твердых взвесей, выбрасываемых в атмосферу, быстрое их распространение по всему земному шару и продолжительное их сохранение во взвешенном состоянии уменьшает приход солнечной коротковолновой радиации на земную поверхность. При этом сокращается продолжительность солнечного сияния.
После извержения Катмаи в 1912 г., даже в Алжире интенсивность радиации была ослаблена на 20%. В г. Павловске, под Петербургом, коэффициент прозрачности атмосферы после извержения этого вулкана вместо нормальной величины 0,765 уменьшился до 0,588, а в августе -- до 0,560. В отдельные дни напряжение солнечной радиации составляло только 20% от нормального значения. В Москве число часов солнечного сияния в 1912 г. равнялось лишь 75% наблюдавшегося в смежные годы. [Алисов Б.П., Полтараус Б.П. 1974]
Интересные данные об ослаблении солнечной радиации твердыми примесями в атмосфере сообщаются В. Б. Шостаковичем. Он сообщает, что в засушливое уровня лето 1915 г. лесные пожары охватили в Сибири площадь в 1,6 млн. км 2 , а задымленность наблюдалась на площади в. 6 млн. км 2 . Эта площадь равна по величине площади Европы.Солнечная радиация при этом уменьшилась в. августе 1915 года до 65%. Пожары продолжались около 50 дней и вызвали: запоздание в созревании злаков на 10 -- 15 дней.
Аналогичное влияние огромных лесных пожаров в 1950, описывает Векслер. Он сообщает, что из-за дыма дневная сумма интенсивности солнечной радиации в безоблачные дни в Вашингтоне составляла 52% нормы для безоблачного дня. Аналогичную ситуацию можно было наблюдать в 1972 и 2002 годах в России.
Сторонником влияния помутнения атмосферы на климат является Брукс. По его данным все холодные годы, начиная с 1700 г., следовали за крупными извержениями вулканов. Холодные 1784-- 1786 гг.-- за извержением вулкана Асама (Япония) в 1783 году. Холодный 1816 г. («год без лета») -- за извержением Томборо (о. Сумбава) в 1815 году. Холодные 1884 -- 1886 гг.-- за извержением Кракатау в 1883 году. Холодные 1912 -- 1913 гг. -- за извержением Катмаи (Аляска) в 1912 году (см. рис 5.5).
Активным сторонником гипотезы вулканической причинности, объясняющей колебания и изменения климата, является один из крупнейших климатологов России - М. И. Будыко. Он показал, что после вулканического извержения, при среднем уменьшении прямой радиации на 10%, средняя годовая температура Северного полушария уменьшается примерно на 2 - 3 о С.
Расчеты М. И. Будыко, кроме того, доказывают, что в результате загрязнения атмосферы вулканической пылью суммарная радиация более существенно ослабляется в полярной области и мало -- в тропических широтах. При этом снижение температуры должно быть более значительным в высоких широтах и сравнительно небольшим в низких.
За последние полвека на Земле стало существенно темнее. К такому выводу пришли ученые Годдардского института космических исследований при NASA. Как показывают глобальные измерения, с конца 50-х до начала 90-х годов прошлого столетия количество солнечного света, достигающего земной поверхности, уменьшилось на 10%. В некоторых регионах, таких как Азия, Соединенные Штаты и Европа света стало еще меньше. В Сянгане (Гонконге), например, "потемнело" на 37%. Исследователи связывают это с загрязнением окружающей среды, хотя динамика "глобального затемнения" до конца не ясна. Ученым давно известно, что частицы веществ, загрязняющих атмосферу, в какой-то мере отражают солнечный свет, не пуская его на землю. Процесс идет давно и не представляет собой неожиданность, подчеркнул доктор Хэнсен, однако "его последствия огромны". Эксперты не предсказывают скорого наступления вечной ночи. Более того, некоторые настроены оптимистично, указывая, что в результате борьбы с загрязнением окружающей среды воздух над некоторыми районами планеты стал чище. И все же феномен "глобального затемнения" нуждается в глубоком изучении.
Из приведенных фактов следует, что механические примеси, выбрасываемые в атмосферу вулканами и образованные в результате антропогенной деятельности, могут оказывать существенное влияние на климат.
Для возникновения полного оледенения земного шара достаточно уменьшение притока суммарной солнечной радиации всего на 2%.
Гипотеза влияния загрязнение атмосферы на климат была принята при моделировании последствий ядерной войны, которое было выполнено учеными Вычислительного Центра РАН под руководством акад. Н.Н. Моисеева.Ими было показано, в результате ядерных взрывов образуются пылевые облака, ослабляющие интенсивность потока солнечных лучей. Это приводит к существенному похолоданию на всей территории планеты и к гибели биосферы в процессе «ядерной зимы».
Необходимость большой точности поддержания природных условий на Земле и недопустимости их изменения свидетельствуют высказывания многих ученых.
Так, например, бывший президент Нью-Йоркской Академии Наук КрессиМоррисон в своей книге "Человек не одинок" говорит, что люди находятся сейчас на заре научной эры, и каждое новое открытие проявляет тот факт, что «вселенная была задумана и создана великим конструктивным Разумом. Наличие живых организмов на нашей планете предполагает такое неимоверное количество всяких условий их существования, что совпадение всех этих условий не может быть делом случая. Земля отдалена от солнца точно на такое расстояние, при котором лучи солнца, обогревают нас достаточно, но не слишком. Земля имеет наклон по эллипсу в двадцать три градуса, что вызывает различные времена года; без этого наклона водяные пары, испаряющиеся с поверхности океана, перемещались бы по линии север - юг, нагромождая лед на наших континентах.
Будь луна всего в пятидесяти тысяч миль от нас, вместо того, чтобы отстоять приблизительно на двести сорок тысяч миль, наши океанические приливы были бы столь огромны, что затопляли бы нашу землю два раза в день...
Если бы наша атмосфера была бы более разреженной, горящие метеориты (которые сгорают миллионами в пространстве), ежедневно ударяли бы в нашу землю с разных сторон, производя пожары...
Эти примеры и множество других показывают, что нет ни одной возможности на миллион, чтобы жизнь на нашей планете была случайностью» (цитируется по материалам А.Д Шаховского).
Выводы к пятой главе
Климатические условия являются определяющими для многих процессов, от которых зависит существование биосферы на Земле.
Изменение климата в результате антропогенной деятельности опасно, если оно происходит в глобальных масштабах.
Существенное изменение климатических условий возможно при увеличении содержания «оранжерейных» газов в атмосфере (углекислый газ, водяные пары и т.п.)
Для компенсации парникового эффекта необходимо увеличение продуктивности естественных и искусственных ценозов.
Существенное изменение климатических условий возможно и при загрязнении атмосферы механическими примесями.
Использование природных ресурсов должно ориентироваться, с одной стороны, на уменьшение расхода органического топлива, а с другой на повышение продуктивности растительного покрова (увеличение поглощения CO 2).
Наблюдение – метод исследования предметов и явлений объективной действительности в том виде, в каком они существуют в природе. Наблюдаемой называют любую физическую величину, значение которой можно найти экспериментально (измерить).
Гипотеза – вероятное предположение о причине каких-либо явлений, достоверность которого при современном состоянии науки не может быть проверена и доказана.
Эксперимент – изучение того или иного явления в точно учитываемых условиях, когда имеется возможность следить за ходом изменения явления, активно воздействовать на неё.
Теория - обобщение опыта, практики, научной деятельности, вскрывающее основные закономерности изучаемого процесса или явления.
Опыт – совокупность накопленных знаний.
Механика – наука, изучающая механические движения, т.е. перемещения тел друг относительно друга или изменение форм тела.
Материальная точка – физическое тело, размерами и формой которого можно пренебречь.
Поступательное движение – движение, при котором любая прямая, жёстко связанная с телом, перемещается параллельно самой себе.
Мгновенная скорость (скорость) – характеризует быстроту изменения радиус-вектора перемещения r в момент времени t.
Ускорение – характеризует быстроту изменения скорости в момент времени t.
Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю.
Нормальное ускорение – по направлению.
Угловая скорость – векторная величина производной от элементарного углового перемещения по времени.
Угловое ускорение – векторная величина, равная первой производной от угловой скорости по времени.
Импульс – векторная мера кол-ва механического движения, которое может быть передано от одного тела к другому при условии, что движение не меняет своей формы.
Механическая система – совокупность тел, выделенных для рассмотрения.
Внутренние силы – силы, с которыми взаимодействуют между собой тела, входящие в рассматриваемую систему.
Внешние силы – действуют со стороны тел, не принадлежащих системе.
Система называется замкнутой или изолированной , если отсутствуют внешние силы
Прямая задача механики – зная силы, найти движение (функции r(t), V(t)).
Обратная задача механики – зная движение тела, найти силы, действующие на него.
Масса (аддитивная величина):
1. Мера инертности при поступательном движении тела (инертная масса)
2. Мера кол-ва вещества в объёме тела
3. Мера гравитационных свойств тел, участвующих в гравитационных взаимодействиях (гравитационная масса)
4. Мера энергии
Инерция проявляется:
1. В способности тела сохранять состояние движения
2. В способности тела под действием других тел изменять состояние не скачками, а непрерывно.
3. Сопротивляться изменению состояния своего движения.
Системы отсчёта , по отношению к которым свободная м.т. находится в состоянии относительного покоя или равномерного прямолинейного движения, называются инерциальными (в них выполняется I закон Ньютона).
I закон Ньютона : Если система отсчёта движется относительно инерциальной с ускорением, то она называется неинерциальной.
II закон Ньютона : В инерциальной системе скорость изменения импульса м.т. равна результирующей силе, действующей на неё и совпадает с ней по направлению.
III закон Ньютона : Силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению.
Абсолютная скорость – скорость м.т. относительно неподвижной системы отсчёта.
Относительная скорость – скорость м.т. относительно подвижной системы отсчёта.
Переносная скорость – скорость подвижной системы отсчёта относительно
Американский астрофизик Абрахам Леб, проведя соответствующие расчеты, выяснил, что в принципе первая жизнь могла появиться во Вселенной уже через 15 млн лет после Большого Взрыва. Условия в те времена были таковы, что на твердых планетах могла существовать вода в жидком виде даже тогда, когда они находились вне зоны обитаемости своей звезды.
Кому-то вопрос о том, когда в принципе в нашей Вселенной могла появится жизнь, может показаться праздным и несущественным. Какое нам дело до того, в какой момент времени условия нашего мироздания стали такими, что у органических молекул появилась возможность создавать сложные структуры? Мы ведь точно знаем, что на нашей планете это случилось не позднее 3,9 миллиарда лет тому назад (таков возраст самых древних осадочных пород на Земле, в которых были обнаружены следы жизнедеятельности первых микроорганизмов), и этой информации, на первый взгляд может оказаться достаточно для того, чтобы строить на данном основании все гипотезы о развитии жизни на Земле.
На самом деле этот вопрос куда более сложный и интересный для землян с практической точки зрения. Взять хотя бы весьма популярную и в наши дни гипотезу панспермии, согласно которой жизнь не зарождается на каждой планете в отдельности, а, один раз появившись в самом начале развития Вселенной, путешествует по разным галактикам, системам и планетам (в виде так называемых "спор жизни" — простейших организмов, находящихся во время путешествия в состоянии покоя). Однако надежных доказательств этой гипотезы по прежнему нет, поскольку ни на одной планете кроме Земли живые организмы пока что не найдены.
Однако если не удается получить прямые доказательства, то ученые могут использовать и косвенные — например, если будет установлено хотя бы теоретически, что жизнь могла зародиться раньше, чем 4 миллиарда лет тому назад (напомню, возраст нашей Вселенной оценивается как 13,830 ± 0,075 миллиарда лет, так что времени для этого было, как видите, более чем достаточно), то гипотеза панспермии из разряда философских уже перейдет в ранг строго научных. Следует заметить, что один из самых горячих приверженцев данной теории, академик В. И. Вернадский вообще полагал, что жизнь — это такое же фундаментальное свойство материи Вселенной, как, например, гравитация. Таким образом, логично предположить, что появление живых организмов вполне возможно и на самых ранних стадиях зарождения нашего мироздания.
Наверное, именно такие мысли побудили доктора Абрахама Леба из Гарвардского университета (США) задуматься над вопросом о том, когда вообще могла возникнуть жизнь во Вселенной и каковы были условия для ее существования в самую раннюю эпоху. Он провел соответствующие расчеты, используя данные по реликтовому излучению и выяснил, что это вполне могло случиться тогда, когда появились первые звездообразующие гало внутри нашего объема Хаббла (так называют область расширяющейся Вселенной, окружающей наблюдателя, за пределами которой объекты удаляются от наблюдателя со скоростью, большей чем скорость света), то есть всего лишь через… 15 миллионов лет после Большого взрыва.
Согласно расчетам исследователя, в эту раннюю эпоху средняя плотность материи во Вселенной в миллион раз превосходила сегодняшнюю, а температура реликтового излучения была равна 273-300 K (0-30 °C). Из этого следует: если тогда существовали твердые планеты, то жидкая вода на их поверхности могла существовать вне зависимости от степени их удаления от своего солнца. Если пояснить это на примере объектов нашей Солнечной системы, то бескрайние океаны могли бы свободно плескаться и на спутнике Урана Тритоне, и на спутнике Юпитера Европе, и на знаменитом сатурнианском Титане и даже на карликовых планетах вроде Плутона и объектах из облака Оорта (при условии наличия у последних гравитации, достаточной для удержания водных масс)!
Таким образом получается, что уже через 15 миллионов лет после рождения Вселенной были все условия для того, чтобы на некоторых планетах зародилась жизнь — ведь наличие воды является главнейшим условием для начала процесса формирования сложных органических молекул из простых составляющих. Правда, доктор Леб замечает, что в его построениях есть одно "но". Дата в 15 миллионов лет от Большого взрыва соответствует параметру красного смещения z (он определяет величину смещения относительно той точки, где находится наблюдатель) со значением 110. А согласно предыдущим расчетам, время появления во Вселенной тяжелых элементов, без которых невозможно формирование твердых планет, соответствует значению z, равному 78, а это уже 700 миллионов лет после того же Большого взрыва. Иначе говоря, воде в жидком виде тогда было не на чем существовать, поскольку не было самих твердых планет.
Однако, отмечает Абрахам Леб, именно такая картина складывается, если признать, что распределение вещества через 15 миллионов лет после рождения нашего мироздания было гауссовым (то есть нормальным). Однако вполне возможно, что оно в те времена было совсем другим. А раз так, то вероятность того, что где-то во Вселенной уже были системы с твердыми планетами, весьма и весьма повышается. Доказательством такого предположения могут служить объекты, которые часто находят астрономы в последнее время — это звезды и галактики, возраст которых сильно моложе конца эпохи реионизации (после которой и началось появление тяжелых элементов).
Таким образом, если расчеты доктора Леба верны, то получается, что жизнь могла возникать буквально на каждой планете ранней Вселенной. Более того, выходит, что первые планетарные системы должны быть наполнены ею практически "под завязку", поскольку, по меньшей мере часть подобных планет сохранила потенциальную пригодность для жизни на очень долгое время. Ну, а поскольку никто не может до сих пор опровергнуть потенциальную возможность переноса живых организмов и их спор метеоритно-кометным путем, то логично предположить, что в этом случае даже после падения температуры реликтового излучения эти "пионеры жизни" могли колонизировать другие планетные тела еще до гибели своих первичных биосфер — ведь благо расстояния между планетарными системами в ту пору были в огромное количество раз меньше, чем сегодня.
