примеры физических и химических явлениях и их значение этих явлений в жизни и деятельности

1.Примеры физических явлений:
1) Превращение воды в природе: жидкость испаряется, охлаждаясь выпадает в виде осадков дождя и снега, при пониженной температуре жидкость превращается в лед, который при повышении температуры превращается опять в жидкость.
Значение:  Вода это
самое ценное вещество на Земле, участвует
во всех процессах жизнедеятельности живых организмов. Без воды не было бы жизни
на Земле.  
 2) Разработка  нефтяных, угольных, золоторудных и других месторождений
Значение:

В результате разработки месторождений получают сырье для получения различных веществ.
3) Посадка зеленых  насаждений.
Значение:  Зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, их называют «легкие планеты». Все
живые организмы дышат кислородом, без кислорода не было бы жизни на Земле
4. Растворение в воде поваренной соли и использование ее в питании человек и животных :
Ионы
натрия и хлора, из которых состоит поваренная соль, играют огромную роль в жизнедеятельности живых организмов, натрия входят в состав крови, ионы 
хлора образуют в организме вещество пепсин, которое входит в состав желудочного сока и  участвует в переваривании пищи.

2. Примеры химические

явления:
1) Горение органических веществ,  окисление  и гниение веществ в  природе.
Значение: Выделяющаяся
энергия при этих процессах используется: в обогреве помещений,  в двигателях внутреннего
сгорания, в производстве других веществ, в  живых организмах окисление
способствует в строительстве клеток и их содержимого, за счет выделяющейся
энергии мы способны жить, трудиться.
2) Фотосинтез, образование из оксида углерода(IV), воды  и  солнечной энергии в листьях зеленных
растений органических веществ.   
  

 Значение:
  Благодаря
фотосинтезу в растениях образуются органические вещества, которые 
мы 
используем  в питании, в строительстве, 
производстве тканей и др. Зеленые растения  называют «легкими планеты» — кислородом дышит все живое на Земле,
   
 
3)
Получение металлов,  сплавов, органических  веществ, пищевых добавок,
консервантов, добавок, консервантов, минеральных удобрений
Значение: Металлы
их сплавы используются в металлургической промышленности, в автомобилестроении, в изготовлении предметов быта, одежды, украшений. Пищевые
добавки улучшают  вкус пищи, способствуют ее хранение. Минеральные
удобрения используются в
сельском хозяйстве для получения высоких урожаев с/х продукции.

 
                   
 

Программа вступительных испытаний по географии

Общие указания

На экзамене по географии поступающий в высшее учебное заведение должен показать глубокие знания данного предмета, свободно ориентироваться по картам физическим, социально-экономическим и политико-административным; уметь дать характеристику элементов природной среды (рельефа, климата, вод, почв, растительности, животного мира) и показать взаимосвязи, существующие между ними; уметь дать оценку природным условиям и их влиянию на хозяйственную деятельность человека; знать основные закономерности размещения производства и населения, уметь интерпретировать их на примере отдельных регионов мира и внутри страны; обладать необходимыми навыками в работе над планом, картой, глобусом, с цифрами и графическим материалом и т. д.

I. Общий географический обзор земного шара

Географическая оболочка — объект географии. Основные этапы в развитии географической науки. Великие географические открытия. Глобус, план и карта. Понятие о горизонте. Стороны горизонта. Способы ориентирования на местности. Умение пользоваться компасом. Масштаб. Основные отличия географической карты от плана местности. Картографические проекции. Измерение расстояний по карте с помощью масштаба. Умение по карте определить высоту гор, глубину океанов и морей. Искажения на карте из-за шарообразной формы Земли. Типы карт. Физико-географические и социально-экономические карты и атласы. Способы изображения географических объектов и явлений.

Значение карты в жизни и хозяйственной деятельности человека.

Земля как планета. Положение Земли в Солнечной системе. Форма и движение Земли. Градусная сеть. Форма Земли. Размеры земного шара. Суточное вращение Земли и его следствия. Внутреннее строение Земли.

Градусная сеть на карте и ее элементы.

Географическая широта и долгота (умение определять их на карте). Годовое движение Земли. Смена времен года. Тропики и полярные круги. Пояса освещенности. Значение искусственных спутников Земли и космических ракет для изучения Вселенной.

Время. Часовые пояса, линия смены дат.

Погода и климат. Понятие об атмосфере. Изменение температуры воздуха в зависимости от географической широты места и от высоты над уровнем океана. Давление атмосферы и его измерение. Умение пользоваться барометром. Ветры и их происхождение. Бризы, муссоны, пассаты. Атмосферные осадки и их образование. Закономерности распределения осадков на поверхности земного шара. Измерение количества осадков. Понятие испарения, испаряемости и коэффициента увлажнения.

Различие понятий «погода» и «климат». Факторы, определяющие особенности климата. Зависимость климата от географической широты места, близости моря, морских течений, рельефа, характера земной поверхности. Воздушные массы и их типы. Циркуляция воздушных масс (атмосферные фронты, циклоны, антициклоны) и связанные с ними типы погоды. Синоптическая карта. Общий обзор климатических поясов. Климаты Земли.

Влияние климата на земледелие, транспорт, здоровье человека. Прогноз погоды.

Охрана атмосферного воздуха от загрязнений.

Материковые воды. Подземные воды и их использование. Особая роль воды в природе и хозяйстве. Использование вод и пути сохранения их качества и объема. Опасные явления, связанные с водами (паводки, наводнения, лавины, сели) и предупреждение их действий.

Реки. Река и ее части. Понятие о речной долине. Питание рек. Бассейны и водоразделы. Умение показать их на карте. Главнейшие реки частей света. Использование рек в хозяйственной деятельности человека. Каналы и водохранилища. Озера и болота и их хозяйственное значение.

Ледники и покровные горные ледники. Рельефообразующая деятельность.

Океаны и моря. Мировой океан и его части. Рельеф дна Мирового океана. Глубины и соленость морской воды. Главнейшие моря, заливы, проливы, острова и полуострова. Морские течения. Биологическая продуктивность. Хозяйственное значение морей. Предупреждение загрязнения морских вод.

Земная кора и ее неоднородность. Устойчивые и подвижные участки земной коры. Внешние и внутренние силы, изменяющие поверхность Земли.

Главные черты рельефа, их связь со строением литосферы. Литосферные плиты. Типы земной коры. Их строение и динамика. Геологическое летоисчисление. Типы горных пород. Основные тектонические структуры. Складчатые и платформенные области и связанные с ними полезные ископаемые. Исчерпаемость полезных ископаемых и меры по улучшению их использования. Развитие рельефа. Эндогенные и экзогенные процессы рельефообразования. Процессы выветривания.

Формы земной поверхности. Абсолютная и относительная высоты поверхности суши. Равнины, низменности, возвышенности и плоскогорья. Главнейшие низменности и плоскогорья частей света. Горы и нагорья. Главнейшие горы частей света. Взаимодействие рельефа и климата и их влияние на почвы, растительность и животный мир.

Значение климата в хозяйственной деятельности человека.

Почвы. Образование почв и их разнообразие. Главные типы почв, различия в их плодородии. Закономерности распространения почв, почвенная карта.

Растительный и животный мир. Понятия «флора» и «растительность», «фауна» и «животный мир». Причины экологического разнообразия. Механизмы адаптации организмов к разным природным условиям.

Природные зоны. В.В.Докучаев — основоположник учения о природных зонах. Краткая характеристика природных зон по климату, почвенно-растительному покрову, животному миру.

Понятие о географической оболочке. Понятие о природном комплексе. Взаимосвязи компонентов природного комплекса. Формирование природных комплексов как результат длительного развития географической оболочки Земли. Физико-географическое районирование.

Основы природопользования и охраны природы. Роль географической науки в организации рационального использования природных ресурсов.

Человек и природа. Природные и антропогенные ландшафты. Непосредственное влияние природных условий на организм человека. Опосредованное влияние природных условий.

Природные ресурсы и производство. Классификация природных ресурсов. Неблагоприятные и опасные природные явления (НОЯ). Землетрясения и вулканизм. Цунами. Засухи, суховеи, ураганы. Заморозки. Многолетняя мерзлота. Паводки и наводнения. Лавины, сели, оползни. Эрозия почв.

Окружающая человека среда и здоровье населения. Изменение природных комплексов под влиянием деятельности человека. Глобальные и региональные экологические проблемы.

Физико-географический обзор материков. Материки (континенты) и части света. Географическое положение материка, компоненты природы, природные ресурсы.

II. Социально-экономическая география мира

Политическая карта мира. Государства мира и их столицы. Характеристика политической карты Европы, Азии, Африки и Америки. Изменения на политической карте мира после Второй мировой войны. Типология стран по уровню социально-экономического развития. Республики и монархии; унитарные и федеративные государства. Историко-географические регионы мира.

Природные ресурсы, их размещение и использование. Исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы. Полезные ископаемые. Земельные ресурсы. Водные и гидроэнергетические ресурсы. Почвенные и агроклиматические ресурсы. Лесные ресурсы. Ресурсы Мирового океана. Охрана и рациональное использование природных ресурсов. Обеспеченность различных стран природными ресурсами.

Население мира. Численность населения мира и крупных стран. Типы воспроизводства населения. Различия между странами в рождаемости, смертности, половом и возрастном составе населения. Трудовые ресурсы и занятость. Расовый и этнический состав населения. Крупнейшие народы мира. Религиозный состав населения. Миграция населения. Урбанизация и расселение. Плотность населения.

География мирового хозяйства. Международное географическое разделение труда. Научно-техническая революция и размещение производительных сил. География отраслей промышленности. География сельского хозяйства. География транспорта и международных экономических связей.

Региональная география. Краткая экономико-географическая характеристика крупных регионов мира и отдельных стран.

III. Россия и ближнее зарубежье

Здесь и далее под «ближним зарубежьем» понимается территория республик, входивших ранее в состав СССР.

Географическое положение России. Размеры территории; морские и сухопутные границы. Различия во времени на территории России и стран СНГ, часовые пояса. Поясное, декретное, летнее время.

Физическая география России и ближнего зарубежья

Физико-географическое положение России и стран ближнего зарубежья.

Рельеф, геологическое строение и полезные ископаемые. Главные черты рельефа, их связь со строением литосферы. Основные тектонические структуры. Складчатые и платформенные области и связанные с ними полезные ископаемые. Районы развития рельефа. Оползни, сели, оврагообразование, эрозия, выветривание.

Особенности климата, воздушные массы, их типы.

Синоптическая карта. Закономерности распределения тепла и влаги.

Внутренние воды и водные ресурсы. Главные речные системы и бассейны рек. Питание и режим рек. Важнейшие озера. Болота. Подземные воды. Ледники, снежный покров. Многолетняя мерзлота.

Неравномерность распределения водных ресурсов на территории страны и необходимость мелиорации.

Почвы и земельные ресурсы; почвенная карта.

Земельные ресурсы, меры по их сбережению.

Растительный и животный мир. Карта растительности. Лесные ресурсы. Животный мир.

Разнообразие природных комплексов России и ближнего зарубежья

Природное районирование России.

Природные зоны России и ближнего зарубежья: арктические пустыни, тундра, лесотундра, леса, лесостепи, степи, полупустыни, пустыни, субтропики. Природные ресурсы.

Высотная поясность в горах.

Зональные системы сельского хозяйства, охрана и рациональное использование земельных и агроклиматических ресурсов.

Экологические проблемы в разных природных зонах.

Главные природные районы России и ближнего зарубежья: Восточно-Европейская равнина и Кольский полуостров; Урал; Западная Сибирь; Восточная и Северо-Восточная Сибирь; горы юга Сибири; Дальний Восток; Карпаты, Крым и Кавказ; Средняя Азия и Казахстан. Соотношение природных регионов и экономических районов России.

Моря. Моря как крупные природные комплексы. Моря Северного Ледовитого, Тихого и Атлантического океанов, омывающие берега России. Ледовый режим и длительность навигации. Использование природных ресурсов морей России.

Экономическая и социальная география России и ближнего зарубежья

Геополитическое, экономико-географическое и транспортно-географическое положение России. Сухопутные и морские границы. Экономическое влияние России.

Население. Численность и размещение населения. Исторические особенности заселения и освоения территории. Различия в плотности населения. Формы расселения и типы населенных пунктов. Городское и сельское население. Расселение и урбанизация. Функции поселений. Городские агломерации. Расселение в сельской местности. Воспроизводство населения. Миграции. Демографическая ситуация. Рынок труда и занятость населения.

Этногеографическое положение России и стран ближнего зарубежья. Разнообразие культурных миров. Национальный и религиозный состав.

Экономика России. Цикличность развития. Особенности и место экономики России в системе стран ближнего зарубежья и мира. Понятие рыночной экономики. Структурные особенности хозяйства России. Основные направления реформ.

Важнейшие межотраслевые комплексы и отрасли.

Машиностроительный комплекс России

Роль машиностроения в ускорении научно-технического прогресса. Отраслевой состав. Специализация и кооперирование производства. Факторы размещения предприятий комплекса. Карта машиностроения.

Топливно-энергетический комплекс России

Роль энергетики в народном хозяйстве. Отраслевой состав комплекса. Размещение основных топливно-энергетических баз и районов потребления энергии. Структура топливно-энергетического баланса и его динамика.

Карты отраслей комплекса.

Нефтяная и газовая промышленность. Основные районы добычи и переработки нефти и природного газа. Система трубопроводов. Угольная промышленность. Основные угольные бассейны, их хозяйственная оценка.

Электроэнергетика. Типы электростанций и принципы их размещения.

Перспективы развития топливно-энергетического комплекса. Энергетика и охрана природы.

Комплексы отраслей по производству конструкционных материалов и химических веществ

Состав и значение комплексов. Факторы размещения предприятий. Карты отраслей комплексов.

Металлургический комплекс. Черная и цветная металлургия. Концентрация и комбинирование производства в черной металлургии. Основные металлургические базы. География металлургии легких и тяжелых цветных металлов.

Химико-лесной комплекс. Факторы размещения предприятий. Основные горно-химические базы и районы химической промышленности. Лесные ресурсы, лесоизбыточные районы. География важнейших лесопромышленных комплексов, проблемы их формирования.

Военно-промышленный комплекс (ВПК)

Структура комплекса и географические факторы размещения предприятий.

Агропромышленный комплекс (АПК) России

Состав комплекса и его значение. Интенсивное и экстенсивное хозяйство.

Растениеводство и животноводство, их взаимозависимость. Агроклиматическая карта. Зональная специализация сельского хозяйства. Сельское хозяйство в пригородной зоне. Основные районы размещения зерновых и технических культур. Главные отрасли и районы животноводства.

Пищевая промышленность.

Комплекс по производству товаров народного потребления и сферы услуг

Состав комплекса, его возрастающее значение. Легкая промышленность. Основные принципы размещения текстильной промышленности.

Транспортный комплекс России

Состав и значение комплекса. Карты транспорта. Виды транспорта (железнодорожный, водный, авиационный, трубопроводный, автомобильный). Роль отдельных видов транспорта в грузовых и пассажирских перевозках. Важнейшие транспортные магистрали, состав и направление грузопотоков. Крупнейшие морские порты и их специализация.

Непроизводственная сфера

Понятие непроизводственной сферы. Сфера обслуживания и ее территориальная организация.

Экономическая и социальная география крупных регионов России

Административно-территориальное устройство России. Подходы к районированию. Карта экономических районов. Понятие свободной экономической зоны.

Западная экономическая зона России

Общие черты и проблемы развития экономики в условиях рынка. Благоприятные природно-климатические условия на большей части территории. Высокая плотность населения. Научно-технический потенциал.

Преобладание обрабатывающих отраслей промышленности. Специализация сельского хозяйства. Общие проблемы: энергетическая, сырьевая, водных ресурсов, охраны и рационального использования природной среды.

Центр и Северо-Запад России. Экономико-географическое положение (ЭГП). Природные условия и ресурсы. Специализация на наукоемких и трудоемких отраслях. Важнейшие машиностроительные центры; легкая и химическая промышленность; черная металлургия; лесная промышленность Волго-Вятского района. Особенности АПК.

Сельское хозяйство Центральной России и Северо-Запада. Роль пригородного сельского хозяйства. Особенности агропромышленного комплекса Черноземья.

Отдых и туризм. «Золотое кольцо России», Новгород, Псков, памятники истории и культуры, природные ландшафты.

Топливно-энергетические и экологические проблемы. Проблемы регулирования развития крупных городов и агломераций.

Особенности территориальной организации производительных сил. Роль Москвы и С.-Петербурга в развитии отраслей научно-технического прогресса, науки, образования, культуры.

Европейский Север. Влияние природных условий на освоение территории, жизнь и труд людей. Топливно-энергетические, сырьевые, лесные и рыбные ресурсы. Отрасли специализации. Основные промышленные центры. Морской транспорт. Проблемы охраны северной природы.

Северный Кавказ. Изменение экономико-географического положения после распада СССР. Влияние вертикальной поясности на развитие хозяйства и заселенность территории. Многонациональность и межэтнические проблемы. Особенности аграрно-индустриального комплекса, его роль в экономике России и района. Тяжелая промышленность Нижнего Дона и Предкавказья. Морской транспорт. Крупнейшие районы санаторно-курортного хозяйства и туризма.

Поволжье. Природные условия и ресурсы. Роль Волги в развитии хозяйства и размещении населения. Отрасли хозяйственной специализации Поволжья. Задачи охраны природы бассейнов Волги и Каспийского моря.

Урал. Положение района на стыке Западной и Восточной зон. Отрасли хозяйственной специализации. Промышленные узлы. Оренбургский газоперерабатывающий комплекс. Проблемы развития черной и цветной металлургии, металлоемкого машиностроения, химической промышленности. Сырьевой характер отраслей специализации. Конверсия военно-промышленного комплекса.

Охрана природы в условиях высокой концентрации производства.

Восточная экономическая зона России

Общие черты, тенденции и проблемы развития. Концентрация топливно-энергетических, минерально-сырьевых и лесных ресурсов, пути их эффективного использования в условиях рынка. Народы Севера. Особенности жизни людей на Севере.

Западная Сибирь. Экономико-географическое положение, его изменение после распада СССР. Разнообразие природных условий и особенности ресурсной базы. Роль района в топливно-энергетическом комплексе России. Проблемы его развития.

Восточная Сибирь. Природные факторы, сдерживающие освоение территории. Природные ресурсы: минеральные, лесные, гидроэнергетические и др. Особенности освоения территории Восточной Сибири. Отрасли специализации. Гидроэлектроэнергетика. Основные центры цветной металлургии, целлюлозно-бумажной промышленности. Проблемы Байкала.

Дальний Восток. Особенности ЭГП. Проблемы заселения района. Горнодобывающая, лесная и рыбная промышленность. Морские порты.

Научные центры Сибири и Дальнего Востока.

Внешнеэкономические связи России.

Ближнее зарубежье

Республики Прибалтики. Природные условия и ресурсы. Особенности развития отраслей обрабатывающей промышленности и агропромышленного комплекса. Приморское положение и его влияние на хозяйство государств Прибалтики. Экономико-географическая характеристика Эстонии, Латвии, Литвы.

Белоруссия. Экономико-географическое положение, природные ресурсы и хозяйственная специализация. Машиностроительный комплекс. Проблемы развития отраслей промышленности, использующих привозное сырье. Особенности развития агропромышленного комплекса.

Украина. Природные условия и ресурсы. Особенности расселения, плотность населения и крупнейшие города. Отрасли хозяйственной специализации. Угольно-металлургическая база Украины. Проблемы энергетики, зависимость республики от импорта нефти и газа. Размещение различных отраслей машиностроения, их связь с центрами черной металлургии и трудовыми ресурсами. Особенности агропромышленного комплекса республики. Курортно-рекреационное хозяйство. Основные виды транспорта, морские порты.

Молдавия. Экономико-географическая характеристика.

Республики Закавказья. Сходство и различия природных условий и ресурсов, отраслей хозяйственной специализации. Субтропическое земледелие. Рекреационный потенциал территории. Экономико-географическая характеристика Грузии, Армении, Азербайджана.

Казахстан. Экономико-географическое положение. Влияние природных условий на хозяйственное освоение. Разнообразие природных ресурсов. Неравномерность размещения населения. Особенности национального состава. Отрасли хозяйственной специализации. Размещение отраслей добывающей промышленности, черной и цветной металлургии. Особенности развития агропромышленного комплекса, связь сельскохозяйственной специализации с природно-климатическими условиями. Экономическая интеграция Казахстана и России.

Республики Средней Азии. Экономико-географическое положение. Сходство и различия природных условий. Минеральные, земельные, водные и гидроэнергетические ресурсы. Проблемы быстрого роста численности населения. Особенности расселения, древние города. Национальный состав населения. Общие черты хозяйственной специализации. Проблемы освоения пустынных территорий. Экономико-географическая характеристика Узбекистана, Туркменистана, Таджикистана и Кыргызстана.

Физическая культура, здоровье и красота

Здоровье – неоспоримая ценность, а также индикатор благополучия человека и показатель социально-экономического уровня развития общества. Широкое признание получило позитивное определение здоро­вья, данное Всемирной организацией здравоохранения: «Здоровье – это состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов» (Устав ВОЗ, 1946).

Таким образом, здоровье складывается из трех компонентов: физического, психического и социального.

Закон Республики Беларусь «О физической культуре и спорте» был принят в 1993 году. В нем были законодательно закреплены права граждан на занятия физической культурой и спортом. Для обеспечения этого права в стране сохранена и получила дальнейшее развитие государственная система физического воспитания в:

1. детских дошкольных учреждениях
2. средних и высших учебных заведениях
3. детских спортивных школах
4. добровольных физкультурно–оздоровительных и спортивных объединениях граждан по месту жительства, учебы, работы, в местах массового отдыха, учреждениях и предприятиях по оказанию платных физкультурных услуг населению республики.

В статье 19 закона закреплено право учащихся на обязательное физкультурное образование.

Физическое здоровье человека – это естественное состояние организма, обусловленное нормальным функционированием всех его органов и систем. Стрессы, вредные привычки, несбалансированное питание, недостаток физических нагрузок и другие неблагоприятные условия оказывают влияние не только на социальную сферу деятельности человека, но и являются причиной появления различных хронических заболеваний. Для их профилактики необходимо вести здоровый образ жизни, основу которого составляет физическое развитие. Основным фактором физического здоровья человека является его образ жизни. Здоровый образ жизни – это разумное поведение человека, включающее:

• Оптимальное соотношение труда и отдыха;
• Правильно рассчитанная физическая активность;
• Отказ от вредных привычек;
• Сбалансированное питание;
• Позитивное мышление.

Основу здорового образа жизни составляет физическое развитие человека, и здоровье напрямую зависит от оптимального соотношения физической активности и отдыха. Регулярные упражнения обеспечивают высокий уровень иммунитета, улучшают обмен веществ и кровообращение, нормализуют давление, увеличивают силу и выносливость.

Основными качествами, которые формируются средствами физической культуры человека, являются сила, быстрота, ловкость, гибкость и выносливость, и совершенствование всех этих качеств способствует укреплению здоровья. Физическая культура оказывает благотворное влияние на нервно – эмоциональную систему, продлевает жизнь, омолаживает организм, делает человека красивее.

Основные элементы физической культуры:

1. Утренняя зарядка.
2. Физические упражнения.
3. Двигательная активность.
4. Любительский спорт.
5. Физический труд.
6. Активно – двигательные виды туризма.
7. Закаливание организма.

Следует понимать, что не все двигательные действия, которые выполняются в быту или процессе работы, являются именно физическими упражнениями. Физические упражнения — это только те движения, которые специально подбираются для воздействия на различные органы и системы организма человека, для развития физических качеств, а также коррекции имеющихся дефектов телосложения. Научно доказано, что даже у здорового и совсем нестарого человека при «сидячем» образе жизни и отсутствии занятий физкультурой, даже при самых небольших физических нагрузках учащается дыхание и появляется сердцебиение, в то время как тренированный человек легко справляется и со значительными физическими нагрузками. Работоспособность сердечной мышцы как главного двигателя кровообращения вообще зависит от силы и развития всей мускулатуры, поэтому, развивая мускулатуру тела с помощью физической тренировки, укрепляется и сердечная мышца. Люди с неразвитой мускулатурой значительно чаще испытывают проблемы с сердечно — сосудистой системой.

Несомненно, ежедневная утренняя гимнастика должна быть для всех людей такой же самой привычкой, как умывание по утрам. Но это всего лишь минимум физической подготовки. Понятие здоровый образ жизни и физическая культура, общая двигательная активность включает в себя утреннюю гимнастику, физкультурные тренировки, ходьбу, работу на дачном участке и т. д. Для тех, кто хочет вести здоровый образ жизни, наряду с другими элементами, занятия физической культурой и спортом должны стать правилом и непременным атрибутом жизнедеятельности. В настоящее время нет никаких проблем с такими занятиями – многочисленные спортивные залы и фитнес-центры предоставляют свои услуги для всех желающих, но даже без их посещения можно легко найти спортивное занятие по душе на улице – и не обязательно на специальных спортивных площадках или стадионах. Бегом можно заниматься где угодно, так же как и плаваньем в любых водоемах. А зимой для поддержания физической формы вполне подойдут лыжные прогулки.

Физические упражнения могут оказать положительное воздействие в том случае, если при этих занятиях будут соблюдаться определенные правила. Так, чтобы не причинить себе вреда, занимаясь физическими упражнениями, необходимо следить за состоянием здоровья — если наблюдаются нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы, то упражнения, которые требуют значительного напряжения, могут привести к ухудшению деятельности сердца. Также не следует заниматься сразу же после болезни, необходимо выдержать определенный период, чтобы функции организма восстановились.

Организм человека при выполнении физических упражнений реагирует на нагрузку ответными реакциями — активизируется деятельность всех органов и систем, повышается подвижность нервных процессов, укрепляются мышечная и костно-связочная системы. Таким образом, формирование здорового образа жизни средствами физической культуры весьма полезно для общего укрепления здоровья человека. Улучшается общая физическая подготовленность человека и как результат организм, когда нагрузки переносит легко. У занимающегося физическими упражнениями человека чаще хорошее самочувствие, настроение и сон. При регулярных занятиях физическими упражнениями тренированность улучшается из года в год, и таким образом человек находится в хорошей форме в течение длительного времени.

Говоря о красоте, мы обычно имеем в виду не только внешний облик, красивое лицо, но и способность управлять своим телом, умение красиво двигаться. Основной составляющей нашей привлекательности является красивая осанка, которая достигается только систематическими занятиями спортом. Для красоты и здоровья активные движения просто необходимы, и именно их не хватает современному человеку. Поэтому нужно восполнять эту потребность организма ежедневной физической работой и активными упражнениями. Доказано, что физическая культура имеет исключительное значение и для предупреждения заболеваний.

Словом, заботясь о своем здоровье, мы заботимся о красоте. Ведь красивая внешность и крепкое здоровье являются не только даром природы – они достигаются самообладанием и целенаправленными усилиями самого человека.

Врач валеолог Г. С. Захарова

«Здоровый образ жизни и его составляющие»

Здоровый образ жизни — это индивидуальная система поведения человека, обеспечивающая ему физическое, душевное и социальное благополучие в реальной окружающей среде (природной, техногенной и социальной) и активное долголетие.

Здоровый образ жизни создает наилучшие условия для нормального течения физиологических и психических процессов, что снижает вероятность различных заболеваний и увеличивает продолжительность жизни человека.

Здоровый образ жизни помогает нам выполнять наши цели и задачи, успешно реализовывать свои планы, справляться с трудностями, а если придётся, то и с колоссальными перегрузками. Крепкое здоровье, поддерживаемое и укрепляемое самим человеком, позволит ему прожить долгую и полную радостей жизнь. Здоровье — бесценное богатство каждого человека в отдельности, и всего общества в целом. Как же укрепить свое здоровье? Ответ прост — вести здоровый образ жизни.

1. Режим дня и здоровье человека.

Вся жизнь человека проходит в режиме распределения времени, частично вынужденного, связанного с общественно необходимой деятельностью, частично по индивидуальному плану. Так, например, режим дня студента определен учебным планом занятий в учебном заведении, режим военнослужащего — распорядком дня, утвержденным командиром воинской части, режим работающего человека — началом и концом рабочего дня.

Таким образом, режим — это установленный распорядок жизни человека, который включает в себя труд, питание, отдых и сон.

Главной составляющей режима жизнедеятельности человека является его труд, который представляет целесообразную деятельность человека, направленную на создание материальных и духовных ценностей.

Режим жизнедеятельности человека должен быть подчинен, прежде всего, его эффективной трудовой деятельности. Работающий человек живет в определенном ритме: он должен в определенное время вставать, выполнять свои обязанности, питаться, отдыхать и спать. И это неудивительно — все процессы в природе подчинены в той или иной мере строгому ритму: чередуются времена года, ночь сменяет день, день снова приходит на смену ночи. Ритмичная деятельность — один из основных законов жизни и одна из основ любого труда.

Рациональное сочетание элементов режима жизнедеятельности обеспечивает более продуктивную работу человека и высокий уровень его здоровья. В трудовой деятельности человека участвует весь организм как целое. Трудовой ритм задает ритм физиологический: в определенные часы организм испытывает нагрузку, вследствие чего повышается обмен веществ, усиливается кровообращение, а затем появляется чувство усталости; в другие часы, дни, когда нагрузка снижается, наступает отдых после утомления, восстанавливаются силы и энергия. Правильное чередование нагрузки и отдыха является основой высокой работоспособности человека.  

Теперь необходимо остановиться на вопросе об отдыхе. Отдых — это состояние покоя или активной деятельности, ведущее к восстановлению сил и работоспособности.

Наиболее эффективным в деле восстановления работоспособности является активный отдых, который позволяет рационально использовать свободное время. Чередование видов работы, гармоничное сочетание умственного и физического труда, физическая культура обеспечивают эффективное восстановление сил и энергии. Отдыхать человеку требуется ежедневно, еженедельно в выходные дни, ежегодно во время очередного отпуска, используя свободное время для укрепления физического и духовного здоровья.

2. Рациональное питание и его значение для здоровья.

Извечное стремление людей быть здоровыми и работоспособными привело к тому, что в последнее время много внимания стало уделяться рациональному питанию как одному из важных компонентов здорового образа жизни. Правильное, научно обоснованное питание — это важнейшее условие здоровья, работоспособности и долголетия человека.

С пищей человек получает все необходимые элементы, которые обеспечивают организм энергией, необходимой для роста и поддержания жизнедеятельности тканей.

Необходимые организму питательные вещества подразделяются на шесть основных типов: углеводы, белки, жиры, витамины, минеральные элементы и вода. Правильно питаться — это значит получать с пищей в достаточном количестве и в правильном сочетании все, что требуется организму.

Правильное питание — это, прежде всего разнообразное питание с учетом генетических особенностей человека, его возраста, физических нагрузок, климатических и сезонных особенностей окружающей среды. Оно позволяет организму максимально реализовать его генетический потенциал, однако превзойти этот потенциал организм не в состоянии, как бы хорошо не было организовано питание.

Необходимо отметить, что нет таких пищевых продуктов, которые сами по себе были бы хорошими или плохими. Питательной ценностью в той или иной степени обладают все пищевые продукты, но не существует и некой идеальной пищи. Важно не только то, что мы едим, а, сколько едим, когда едим и в каких сочетаниях съедаем те или иные продукты.

Рассмотрим подробно основные типы питательных веществ, необходимых организму.

Углеводы — органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они содержатся во всех пищевых продуктах, но особенно много их в крупах, фруктах и овощах.

Углеводы по сложности их химической структуры подразделяются на две группы: простые и сложные углеводы.

Основной единицей всех углеводов является сахар, называемый глюкозой. Глюкоза является простым сахаром.

Несколько остатков простых Сахаров соединяются между собой и образуют сложные сахара. Основной единицей всех углеводов является сахар, называемый глюкозой. Глюкоза является простым сахаром.

Несколько остатков простых Сахаров соединяются между собой и образуют сложные сахара.

Тысячи остатков молекул одинаковых Сахаров, соединяясь между собой, образуют полисахарид:присутствует около 50 тысяч различных типов белков. Все они состоят из четырех элементов: углерода, водорода, кислорода и азота, которые, определенным образом соединяясь между собой, образуют аминокислоты. Существует 20 типов аминокислот. Соединение, состоящее из большого числа аминокислот, называют, поли пептидом. Каждый белок по своему химическому строению является полипептидом. В составе большинства белков находится в среднем 300—500 остатков аминокислот. Необходимо отметить, что некоторые бактерии и все растения способны синтезировать все аминокислоты, из которых строятся белки.

Витамины — это органические химические соединения, необходимые организму для нормального роста, развития и обмена веществ. Витамины не относятся ни к углеводам, ни к белкам, ни к жирам. Они состоят из других химических элементов и не обеспечивают организм энергией.   

Цитрусовые — великолепный источник витамина С. Получение необходимого количества витамина С из фруктов и овощей заряжает иммунную систему.

Так же для укрепления иммунитета очень важен цинк — он имеет антивирусное и антитоксическое действие. Получить его можно из морепродуктов, из неочищенного зерна и пивных дрожжей. Кроме того, нужно пить томатный сок — он содержит большое количество витамина А.

Нужно употреблять белок. Из белка строятся защитные факторы иммунитета — антитела (имунноглобины) Если вы будете употреблять в пищу мало мяса, рыбы, яиц, молочных блюд, орехов, то они просто не смогут образовываться.

Пробиотики:

Полезно употреблять продукты, повышающие количество полезных бактерий в организме. Они называются пробиотическими, в их список входит репчатый лук и лук-порей, чеснок, артишоки и бананы.

Весной и в конце зимы в организме наблюдается недостаток витаминов. Вам, конечно известны коробочки и баночки с витаминами. Некоторые накупят сладких таблеток, содержащих витамины, и съедят, чуть ли не всю пачку сразу. Потом вдруг ни с того ни сего начинается тошнота, головная боль…. Это организм дает знать о повышенном содержании витаминов. Поэтому препараты витаминов можно принимать только по рекомендации врача или, по крайней мере, с разрешения взрослых.

В состав тела человека входят самые различные вещества: железо, кальций, магний, калий и т. д. Но больше всего в организме человека воды. В головном мозгу, например, содержится 80% воды, в мышцах 76%, в костях 25%.

Животные в процессе эволюции утратили способность осуществлять синтез десяти особо сложных аминокислот, называемых незаменимыми. Они получают их в готовом виде с растительной и животной пищей. Такие аминокислоты содержатся в белках молочных продуктов (молоке, сыре, твороге), яйцах, рыбе, мясе, а также в сое, бобах и некоторых других растениях.

В пищеварительном тракте белки расщепляются до аминокислот, которые всасываются в кровь и попадают в клетки. В клетках из них строятся собственные белки, характерные для данного организма.
Минеральные вещества — неорганические соединения, на долю которых приходится около 5% массы тела. Минеральные вещества служат структурными компонентами зубов, мышц, клеток крови и костей. Они необходимы для мышечного сокращения, свертывания крови, синтеза белков и проницаемости клеточной мембраны. Минеральные вещества организм получает с пищей.

Минеральные вещества подразделяются на два класса: макроэлементы и микроэлементы.
Макроэлементы — кальций, фосфор, калий, сера, натрий, хлор и магний — требуются организму в относительно больших количествах.

Микроэлементы: железо, марганец, медь, йод, кобальт, цинк и фтор. Потребность в них несколько меньше.

Вода — это один из наиболее важных компонентов организма, составляющий 2/3 его массы. Вода является главным компонентом всех биологических жидкостей. Она служит растворителем питательных веществ и шлаков. Велика роль воды в регуляции температуры тела и поддержания кислотно-щелочного равновесия; вода участвует во всех протекающих в организме химических реакциях.

Для того чтобы питание отвечало требованиям здорового образа жизни, оно должно обеспечивать организм всеми необходимыми пищевыми элементами в необходимом количестве и нужном сочетании. Человеческий организм — сложный механизм. Здоровье человека зависит от того, сколько человек получает энергии и сколько он ее расходует и как гармонично при этом работают все его органы, обеспечивая необходимый уровень жизнедеятельности.

3.Влияние двигательной активности и закаливания

Физическая культура всегда занимала ведущее место в подготовке человека к активной плодотворной жизнедеятельности. Она успешно может решить проблему нарушенного равновесия между силой эмоциональных раздражителей и реализацией физических потребностей тела. Это верный путь к укреплению духовного и физического здоровья.

Физическая культура оказывает важное воздействие на умение человека приспосабливаться к внезапным и сильным функциональным колебаниям. Всего у человека 600 мускулов, и этот мощный двигательный аппарат требует постоянной тренировки и упражнений. Мышечные движения создают громадный поток нервных импульсов, направляющихся в мозг, поддерживают нормальный тонус нервных центров, заряжают их энергией, снимают эмоциональную перегрузку. Кроме того, люди, постоянно занимающиеся физической культурой, внешне выглядят более привлекательными. Занятия физической культурой — лучшая мера профилактики употребления алкоголя, курения и наркомании.

Тренированность придает человеку уверенность в себе. Люди, постоянно занимающиеся физической культурой, меньше подвержены стрессу, они лучше справляются с беспокойством, тревогой, угнетенностью, гневом и страхом. Они не только способны легче расслабиться, но и умеют снять эмоциональное напряжение с помощью определенных упражнений. Физически тренированные люди лучше сопротивляются болезням, им легче вовремя засыпать, сон у них крепче, им требуется меньше времени, чтобы выспаться. Некоторые физиологи считают, что каждый час физической активности продлевает жизнь человека на два-три часа.

Ежедневная утренняя зарядка — обязательный минимум физической нагрузки на день. Необходимо сделать её такой же привычкой, как умывание по утрам.

Закаливание — это повышение устойчивости организма к неблагоприятному воздействию ряда факторов окружающей среды (например, низкой или высокой температуры) путем систематического воздействия на организм этих факторов.

Современные жилища, одежда, транспорт и т. п. уменьшают воздействие на организм человека атмосферных влияний, таких, как температура, влажность, солнечные лучи. Уменьшение таких влияний на наш организм снижает его устойчивость к факторам окружающей среды. Закаливание — мощное оздоровительное средство. С его помощью можно избежать многих болезней и на долгие голы сохранить трудоспособность, умение радоваться жизни. Особенно велика роль закаливания в профилактике простудных заболеваний. В 2-4 раза снижают их число закаливающие процедуры, а в отдельных случаях помогают вовсе избавиться от простуд. Закаливание оказывает общеукрепляющее действие на организм, повышает тонус центральной нервной системы, улучшает кровообращение, нормализует обмен веществ.
Основными условиями, которые нужно выполнять при закаливании организма являются систематическое использование закаливающих процедур и постепенное наращивание силы воздействия. Надо помнить, что через 2-3 месяца после прекращения закаливания достигнутый ранее уровень устойчивости организма начинает снижаться.

Наиболее распространенной формой закаливания является использование свежего прохладного воздуха. Для этого в теплое время года хороши длительные прогулки, туристические походы, сон в помещении с открытым окном.

Дома полезно ходить по полу босиком, причем в первый раз в течение! минуты, затем каждую неделю увеличивать продолжительность на 1 минуту. В холодное время года прогулки пешком хорошо дополнять ходьбой на лыжах, бегом на коньках, медленным закаливающим бегом в облегченной одежде. Повышению устойчивости к низким температурам способствует также занятие утренней гимнастикой на открытом воздухе или в тщательно проветриваемом помещении.

Более сильный закаливающий фактор-вода. Кроме температурного, вода оказывает механическое воздействие на кожу, что является своеобразным массажем, улучшающем кровоснабжение.
Закаливание можно проводить в виде обтирания или обливания водой. Начинают закаливание водой при температуре ее не ниже 33-35 градусов и дальше через каждые 6-7 дней воду охлаждают на один градус. Если со стороны организма не возникает никаких изменений, температуру воды можно довести до температуры водопроводной (10-12 градусов).

Большим закаливающим действием обладают купания в открытых водоемах. При этом раздражение водой сочетается с воздействием воздуха. При купании согреванию тела способствует усиленная работа мышц во время плавания. Вначале продолжительность купания оставляет 4-5 минут, постепенно ее увеличивают до 15-20 минут. Во время слишком долгого купания или купания в очень холодной воде усиленный обмен веществ не может восполнить потерю тепла и организм переохлаждается. В результате вместо закаливания человек наносит вред своему здоровью.

Одним из закаливающих факторов является солнечное облучение. Оно вызывает расширение сосудов, усиливает деятельность кроветворных органов, способствует образованию в организме витамина D. Это особенно важно для предупреждения у детей рахита.

Продолжительность пребывания на солнце вначале не должна превышать 5 минут. Постепенно ее увеличивают до 40-50 минут, но не более. При этом надо помнить, что неумеренное пребывание на солнце может привести к перегреванию организма, солнечному удару, ожогам.

Таковы основные слагаемые здоровья. Помните: здоровый образ жизни позволяет в значительной мере раскрыть те ценные качества личности, которые столь необходимы в условиях современного динамического развития. Это, прежде всего высокая умственная и физическая работоспособность, социальная активность, творческое долголетие. Сознательное и ответственное отношение к здоровью как к общественному достоянию должно стать нормой жизни и поведения всех людей. Повсеместное утверждение здорового образа жизни — дело общегосударственной значимости, всенародное, и в то же время оно касается каждого из нас.

Формирование образа жизни, способствующего укреплению здоровья человека, осуществляется на трёх уровнях.

Отказ от вредных привычек. Вред курения.

К вредным привычкам относятся злоупотребление алкоголем, курение, наркомания и токсикомания. Все они отрицательно влияют на здоровье человека, разрушающе действуя на его организм и вызывая различные заболевания. Курение табака является одной из наиболее распространенных вредных привычек. С течением времени она вызывает физическую и психическую зависимость курильщика.
Прежде всего, от табачного дыма страдает легочная система, разрушаются механизмы защиты легких, и развивается хроническое заболевание — бронхит курильщика.

Часть табачных ингредиентов растворяется в слюне и, попадая в желудок, вызывает воспаление слизистой, впоследствии развивающееся в язвенную болезнь желудка или двенадцатиперстной кишки.
Крайне вредно табакокурение сказывается на деятельности сердечно — сосудистой системы и часто приводит к сердечной недостаточности, стенокардии, инфаркту миокарда и другим заболеваниям.
Содержащиеся в табачном дыме радиоактивные вещества иногда способны вызвать образование раковых опухолей. Табачный дым содержит более трех тысяч вредных веществ. Все их запомнить невозможно. Но три основные группы токсинов знать надо:

Смолы. Содержат сильные канцерогены и вещества, раздражающие ткани бронхов и легких. Рак легких в 85% всех случаев вызывается курением. Рак полости рта и гортани также в основном бывает у курильщиков. Смолы являются причиной кашля курильщиков и хронического бронхита.
Никотин. Никотин является наркотическим веществом стимулирующего действия. Как любой наркотик вызывает привыкание, пристрастие и зависимость. Повышает частоту сердечных сокращений и артериальное давление. Вслед за стимуляцией мозга наступает значительный спад вплоть до депрессии, что вызывает желание увеличить дозу никотина. Подобный двухфазный механизм присущ всем наркотическим стимуляторам: сначала возбуждают, затем истощают. Полный отказ от курения может сопровождаться синдромом отмены продолжительностью чаще до 2-3 недель. Наиболее частые симптомы отмены никотина — раздражительность, нарушение сна, тремор, беспокойство, пониженный тонус.
Все эти симптомы угрозы здоровью не представляют, они угасают и исчезают полностью сами собой.

Повторное поступление никотина в организм после длительного перерыва быстро восстанавливает зависимость.

Токсичные газы (окись углерода, цианистый водород, окись азота и др.):

Окись углерода или угарный газ — основной ядовитый компонент газов табачного дыма. Он повреждает гемоглобин, после чего гемоглобин теряет способность переносить кислород. Поэтому курильщики страдают хроническим кислородным голоданием, что отчетливо проявляется при физических нагрузках. Например, при подъеме по лестнице или во время пробежки у курильщиков быстро появляется одышка.

Угарный газ не имеет цвета и запаха, поэтому является особо опасным и нередко ведет к смертельным отравлениям. Угарный газ табачного дыма и выхлопных газов автомашины — это одно и то же вещество с одинаковой химической формулой — СО. Только в табачном дыме его больше.

Цианистый водород и окись азота также поражают легкие, усугубляя гипоксию (кислородное голодание) организма.

Постарайтесь запомнить хотя бы одну цифру: табачный дым содержит 384000 ПДК токсичных веществ, что в четыре раза больше, чем в выхлопе автомашины. Иными словами, курить сигарету в течение одной минуты – примерно-то же самое, что дышать непосредственно выхлопными газами в течение четырех минут.

Табачный дым вредно влияет не только на курящего, но и на тех, кто находится рядом с ним. В этом случае у некурящих людей возникает головная боль, недомогание, обостряются заболевания верхних дыхательных путей, происходят негативные изменения в деятельности нервной системы и составе крови. Особенно вредное влияние оказывает пассивное курение на детей.

Важными направлениями профилактики табакокурение являются повышение нравственности, общей и медицинской культуры населения и другие меры психологического и педагогического воздействия.
Вред алкоголя.

Алкоголь разрушающе действует на все системы и органы, так как хорошо растворяется в крови и разносится ею по всему организму.

Попадая в желудок, этиловый спирт негативно воздействует на его слизистую, а через центральную нервную систему — на всю пищеварительную функцию. При частом употреблении алкоголя это может привести к хроническому алкогольному гастриту.

Очень вредное влияние оказывает алкоголь на печень, которая не способна справляться с большим количеством спирта. Работа печени с перенапряжением приводит к гибели ее клеток и развитию цирроза.
Злоупотребление спиртными напитками приводит к тяжелым нарушениям в деятельности желез внутренней секреции, прежде всего поджелудочной и половой.

Главная проблема состоит в том, что большая часть алкогольной продукции, выпускаемой негосударственными предприятиями, содержит большое количество ядовитых веществ.

Особенно страдает от алкоголя головной мозг, в результате чего нарушается координация движений, изменяются речь и почерк, снижается моральный и интеллектуальный уровень человека, а в дальнейшем происходит социальная деградация личности. Снижается интеллектуальный потенциал и моральный уровень, все интересы формируются вокруг одной проблемы — достать спиртное. Прежние друзья заменяются на новых, соответствующих стремлениям пьющего. Забываются семейные друзья и друзья по работе. Возникают сомнительные знакомства с лицами, склонными к воровству, мошенничеству, подлогам, грабежу, пьянству. Ведущим мотивом поведения становится получение средств для приобретения спиртных напитков.

Пивной алкоголизм формируется быстрее водочного!

Пиво влияет на гормоны человека:

1. У мужчин: подавляется выработка мужского полового гормона-тестостерона. Одновременно начинают вырабатываться женские половые гормоны, вызывающие изменения внешнего вида мужчины.

2. У женщин: возрастает вероятность заболеть раком, становится грубее голос, появляются «пивные усы».
Основными направлениями профилактики пьянства и алкоголизма являются трудовое воспитание, организация полноценного отдыха, повышение культуры и санитарной грамотности населения, а также меры психологического, педагогического и административно-правового характера.

Наркотическая зависимость.

Установить факт употребления наркотиков можно несколькими путями:
•    С помощью экспресс-тестов на наркотики.
•    По косвенным признакам употребления наркотиков и наркотической зависимости.
•    В процессе наркологической экспертизы.

Косвенные признаки употребления наркотиков и наркотической зависимости: Помните, что они не подходят к наркоманам с небольшим стажем.
•    Длинные рукава одежды всегда, независимо от погоды и обстановки.
•    Неестественно узкие или широкие зрачки независимо от освещения.
•    Отрешенный взгляд.
•    Часто — неряшливый вид, сухие волосы, отекшие кисти рук; темные, разрушенные, «обломанные» зубы в виде «пеньков».
•    Осанка чаще сутулая.
•    Невнятная, «растянутая» речь.
•    Неуклюжие и замедленные движения при отсутствии запаха алкоголя изо рта.
•    Явное стремление избегать встреч с представителями властей.
•    Раздражительность, резкость и непочтительность в ответах на вопросы.
После его появления в доме у Вас пропадают вещи или деньги.
•       Следы уколов наркоманы обычно не показывают, но иногда их можно заметить на тыльной стороне кистей, а вообще-то наркоманы со стажем делают себе инъекции куда угодно, и следы нужно искать во всех областях тела, не исключая кожи на голове под волосами. Часто следы уколов выглядят не просто как множественные красные точки, а сливаются в плотные синевато-багровые тяжи по ходу вен.
Организм молодого человека в среднем выдерживает потребления наркотиков не более 7 лет. Детский организм — намного меньше. Средняя продолжительность жизни наркомана — 25 лет. Число детей наркоманов растет с ужасающими темпами. Стремительный рост наркотизации, алкоголизма среди детей и подростков влияет на здоровье нации.

Итак, можно сделать следующие выводы:
• Здоровье — нормальное психосоматическое состояние человека, отражающее его полное физическое, психическое и социальное благополучие и обеспечивающее полноценное выполнение трудовых, социальных и биологических функций.
• Здоровье во многом зависит от образа жизни, однако, говоря о здоровом образе жизни, в первую очередь имеют в виду отсутствие вредных привычек. Это, конечно, необходимое, но вовсе не достаточное условие. Главное в здоровом образе жизни — это активное творение здоровья, включая все его компоненты. Таким образом, понятие здорового образа жизни гораздо шире, чем отсутствие вредных привычек, режим труда и отдыха, система питания, различные закаливающие и развивающие упражнения; в него также входит система отношений к себе, к другому человеку, к жизни в целом, а также осмысленность бытия, жизненные цели и ценности и т.д. Следовательно, для творения здоровья необходимо как расширение представлений о здоровье и болезнях, так и умелое использование всего спектра факторов, влияющих на различные составляющие здоровья (физическую, психическую, социальную и духовную), овладение оздоровительными, общеукрепляющими, природосообразными методами и технологиями, формирование установки на здоровый образ жизни.
• Здоровый образ жизни во многом зависит от ценностной ориентации студента, мировоззрения, социального и нравственного опыта. Общественные нормы, ценности здорового образа жизни принимаются студентами как личностно значимые, но не всегда совпадают с ценностями, выработанными общественным сознанием.

Психическое здоровье подростков

Введение

Подростковый возраст (10–19 лет) является уникальным периодом формирования личности. Самые разнообразные физические, эмоциональные и социальные изменения, в том числе воздействие факторов бедности, жестокого обращения или насилия, могут усиливать уязвимость подростков к проблемам психического здоровья. Повышение уровня психологического благополучия подростков и защита их от тяжелых потрясений и факторов риска, которые могут сказаться на их возможностях успешного развития, имеют важное значение для обеспечения их благополучия в подростковом возрасте, а также их физического и психического здоровья во взрослой жизни.

Детерминанты психического здоровья

Подростковый возраст — это важнейший период развития и закрепления социальных и эмоциональных привычек, имеющих важное значение для психического благополучия. К ним относятся формирование здорового режима сна; регулярная физическая активность; развитие навыков в области преодоления трудных ситуаций, решения проблем и межличностного общения; и воспитание способности к эмоциональному самоконтролю. Важное значение также имеют благоприятные условия в семье, школе и окружающем обществе в целом. Примерно 10–20% подростков во всем мире имеют нарушения психического здоровья, которые не диагностируются должным образом и не получают надлежащего лечения (1).

Состояние психического здоровья подростка определяется целым рядом факторов. Увеличение числа воздействующих на подростка факторов риска усугубляет их потенциальные последствия для его психического здоровья. Факторы, способные повышать уровень стресса в подростковом возрасте, включают в себя стремление к большей самостоятельности, желание соответствовать ожиданиям сверстников, поиск сексуальной идентичности и возрастающую доступность и применение технических средств. Влияние СМИ и гендерных норм может усугублять несоответствие между действительностью, в которой живет подросток, и его устремлениями или представлениями о будущем. Другими значимыми детерминантами психического здоровья подростков являются качество их жизни в семье и их взаимоотношения со сверстниками. Признанными рисками для психического здоровья являются насилие (в том числе жесткие методы родительского воспитания и издевательства со стороны сверстников) и социально-экономические проблемы. Дети и подростки особенно уязвимы к сексуальному насилию, которое несомненно влечет за собой ухудшение психического здоровья. 

Некоторые подростки подвергаются повышенному риску нарушений психического здоровья из-за условий жизни, стигматизации, дискриминации или социальной изоляции, либо отсутствия доступа к качественной помощи и услугам. Это относится к подросткам, живущим в условиях гуманитарных кризисов и нестабильности; подросткам, страдающим хроническими заболеваниями, расстройством аутистического спектра, умственной отсталостью или другими неврологическими расстройствами; беременным подросткам, подросткам, ставшим родителями или вступившим в ранний и/или принудительный брак; сиротам; и подросткам из числа этнических или сексуальных меньшинств либо других дискриминируемых групп населения. 

Подростки с нарушениями психического здоровья, в свою очередь, особенно уязвимы перед лицом таких явлений, как социальная изоляция, дискриминация, стигматизация (ограничивающая их готовность обращаться за помощью), трудности в учебе, рискованные формы поведения, физическое нездоровье и нарушения прав человека. 

Эмоциональные расстройства

В подростковом возрасте нередко развиваются эмоциональные расстройства. Помимо депрессии или тревожности подростки с расстройствами эмоциональной сферы могут также испытывать повышенную раздражительность, неудовлетворенность или гнев. Симптомы могут напоминать сразу несколько эмоциональных расстройств и характеризоваться быстрыми и неожиданными сменами настроения и вспышками эмоций. У подростков младшего возраста могут дополнительно возникать эмоционально обусловленные физические симптомы, такие как боль в животе, головная боль или тошнота. 

Депрессия занимает четвертое место в мире среди ведущих причин заболеваемости и инвалидности подростков в возрасте 15–19 лет и пятнадцатое место в возрасте 10–14 лет. Тревожные расстройства являются девятой по значимости причиной нарушений психического здоровья среди подростков в возрасте 15–19 лет и шестой в возрасте 10–14 лет. Эмоциональные расстройства могут сильно влиять, например, на посещаемость и успеваемость в школе. Изоляция и ощущение одиночества могут усугубляться социальной отчужденностью. В наиболее тяжелых случаях депрессия может приводить к самоубийству.

Поведенческие расстройства в детском возрасте

Поведенческие расстройства в детском возрасте являются второй по значимости ведущей причиной бремени болезней среди подростков в возрасте 10–14 лет и занимают одиннадцатое место среди подростков в возрасте 15–19 лет . К поведенческим расстройствам поведения в детском возрасте относятся синдром дефицита внимания и гиперактивности (который характеризуется проблемами с концентрацией внимания, гиперактивностью и действиями без учета последствий, которые неприемлемы в таком возрасте) и расстройства поведения (с симптомами деструктивного или вызывающего поведения). Поведенческие расстройства в детском возрасте могут негативно влиять на обучение подростков и могут являться причиной противоправного поведения.

Расстройства пищевого поведения

Расстройства пищевого поведения обычно возникают в подростковом и юношеском возрасте. Расстройства пищевого поведения чаще возникают у девочек, чем у мальчиков. Такие расстройства, как нервная анорексия, нервная булимия и компульсивное переедание, характеризуются вредными для здоровья формами поведения, связанными с питанием, в частности ограничением потребления калорий или бесконтрольным поглощением пищи. Расстройства пищевого поведения пагубно влияют на здоровье и нередко сопровождаются депрессией, тревожными расстройствами и/или злоупотреблением психоактивными веществами.

Психотические расстройства

Расстройства, характеризующиеся психотическими симптомами, чаще всего возникают в позднем подростковом или юношеском возрасте. Симптомы психозов могут включать в себя галлюцинации или бредовые расстройства. Психотические эпизоды могут серьезно нарушать способность подростка участвовать в повседневной жизни и получать образование. Во многих случаях они приводят к стигматизации или нарушениям прав человека. 

Самоубийство и самоповреждение

Согласно оценкам, в 2016 г. самоповреждения стали причиной смерти 62 000 подростков. Самоубийства стоят на третьем месте среди ведущих причин смертности подростков старшего возраста (15–19 лет). Почти 90% подростков в мире проживают в странах с низким или средним уровнем дохода, и более 90% случаев подростковых самоубийств происходят среди подростков, проживающих в этих странах. Факторы риска самоубийств разнообразны и включают в себя вредное употребление алкоголя, жестокое обращение в детстве, стигматизацию при обращении за помощью, препятствия к получению помощи и доступность средств совершения самоубийства. С данной возрастной группой связана растущая обеспокоенность распространением информации о суицидальном поведении через электронные СМИ.

Рискованные формы поведения

Многие формы поведения, связанные с риском для здоровья, такие как употребление психоактивных веществ или рискованное сексуальное поведение, берут свое начало в подростковом возрасте. Рискованные формы поведения могут быть как неудачными попытками справиться с проблемами психического здоровья, так и негативным фактором, имеющим тяжелые последствия для психического и физического благополучия подростка.

В 2016 г. распространенность тяжелого эпизодического употребления алкоголя среди подростков в возрасте 15-19 лет во всем мире составляла 13,6%, представляя наибольшую угрозу для мальчиков и юношей.

Особую обеспокоенность вызывает также употребление табака и конопли. Конопля – наиболее распространенный наркотик среди молодежи, который хотя бы раз употребляли 4,7% молодых людей в возрасте 15-16 лет в 2018 году. Многие взрослые курильщики попробовали свою первую сигарету в возрасте до 18 лет. 

Совершение насилия представляет собой рискованную форму поведения, которая может повышать вероятность низкого уровня образования, травматизма, вовлечения в противоправную деятельность или смерти. В 2016 г. межличностное насилие было признано второй по значимости причиной смертности юношей старшего подросткового возраста. 

Укрепление психического здоровья и профилактика

Меры укрепления психического здоровья и профилактики призваны усилить способность человека контролировать свои эмоции, расширить круг альтернатив рискованным формам поведения, выработать жизнестойкость, позволяющую успешно справляться с трудными ситуациями или неблагоприятными факторами, а также способствовать формированию благоприятной социальной среды и системы социальных взаимоотношений.

Эти программы должны осуществляться на многих уровнях с использованием самых различных платформ, например через электронные СМИ, в учреждениях здравоохранения и социальной сферы, на базе учебных заведений или среди местного населения, а также различных стратегий, обеспечивающих охват ими подростков, особенно из числа наиболее уязвимых групп населения. 

Раннее выявление и лечение

Реагирование на нужды подростков с установленными нарушениями психического здоровья имеет крайне важное значение. Основные принципы работы с подростками заключаются в том, чтобы избегать направления их в специализированные учреждения, в первоочередном порядке использовать нефармакологические методы и обеспечивать соблюдение прав детей в соответствии с Конвенцией Организации Объединенных Наций о правах ребенка и другими документами по правам человека. Программа действий ВОЗ по ликвидации пробелов в области психического здоровья (mhGAP) содержит основанные на фактических данных руководящие указания для неспециалистов, позволяющие им более эффективно выявлять серьезные расстройства психического здоровья и оказывать помощь в условиях низкой обеспеченности ресурсами.

Действия ВОЗ

ВОЗ разрабатывает стратегии, программы и инструменты для оказания содействия правительствам в предоставлении подросткам необходимой медицинской помощи. Основными ресурсами в этом отношении являются:

Для деятельности в условиях чрезвычайных ситуаций ВОЗ разработала инструменты в отношении:

Все эти публикации касаются вопросов, затрагивающих молодых людей.

(1) Kessler RC, Angermeyer M, Anthony JC, et al. Lifetime prevalence and age-of-onset distributions of mental disorders in the World Health Organization’s World Mental Health Survey Initiative. World Psychiatry 2007; 6: 168–76.

Карстовый процесс

1 Августа 2019

Карстовый процесс

Необходимость проведения инженерно-геологических условий строительства в районах развития карстовых процессов и явлений очевидна. Своевременное и подробное изучение карстовых процессов и явлений в почвах может на этапе планирования сооружений с большой вероятностью предупредить опасные последствия строительных работ.

Из всех геологических процессов карстовые труднее всего спрогнозировать, они наиболее опасны, а развиваются сотни миллионов лет. Карстовые процессы – одни из наиболее тяжелопрогнозируемых опасных геологических процессов.

Особенность карстовых процессов заключается в том, что они существенно усложняют процесс строительства и эксплуатации зданий и сооружений, а также препятствуют рациональному использованию сельскохозяйственных земель и наносят значительный ущерб населению и хозяйству. В результате влияния карстовых процессов происходят осадка и провалы земной поверхности, деформации сооружений вплоть до их полного разрушения, потеря воды из малых прудов через карстовые полости в бортах и основаниях водохранилищ, прорывы карстовых вод в горные выработки и тоннели, их затопление, загрязнение подземных вод.

Изучение карста при планировании сооружений может в большей степени предупредить все эти опасные последствия.

Карст: условия образования

В Российской Федерации выделяются Волго-Уральская, Предуральская, Западно-Уральская, Центрально-Уральская и Магнитогорская карстовые провинции.

Карстующиеся породы разного литологического состава, залегающие на поверхности и различных глубинах, распространены очень широко и занимают почти 50% территории России.

Вследствие необратимых преобразований рельефа и пород, загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферы и атмосферных осадков, а также деградации растительности существенно изменяются условия и факторы карстообразования. Карст активизируется и проявляется на поверхности в результате сокращения мощности до обнажения карстующихся пород, изменения состава и свойств при увлажнении покровных отложений, нарушения рельефа. Появляются и расширяются очаги повышенной инфильтрации поверхностных, а также под-земных агрессивных вод. Участками ослабления служат карстовые полости, открытые трещины, зоны дробления, погребенные провалы и другие подземные формы карста.

Скорость карстового процесса уменьшается с глубиной и с удалением от базиса эрозии.

Карстующиеся породы – известняки, доломиты, гипс и каменная соль – часто образуют отдельные линзы и прослои среди пород глинистого состава. Вода, насыщенная углекислотой, растворяет известняки и доломиты быстрее, чем химически чистая вода.

К растворимым породам относятся каменная соль, гипс, ангидрид, известняк, доломит, отчасти мергель, в которых и наблюдается развитие интенсивных карстовых процессов. Районы, на территории которых имеется распространение гипсового и соляного карста, являются наиболее опасными. Развитие гипсового карста, когда происходит выщелачивание горных пород, которое со временем приводит к образованию на земной поверхности карстовых воронок, оказывает влияние на все компоненты природного ландшафта и хозяйственную деятельность человека.

Процессы растворения и эрозия при линейном расположении воронок могут привести к образованию карстово-эрозионных оврагов.

На выходах растворимых горных пород наблюдаются различных размеров карстовые ниши, которые образуются при процессах физического выветривания и при растворении пород атмосферными осадками, стекающими в большом количестве по обнаженному склону.

С карстовыми процессами связано полное или частичное поглощение поверхностного стока рек. Исчезающие озера и реки имеются в различных районах и климатических зонах. На дне этих озер находятся карстовые воронки и поноры, через которые вода озер периодически поглощается и уводится на глубину.

Карстовые процессы являются подземными и поверхностными, эрозионными и аккумулятивными формами – полости, зоны разуплотнения, открытые и заполненные. По отсутствию или наличию нерастворимых покровных отложений выделяют открытый и покрытый карст.

На территории суши Земли карст открытого типа занимает 9,5%, покрытого типа – 22%.

Форма и содержание

Карст на поверхности и в глубине представляет собой единый взаимосвязанный процесс. С образованием поверхностных карстовых форм, связанных в значительной степени с выщелачиванием и размывом поверхностными водами, в глубине массивов растворимых горных пород наблюдаются различные подземные формы. К подземным карстовым формам относятся закарстованные трещины, трещины, расширенные растворяющей деятельностью подземных вод, карстовые пещеры и каналы. Вода, просачивающаяся сверху и движущаяся по трещинам, в карбонатных породах содержит много растворенного углекислого газа, что увеличивает ее растворяющую способность. Растворяя по пути движения известняки, вода насыщается углекислым кальцием в виде бикарбоната.

В рыхлых нерастворимых породах, покрывающих закарстованные породы, отмечаются подземные и поверхностные формы. Форма, размеры воронок и частота их образования тесно связаны с геологическим строением, геоморфологическими и гидрогеологическими условиями, а также режимом подземных вод.

В рыхлых мергелистых и гипсоносных песчано-глинистых породах большую роль наряду с выщелачиванием играет механический вынос частиц.

Наличие суффозии в ее активной фазе в определенных условиях приводит к формированию депрессионной воронки в верхнем водоносном горизонте: уровень грунтовых вод принимает V-образную форму. В основании нерастворимых пород создаются подземные полости, которые, постепенно разрастаясь, приводят к нарушению устойчивости свода и его обрушению. Активизация карстово-суффозионных процессов возможна также за счет химического состава подземных вод и их температуры.

В результате карстовых процессов на поверхности образуется воронка с обрывистыми вертикальными стенками, имеющими обратный уклон – провал. Провальные воронки и воронки обрушения бывают цилиндрическими, коническими, чашевидными и сложного строения. Две последние формы характерны для воронок смешанного генезиса. Карстово-суффозионные провальные воронки и шахты достаточно широко развиты в карстовых районах покрытого карста. Их формирование связано с суффозией материала из основания покрывающей толщи в нижерасположенные подземные карстовые полости в растворимых горных породах. Появление воронок любого генетического типа сопровождается прогибом земной поверхности.

Большое влияние на величину провальной опасности оказывает естественный режим поверхностных и подземных вод. Значительную опасность для зданий и сооружений представляют деформации земной поверхности, характерные для территорий с развитием сульфатного карста. Карстовые процессы оказывают влияние на все физико-географические условия местности. Они резко изменяют рельеф, характер и режим подземных и наземных вод.

Возникновение провалов может создавать аварийные ситуации, приводящие к гибели людей и разрушениям зданий и сооружений со значительными ущербами экономического, социального и экологического характера.

Оценка опасности

Оценка карстовой опасности должна выполняться с учетом базы данных, полученных на основе специального карстологического мониторинга. Предусматривается исследование напряженно-деформированного состояния грунтовой толщи в окрестности участка ослабления массива и влияния перераспределения напряжений на процесс образования воронок.

Выявление и изучение карстовых процессов и явлений возможно методами сейсморазведки. Также проводят исследование процесса, нарушающего устойчивость связных грунтов над карстовой полостью, и механизмов появления гидрогеологических окон в водоупорах. Также необходимо проводить определение закономерностей деформирования воздушно-сухих, влажных и водонасыщенных несвязных грунтов при их поступлении в трещинно-карстовые коллекторы с учетом кинематики процесса и разработку моделей, позволяющих оценить размеры карстово-суффозионных воронок и возможность их появления в песчаной толще.

При инженерных изысканиях следует выполнять:

• оценку опасности и риска от природных и техногенных процессов;
• обоснование мероприятий по инженерной защите территории;
• геологические, гидрологические и геодезические работы и исследования в процессе строительства;
• локальный мониторинг компонентов окружающей среды.

При строительстве на закарстованных территориях требуется учитывать различные типы и подтипы карстовой опасности.

Необходимо и установить, какие генетические типы карстовых провалов и по каким причинам могут появиться на исследуемой карстоопасной территории.

Необходимо провести ее районирование, позволяющее выделить однотипные участки, в пределах которых – под действием определенных факторов – может реализоваться карстовое провалообразование определенного механизма.

При выборе площадки для строительства проектные организации должны учитывать карстовую опасность территории, а также проблемы негативных последствий подтопления больших по площади закарстованных территорий.

При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений необходимо предусматривать меры по инженерной защите территорий и снижению опасности, ущербов и риска от экзогенных геологических процессов путем применения вышеописанных методов. Для инженерной защиты зданий и сооружений от карста необходимо применять противокарстовые мероприятия или их сочетания: планировочные, водозащитные, противофильтрационные, укрепление оснований, конструктивные, технологические и эксплуатационные.

Таким образом, инженерно-геологические условия в районах распространения карстовых процессов в целом характеризуются как неблагоприятные для всех видов строительства. Однако в настоящее время применяются различные виды исследований, проводится разработка нормативных документов и оценка степени опасности закарстованных территорий и степени их устойчивости, прогнозы местоположения, частоты, размеров провалов. В связи с этим и только при условии неукоснительного соблюдения всех установленных требований и правил, а также с применением конструктивных мер противокарстовой защиты имеется возможность производить строительство на недостаточно устойчивых территориях.

10 фактов о важности сна для здоровья

• Рейчел Шраэр, Джоуи Дурсо
• Би-би-си

29 октября 2017

Автор фото, Getty Images

В тех странах, где в это воскресенье часы переводят с летнего времени на зимнее, люди получат дополнительный час сна. Но много ли мы на самом деле знаем о сне и о его влиянии на различные сферы нашей жизни?

1. Всем известные «восемь часов сна»

Часто приходится слышать о том, что спать необходимо восемь часов в сутки. Такую рекомендацию дают национальные организации здравоохранения по всему миру, от британской NHS до американского Национального фонда по проблемам сна. Но откуда на самом деле взялся этот совет?

Исследования, проводимые в разных странах с целью определить, как часто болезни поражают различные группы населения, приходят к одному и тому же выводу: люди, страдающие от недосыпа, как и те, кто спит чересчур много, больше подвержены многочисленным заболеваниям и живут в среднем меньше.

Однако сложно сказать, являются ли нарушения сна причиной заболеваний, или наоборот — симптомом нездорового образа жизни.

Под «слишком коротким сном», как правило, имеется в виду меньше шести часов, «чересчур много спать» — это больше девяти-десяти часов.

Детям, не достигшим пубертатного возраста, обычно рекомендуют спать по ночам до 11 часов, а младенцам — до 18 часов в сутки. Ночной сон тинейджеров, как считается, должен составлять до 10 часов.

Шейн О’Мара, профессор отдела экспериментальных исследований мозга в дублинском Тринити-колледже, говорит, что хотя сложно однозначно ответить, является ли недостаток сна причиной или следствием плохого состояния здоровья, два этих явления оказывают взаимное влияние друг на друга.

Например, люди, не уделяющие достаточного внимания физическим упражнениям, спят хуже, из-за чего у них повышается утомляемость и, как следствие, на занятия спортом не остается сил — и так далее.

Мы знаем, что ученые снова и снова связывают хроническую депривацию сна — то есть недосып на один или два часа в течение продолжительного периода времени — с плохим состоянием здоровья: чтобы заметить негативное влияние недосыпа, совершенно необязательно не ложиться спать несколько дней подряд.

2. Что происходит с вашим организмом, когда вы недосыпаете?

Недостаток сна может привести к ряду заболеваний.

Результаты 153 исследований с участием более пяти миллионов человек четко указывают на связь недостатка сна с диабетом, высоким давлением, заболеваниями сердечно-сосудистой системы, ишемической болезнью и ожирением.

Исследования показали, что нехватка сна в течение всего лишь нескольких ночей подряд может довести здорового человека до преддиабетического состояния. Умеренный недосып снижает способность организма контролировать уровень глюкозы в крови.

При недостаточном сне снижается эффективность вакцин, недосыпание разрушительным образом сказывается на иммунитете, делая нас уязвимыми для инфекций.

В ходе одного из исследований участники, сон которых составлял менее семи часов, были в три раза более подвержены простудным заболеваниям, чем те, кто спал семь и больше часов.

Организм людей с недостатком сна производил избыточное количество грелина — гормона, отвечающего за возникновения чувства голода, и недостаточное количество лептина — гормона, вызывающего насыщение, а таким образом повышается риск ожирения.

Также отмечена связь недосыпа с пониженной мозговой активностью и даже, в отдаленной перспективе, слабоумием.

Профессор О’Мара поясняет, что токсичные вещества накапливаются в мозге в течение дня и удаляются во время сна. Если вы спите недостаточно долго, ваше состояние «напоминает легкое сотрясение мозга».

Влияние слишком продолжительного сна изучено меньше, но известно, что он также связан с рядом расстройств, включая нарушение мозговой деятельности у людей старшего возраста.

3. Разные типы сна помогают восстановлению организма

Наш сон состоит из циклов, которые делятся на несколько стадий. Каждый цикл длится от 60 до 100 минут. Каждая стадия играет свою роль в многочисленных процессах, которые продолжаются в нашем теле, пока мы спим.

Первая стадия в каждом цикле — дремотное, расслабленное состояние между бодрствованием и сном. Дыхание замедляется, мышцы расслабляются, пульс замедляется.

Вторая — немного более глубокий сон, во время которого вы можете спать, но при этом считать, что бодрствуете.

Третья стадия — глубокий сон, когда очень сложно проснуться, любая активность в организме в этот момент находится на минимальном уровне.

Вторая и третья стадия входят в фазу медленного сна, обычно в это время человек не видит снов.

После глубокого сна мы на несколько минут возвращаемся во вторую стадию, а затем переходим к быстрой фазе сна, которая обычно сопровождается сновидениями.

Таким образом, во время полного цикла сна человек проходит через все стадии от первой до третьей, затем на короткое время возвращается во вторую стадию, а затем наступает четвертая стадия — фаза быстрого сна.

В ходе следующих циклов длина быстрой фазы сна увеличивается, поэтому нехватка сна в большей степени влияет именно на нее.

4. Работающие по сменам люди с нарушениями сна чаще болеют

Сменная работа может стать причиной большого количества проблем со здоровьем. Исследователи обнаружили, что у тех, кто работает по сменам и слишком мало спит в неправильное время, может увеличиваться риск развития диабета и ожирения.

Те, кто работают по сменам, значительно чаще оценивают свое здоровье как плохое или удовлетворительное, показало исследование NHS 2013 года.

Ученые также выяснили, что люди из этой группы гораздо чаще страдают от хронических заболеваний, чем работающие по стандартному графику.

Те, кто работает по сменам, гораздо чаще пропускают работу из-за болезни, свидетельствуют статистические данные.

Еще больше этот разрыв между теми, кто занимается физическим и умственным трудом, а кроме того, недостаток сна, по всей видимости, сильнее влияет на тех, кто ведет сидячий образ жизни.

5. Многие из нас страдают от недосыпа больше, чем когда-либо

Судя по сообщениям СМИ, можно подумать, что нас охватила эпидемия недосыпания. Но действительно ли уровень нехватки сна вырос?

Исследование в 15 странах дало очень смешанную картину. В шести странах ученые зафиксировали снижение продолжительности сна, в семи — увеличение, а еще две страны дали противоречивые результаты.

Есть множество свидетельств того, что за последние несколько поколений продолжительность сна изменилась незначительно. Однако если спросить людей, как они оценивают свой недосып, возникает другая картина.

Так почему так много людей сообщают об усталости? Это может быть связано с тем, что проблема затрагивает определенные группы, а общую тенденцию сложно выделить.

Проблемы со сном значительно разнятся в зависимости от возраста и пола, показало исследование, в котором приняли участие 2000 взрослых британцев. В ходе него выяснилось, что женщины практически любого возраста больше страдают от нехватки сна, чем мужчины.

В подростковом возрасте показатели более-менее совпадают, однако затем женщины начинают значительно сильнее страдать от недосыпа — это может быть связано с появлением детей. Затем разрыв снова сокращается.

Кофеин и алкоголь влияют на продолжительность и качество сна.

Регулярный более поздний отход ко сну из-за работы или общения приводит к тому, что люди отдыхают меньше, несмотря на то что спят то же количество часов, объясняет профессор Дерк-Ян Дейк из центра по исследованию сна в Университете Суррея.

Кроме того, некоторые могут спать слишком мало в течение недели и отсыпаться в выходные, увеличивая среднее количество часов сна. Однако в итоге эти люди все равно страдают от недосыпа.

Особенно сильно могут страдать от нехватки сна подростки, считает профессор Дейк.

6. Мы не всегда спали так, как сейчас

Если не считать необычные случаи (Маргарет Тэтчер, например, могла совершенно выспаться за четыре часа), люди в основном ложатся спать вечером, на семь или восемь часов.

Но это не всегда считалось нормой, говорит Роджер Экирх, профессор истории в Политехническом университете Виргинии. В 2001 году он опубликовал научную работу по итогам 16 лет исследований.

В его книге «Когда кончается день» утверждается, что сотни лет назад люди во многих частях света спали в два приема.

Экирх обнаружил более двух тысяч свидетельств в дневниках, судебных записях и литературе, которые доказывают, что люди ложились спать вскоре после наступления сумерек, потом бодрствовали несколько часов ночью — и ложились спать снова.

По его мнению, это означает, что у организма есть естественное предпочтение к «сегментированному сну».

Не все ученые с ним согласны. Некоторые исследователи обнаружили современные сообщества охотников и собирателей, которые не делят сон на два этапа, хотя у них нет электрического освещения. То есть «сегментированный сон» совершенно не обязательно является природной нормой по умолчанию.

По мнению Экирха, переход от двухфазного к монофазному сну произошел в XIX веке. Тогда возможность освещения домов привела к тому, что люди стали ложиться позже, просыпаясь при этом в то же время, что и раньше. Улучшения освещения привело к изменению биологических часов, а промышленная революция требовала от людей большей продуктивности.

7. Телефоны мешают подросткам спать

Эксперты по вопросам сна считают, что подросткам нужно спать до 10 часов ежедневно, однако почти половина из них спит значительно меньше, свидетельствуют данные британской системы здравоохранения.

Спальни должны быть местом отдыха, однако в них появляется все больше отвлекающих факторов, таких как ноутбуки, мобильные телефоны. Все это усложняет процесс отхода ко сну.

У нас есть больше разнообразных развлечений, чем когда-либо, — в итоге появляется соблазн бодрствовать больше.

Синий свет, излучаемый электронными устройствам, заставляет нас меньше хотеть спать. И сама деятельность — разговоры с друзьями или просмотр телевизора — стимулируют наш мозг, когда он должен расслабляться.

Специалисты рекомендуют практиковать «цифровой детокс» — отключение электронных устройств за 90 минут до отхода ко сну.

Статистика свидетельствует, что большая часть молодых людей продолжают проверять телефоны уже после того, как ложатся в кровать.

8. Исследований расстройств сна все больше

Все больше людей обращаются к докторам с жалобами на проблемы со сном.

Анализируя данные британской системы здравоохранения в июне, Би-би-си выяснила, что число исследований расстройств сна в последнее десятилетие росло с каждым годом.

Есть несколько факторов, однако важнейшим, по-видимому, является ожирение, считает невролог Гай Лешцинер. Самая распространенная жалоба, по его наблюдению, — обструктивное апноэ — нарушение дыхания во сне, которое тесно связано с проблемой лишнего веса.

СМИ также сыграли роль, поскольку люди с большей вероятностью обращаются к терапевтам, после того как прочитают статью о проблемах со сном или поищут симптомы в интернете, говорит он.

Рекомендуемое лечение от бессонницы — когнитивная поведенческая терапия, и врачи все больше приходят к мысли, что таблетки в подобных случаях прописывать не следует. Однако многие до сих пор делают это, поскольку далеко не у всех есть возможность проходить лечение без медикаментов, особенно за пределами больших городов.

9. Есть ли различия в разных странах?

Предметом одного исследования были связанные со сном привычки людей в 20 промышленно развитых странах. Выяснилось, что время, когда люди отправляются спать и просыпаются, может отличаться до часа в ту или другую сторону, но в целом в разных странах оно было примерно одинаковым.

Как правило, если в среднем жители страны ложились спать позже, они и просыпались позже, хотя и не во всех случаях.

Исследователи пришли к выводу, что социальные факторы — рабочее время, расписание занятий в школе, привычки, связанные со свободным временем — играют более значительную роль, чем темное или светлое время суток.

В Норвегии, где продолжительность темного времени суток может колебаться от нуля до 24 часов, продолжительность сна в течение года изменяется в среднем всего на полчаса.

И в таких странах, как Британия, где время рассвета и заката сильно зависят от времени года, и в государствах, расположенных ближе к экватору, где эта разница минимальна, продолжительность сна остается постоянной на протяжении всего года.

А что можно сказать о влиянии искусственного освещения?

Исследование трех общин, не имеющих доступа к электричеству, в трех странах — Танзании, Намибии и Боливии — показали, что средняя продолжительность сна там составляет около 7,7 часа. То есть столько же, сколько и в промышленно развитых странах.

Таким образом, продолжительность сна примерно одинакова во всем мире. В этих общинах также ложились спать не как только стемнеет, а засыпали примерно спустя три часа после заката солнца — и просыпались до рассвета.

Большинство исследований показывают: да, искусственный свет откладывает время сна, но вовсе необязательно сокращает его продолжительность.

10. «Жаворонки» и «совы»

Всегда были «утренние» и «вечерние» люди. Мы даже имеем генетические доказательства, подтверждающие это.

Искусственный свет, похоже, усугубляет этот эффект — особенно для людей, которые предпочитают ложиться спать позже. Если вы и так склонны к тому, чтобы быть «совой», искусственный свет подтолкнет вас к тому, чтобы ложиться еще позже.

Примерно 30% из нас склонны быть «жаворонками» и 30% — «совами», а остальные 40% где-то посередине — хотя немного больше из них предпочитают раньше вставать, чем позднее ложиться.

При этом мы можем отчасти контролировать наши биологические часы. Те, кто привык вставать и ложиться позже, могут попытаться перестроиться и получать больше дневного света.

Команда исследователей выбрала группу волонтеров в Колорадо, которых лишили доступа к источникам искусственного света. И всего 48 часов было достаточно, чтобы сдвинуть их биологические часы вперед почти на два часа.

Уровни мелатонина — гормона, который подсказывает организму, что пора подготовиться ко сну — у добровольцев начал повышаться раньше, и их организм начинал готовиться ко сну ближе к закату.

4 общие темы на стыке биологических и физических наук | Исследования на стыке физических наук и наук о жизни

основных процессов дают представление о том, как междисциплинарные подходы могут приблизить нас к пониманию фундаментальных принципов природы и самого процесса жизни.

ССЫЛКИ

Абжанов А., Протас М., Б. Грант, П.Р. Грант и К.Дж. Табин, 2004.Bmp4 и морфологические вариации клювов у зябликов Дарвина, Science 305: 1462-1465.

Адлер И., Барабе Д. и Р.В. Жан, 1997. История изучения филлотаксиса, Annals of Botany 80: 231-244.

Аркин А., Дж. Росс и Х. Х. Макадамс, 1998. Стохастический кинетический анализ бифуркации пути развития в инфицированных фагом лямбда-инфицированных клетках Escherichia coli , Genetics 149: 1633-1648.

Chevance, F.Ф., К. Hughes, 2008. Координационная сборка бактериальной макромолекулярной машины, Nature Reviews Microbiology 6: 455-465.

Compte, A., N. Brunel, P.S. Гольдман-Ракич и X.J. Ван, 2000. Синаптические механизмы и сетевая динамика, лежащие в основе пространственной рабочей памяти в модели корковой сети, Cerebral Cortex 10: 910-923.

Кросс М. и П. Хоэнберг, 1993. Формирование структуры вне равновесия, Modern Physics 65: 851.

Douady, S., and Y. Couder, 1992. Филлотаксис как физический самоорганизованный процесс роста, Physical Review Letters 68: 2098-2101.

Эловиц, М.Б., А.Дж. Левин, Э. Сиггиа и П.С. Swain, 2002. Стохастическая экспрессия гена в одной клетке, Science 297: 1183-1186.

Фриман Р.А. и П.В. Kokotovic, 2008. Робастный нелинейный дизайн управления: пространство состояний и методы Ляпунова , Базель, Швейцария: Springer Verlag, Modern Birkhäuser Classics.

Гаеммагами С., У. Ха, К. Бауэр, Р. В. Хоусон, А. Белль, Н. Дефур, Э. К. О’Ши и Дж. Weissman, 2003. Общий анализ экспрессии белка в дрожжах, Nature 425: 737-741.

Hansen, C.H., R.G. Эндрес, Н.С. Wingreen, 2008. Хемотаксис в Escherichia coli : молекулярная модель для надежной точной адаптации, Public Library of Science Computational Biology 4: 14-27.

Hodgkin, A., and A. Huxley, 1952. Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению в нерве, Journal of Physiology-London 117: 500-544.

Hopfield, J.J., 2007. Hopfield Network, Scholarpedia 2: 1977.

Джексон, Э. Атли, 1991. Перспективы нелинейной динамики , Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета.

Йонссон, Х., М.Г. Хейслер, Б. Шапиро, Э.М. Мейеровиц и Э. Мьолснесс, 2006. Модель поляризованного транспорта, управляемая ауксином, для филлотаксиса, Труды Национальной академии наук США, Америка 103: 1633-1638.

Журне, Л., К. Агрейн, П. Броз, Г.Р. Cornelis, 2003. Длина иглы бактериальных инъекционных сомов определяется молекулярной линейкой, Science 302: 1757-1760.

Калир, С., Дж. МакКлюр, К. Паббараджу, К. Саутворд, М. Ронен, С. Лейблер, М.Г. Surette и U. Alonl, 2001. Упорядочивание генов в пути жгутиков путем анализа кинетики экспрессии живых бактерий, Science : 292, 2080-2083.

Кауфманн, Б. Б. и А. ван Ауденаарден, 2007.Стохастическая экспрессия генов: от отдельных молекул до протеома, Current Opinion in Genetics & Development 17: 107-112.

Klug, A., 2005. Открытие цинковых пальцев и их разработка для практического применения в регуляции генов, Proceedings of the Japan Academy Series B-Physical and Biological Sciences 81: 87-102.

Kutsukake, K., 1994. Экскреция антисигма-фактора через субструктуру жгутика соединяет экспрессию гена жгутика с сборкой жгутика в Salmonella typhimurium , Molecular & General Genetics 243 : 605-612.

Левитов, Л.С., 1991. Филлотаксис потоковых решеток в слоистых сверхпроводниках, Physics Review Letters 66: 224-227.

Лосик Р. и Десплан К., 2008. Стохастичность и судьба клеток, Science 320: 65-68.

Ma, D., C.H. Янг, Х. Макнил, М.А. Саймон и Дж. Д. Аксельрод, 2003. Точность передачи сигналов плоской клеточной полярности, Nature 421: 543-547.

Онучич, J.N., and P.G. Wolynes, 2004. Теория сворачивания белков, Current Opinion in Structural Biology 14: 70-75.

Пайлард, Г., К. Дерембл и Р. Лавери, 2004. Изучение распознавания ДНК: специфичность связывания цинковых пальцев, Nucleic Acids Research 32: 673-682.

8 Фундаментальные физические науки в космосе | Возвращаясь к будущему для освоения космоса: исследования в области биологических и физических наук для новой эры

3. Чжу, Дж. Х., Ли, М., Роджерс, Р., Мейер, В., Оттевилл, Р. Х., Рассел, В. Б., и Чайкин, П. М. 1997. Кристаллизация твердых сферических коллоидов в условиях микрогравитации. Nature 387: 883-885.

4. Андерсон, М.Х., Эншер, Дж. Р., Мэтьюз, М. Р., Виман, К. Э., и Корнелл, Е. А. 1995. Наблюдение бозе-эйнштейновской конденсации в разреженном атомном паре. Наука 269 (5221): 198-201.

5. Дэвис, К.Б., Мьюз, М.-О., Эндрюс, М.Р., ван Друтен, Н.Дж., Дарфи, Д.С., Курн, Д.М., Кеттерле, В., 1995. Конденсация Бозе-Эйнштейна в газе атомов натрия. Physical Review Letters 75 (22): 3969-3973.

6.Корнелл, Э.А., Виман, К.Е. 1998. Конденсат Бозе-Эйнштейна. Scientific American 278 (3): 40-45.

7. Питаевский Л.П., Стрингри С. 2003. Конденсация Бозе-Эйнштейна. Clarendon Press, Оксфорд.

8. Грейнер М., Мандель О., Эсслингер Т., Хэнш Т. В. и Блох I. 2002. Квантовый фазовый переход от сверхтекучего диэлектрика к моттовскому диэлектрику в газе ультрахолодных атомов. Nature 415 (6867): 39-44.

9. Мейстр, П.2001. Атом Оптика. Springer-Verlag, New York, N.Y.

10. Бармац, М., Хан, И., Липа, Дж. А., и Дункан, Р.В. 2007. Критические явления в условиях микрогравитации: прошлое, настоящее и будущее. Обзоры современной физики 79: 1-52.

11. Стэнли, H.E. 1971. Введение в фазовые переходы и критические явления. Oxford University Press, Оксфорд, Великобритания, и Нью-Йорк, Нью-Йорк,

12. Wilson, K.G. 1971. Ренормгруппа и критические явления.I. Ренормализационная группа и масштабная картина Каданова. Physical Review B 4: 3174-3183.

13. Wilson, K.G. 1971. Ренормгруппа и критические явления. II. Анализ критического поведения с помощью ячеек в фазовом пространстве. Physical Review B 4: 3184-3205.

14. Lipa, J.A., Nissan, J.A., Stricker, D.A., Swanson, D.R., and Chui, T.C.P. 2003. Physical Review B 68: 174518.

15. Lipa, J., Swanson, D.R., Nissen, J.A., Geng, Z.К., Уильямсон, П.Р., Стрикер, Д.А., Чуй, Т.С.П., Исраэльссон, Ю., и Ларсон, М., 2000. Physical Review Letters 84: 4894.

16. Ламмерцаль, К., Алерс, Г., Эшби, Н., Бармац, М., Бирманн, П.Л., Диттус, Х., Дом, В., Дункан, Р., Гиббл, К., Липа, Дж. ., Локерби Н., Малдерс Н. и Саломон К. 2004. Обзор: эксперименты по фундаментальной физике, запланированные и разрабатываемые для МКС. Общая теория относительности и гравитации 36: 615-649.

17. Ларсон, М., Крунквист А., Дик Г.Дж., Лю Ю.М. 2003. Научные возможности установки физики низкотемпературной микрогравитации. Physica B: Physics of Condensed Matter 329: 1588-1589.

18. Тоеннис, Дж. П., Вилесов, А. Ф. 2004. Сверхтекучие капли гелия: уникальная холодная наноматрица для молекул и молекулярных комплексов. Wiley-VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Вайнхайм.

19. Симмондс, Р.В., Марченков, А., Хоскинсон, Э., Дэвис, Дж. К., Паккард, Р.E. 2001. Квантовая интерференция сверхтекучей жидкости ³ He. Природа 412: 55-58.

20. Грин К.Дж., Сергацков Д.А., Дункан Р.В. 2005. Демонстрация сверхстабильной температурной платформы. Журнал физики низких температур 138: 871-876.

Глава 2 ~ Наука как способ познания мира природы — Наука об окружающей среде

После завершения этой главы вы сможете:

1. Опишите природу науки и ее полезность в объяснении мира природы.
2. Различайте факты, гипотезы и теории.
3. Опишите методологию науки, включая важность тестов, предназначенных для опровержения гипотез.
4. Обсудите важность неопределенности во многих научных прогнозах и ее актуальность для экологических споров.

Науку можно определить как систематическое изучение структуры и функционирования природного мира, включая его физические и биологические свойства.Наука также представляет собой быстро расширяющуюся совокупность знаний, конечной целью которой является открытие простейших общих принципов, которые могут объяснить огромную сложность природы. Эти принципы можно использовать, чтобы получить представление о мире природы и сделать прогнозы относительно будущих изменений.

Наука — относительно недавний способ познания природных явлений, в значительной степени вытеснивший влияние менее объективных методов и мировоззрений. Основными альтернативами науке являются системы убеждений, влияющие на все культуры, в том числе основанные на религии, морали и эстетике.Эти системы убеждений в первую очередь направлены на другие цели, чем наука, такие как поиск смысла, который выходит за рамки простого существования, изучение того, как люди должны вести себя, и понимание ценности художественного выражения.

Современная наука произошла от способа обучения, называемого естественной философией, который был разработан классическими греками и был связан с рациональным исследованием существования, знания и явлений. Однако по сравнению с современной наукой исследования в области натурфилософии использовали простые технологии и методы и не были особенно количественными, иногда предполагая только применение логики.

Современная наука началась с систематических исследований известных ученых 16-17 веков, таких как:

• Николай Коперник (1473-1543), польский астроном, разработавший современную теорию Солнечной системы
• Уильям Гилберт (1544-1603), англичанин, работавший над магнетизмом
• Галилео Галилей (1564-1642), итальянец, проводивший исследования физики движущихся объектов, а также астрономии
• Уильям Харви (1578-1657): англичанин, описавший кровообращение
• Исаак Ньютон (1642-1727): англичанин, внесший важный вклад в понимание гравитации и природы света, сформулировал законы движения и разработал математику исчисления

Английский философ Фрэнсис Бэкон (1561–1626) также оказал большое влияние на развитие современной науки.Бэкон не был настоящим практиком науки, но был ярым сторонником ее новых методологий. Он продвигал применение индуктивной логики, в которой выводы делаются на основе накопленных свидетельств опыта и результатов экспериментов. Индуктивная логика может привести к унифицированным объяснениям, основанным на больших массивах данных и наблюдениях за явлениями. Рассмотрим следующую иллюстрацию индуктивной логики применительно к теме окружающей среды:

• Наблюдение 1: Морские млекопитающие у атлантического побережья Канады имеют большие остатки ДДТ и других хлорированных углеводородов в их жире и других тканях тела.
• Наблюдение 2: То же самое и с морскими млекопитающими у побережья Британской Колумбии.
• Наблюдение 3: То же, что и в Северном Ледовитом океане, хотя и в более низких концентрациях.

Индуктивное заключение: Имеется широко распространенное загрязнение морских млекопитающих хлорированными углеводородами. Дальнейшие исследования могут продемонстрировать, что загрязнение является глобальным явлением. Это указывает на потенциально важную экологическую проблему.

Напротив, дедуктивная логика включает в себя одно или несколько исходных предположений, а затем логические выводы из этих предположений.Следовательно, истинность дедуктивного заключения зависит от правдивости исходных предположений. Если эти предположения основаны на ложной информации или на неверных представлениях о сверхъестественном, то любые сделанные выводы, скорее всего, будут неверными. Рассмотрим следующую иллюстрацию дедуктивной логики:

• Допущение 1: TCDD, чрезвычайно токсичное химическое вещество из семейства диоксинов, ядовито, если присутствует даже в самых малых концентрациях в пище и воде — даже одна молекула может вызвать токсичность.
• Допущение 2: Воздействие всего ядовитого вещества даже в самых малых концентрациях небезопасно.
• Допущение 3: нельзя допускать небезопасного воздействия.

Дедуктивный вывод 1: Отсутствие воздействия TCDD является безопасным.
Дедуктивный вывод 2: Эмиссии TCDD не допускаются.

Два вывода согласуются с исходными предположениями. Однако среди высококвалифицированных ученых существуют разногласия по поводу этих предположений.Многие токсикологи считают, что воздействие TCDD (и любых других потенциально токсичных химикатов) должно превышать порог биологической толерантности, прежде чем произойдет отравление (см. Главу 15). Напротив, другие ученые считают, что даже малейшее воздействие TCDD несет в себе некоторую степень токсического риска. Таким образом, сила дедуктивной логики зависит от принятия и истинности исходных предположений, из которых вытекают ее выводы.

В целом индуктивная логика играет гораздо более сильную роль в современной науке, чем дедуктивная логика.Однако в обоих случаях полезность любых выводов во многом зависит от точности любых наблюдений и других данных, на которых они были основаны. Плохие данные могут привести к неточному заключению из-за применения индуктивной логики, как и неправильные предположения в дедуктивной логике.

Общие цели науки — понять природные явления и объяснить, как они могут изменяться с течением времени. Для достижения этих целей ученые проводят исследования, основанные на информации, выводах и заключениях, разработанных путем систематического применения логики, обычно индуктивного типа.Таким образом, ученые внимательно наблюдают за природными явлениями и проводят эксперименты.

Высшая цель научных исследований — сформулировать законы, описывающие работу Вселенной в общих чертах. (Например, см. Главу 4 для описания законов термодинамики, которые имеют дело с преобразованиями энергии между ее различными состояниями.) Универсальные законы, наряду с теориями и гипотезами (см. Ниже), используются для понимания и объяснения природных явлений. . Однако многие природные явления чрезвычайно сложны и никогда не могут быть полностью поняты с точки зрения физических законов.Это особенно верно в отношении способов организации и функционирования организмов и экосистем.

Научные исследования могут быть чистыми или прикладными. Чистая наука движется интеллектуальным любопытством — это неограниченный поиск знаний и понимания, без учета их полезности для человеческого благополучия. Прикладная наука более целенаправленна и занимается практическими трудностями и проблемами того или иного рода. Прикладная наука может изучать, как улучшить технологию или улучшить управление природными ресурсами, или уменьшить загрязнение или другой ущерб окружающей среде, связанный с деятельностью человека.

Факт — это событие или вещь, которая, как известно, произошла, существует и является правдой. Факты основаны на опыте и научных доказательствах. Напротив, гипотеза — это предлагаемое объяснение возникновения явления. Ученые формулируют гипотезы в виде утверждений, а затем проверяют их с помощью экспериментов и других форм исследования. Гипотезы разрабатываются с использованием логики, умозаключений и математических аргументов для объяснения наблюдаемых явлений. Однако всегда должна быть возможность опровергнуть научную гипотезу.Таким образом, гипотеза о том, что «кошки настолько умны, что не позволяют людям обнаружить это», не может быть логически опровергнута, и поэтому это не научная гипотеза.

Теория — это более широкая концепция, которая относится к набору объяснений, правил и законов. Они поддерживаются большим количеством наблюдательных и экспериментальных данных, ведущих к надежным выводам. Ниже приведены некоторые из самых известных научных теорий:

• теория гравитации, впервые предложенная Исааком Ньютоном (1642-1727)
• теория эволюции путем естественного отбора, опубликованная одновременно в 1858 году двумя английскими натуралистами, Чарльзом Дарвином (1809–1882) и Альфредом Расселом Уоллесом (1823–1913).
• теория относительности, определенная немецко-швейцарским физиком Альбертом Эйнштейном (1879-1955)

Подобные знаменитые теории убедительно подтверждаются многочисленными доказательствами и, вероятно, будут существовать еще долгое время.Однако мы не можем сказать, что эти (или любые другие) теории достоверно известны — некоторые будущие эксперименты могут опровергнуть даже эти знаменитые теории.

Научный метод начинается с определения вопроса, касающегося структуры или функции природного мира, который обычно разрабатывается с использованием индуктивной логики (рис. 2.1). Вопрос интерпретируется с точки зрения существующей теории, и формулируются конкретные гипотезы, объясняющие характер и причины природного явления.Исследование может включать в себя наблюдения, сделанные в природе, или тщательно контролируемые эксперименты, и результаты обычно дают ученым основания отвергать гипотезы, а не принимать их. Большинство гипотез отвергаются, потому что их прогнозы не подтверждаются в ходе исследования. Любые жизнеспособные гипотезы дополнительно изучаются с помощью дополнительных исследований, опять же в основном с участием экспериментов, призванных опровергнуть их прогнозы. Как только накопится большой объем свидетельств в поддержку гипотезы, их можно использовать для подтверждения исходной теории.

Рисунок 2.1. Схематическое изображение научного метода. Научный метод начинается с вопроса, связывает этот вопрос с теорией, формулирует гипотезу, а затем тщательно проверяет эту гипотезу. Источник: модифицировано из Raven and Johnson (1992).

Научный метод предназначен только для исследования вопросов, которые можно критически исследовать посредством наблюдения и эксперимента. Следовательно, наука не может разрешить нагруженные ценностями вопросы, такие как смысл жизни, добро против зла, или существование и качества Бога или любого другого сверхъестественного существа или силы.

Эксперимент — это проверка или расследование, цель которых — предоставить доказательства в поддержку или, предпочтительно, против гипотезы. Естественный эксперимент проводится путем наблюдения реальных изменений явлений в природе, а затем разработки объяснений путем анализа возможных причинных механизмов. Манипулятивный эксперимент включает в себя преднамеренное изменение факторов, которые, как предполагается, влияют на явления. Манипуляции тщательно планируются и контролируются, чтобы определить, произойдут ли предсказанные реакции, тем самым выявляя причинно-следственные связи.

Безусловно, самые полезные рабочие гипотезы в научных исследованиях предназначены для опровержения, а не для поддержки. Нулевая гипотеза — это конкретное проверяемое исследование, которое отрицает то, что подразумевается в основной изучаемой гипотезе. Если нулевые гипотезы не будут устранены на основании противоположных свидетельств, мы не можем быть уверены в основной гипотезе.

Это важный аспект научного исследования. Например, конкретная гипотеза может быть подтверждена множеством подтверждающих экспериментов или наблюдений.Однако это не служит «доказательством» гипотезы — скорее, это лишь подтверждает ее условное принятие. Как только четко сформулированная гипотеза опровергается соответствующим образом спланированным и хорошо проведенным экспериментом, она опровергается навсегда. Вот почему эксперименты, призванные опровергнуть гипотезы, являются ключевым аспектом научного метода.

Революционный прогресс в понимании может произойти, когда важная гипотеза или теория отвергаются научными открытиями.Например, когда было обнаружено, что Земля не плоская, появилась возможность уверенно плыть за видимый горизонт, не опасаясь упасть с края света. Другой пример связан с открытием Коперником того, что планеты нашей солнечной системы вращаются вокруг Солнца, и связанной с этим концепцией, что Солнце является обычной звездой среди многих — эти революционные идеи заменили ранее доминирующую идею о том, что планеты, Солнце и звезды — все вращался вокруг Земли.

Томас Кун (1922–1995) был философом науки, который подчеркивал важную роль «научных революций» в достижении больших успехов в нашем понимании мира природы.По сути, Кун (1996) сказал, что научная революция происходит, когда устоявшаяся теория тщательно проверяется, а затем рушится под накапливающимся весом новых фактов и наблюдений, которые невозможно объяснить. Это делает исходную теорию устаревшей и заменяет ее новой, более информированной парадигмой (т. Е. Набором предположений, концепций, практик и ценностей, который составляет способ взгляда на реальность и разделяется интеллектуальным сообществом).

Переменная — это фактор, который, как считается, влияет на природное явление.Например, ученый может выдвинуть гипотезу о том, что урожай пшеницы потенциально ограничен такими переменными, как доступность воды или питательных веществ, таких как азот и фосфор. Некоторые из самых мощных научных экспериментов включают манипулирование ключевыми (или контролирующими) переменными и сравнение результатов этих процедур с контролем, которым не манипулировали. В только что описанном примере конкретная переменная, которая контролирует урожайность пшеницы, может быть идентифицирована путем проведения эксперимента, в котором исследуемые популяции обеспечиваются различными количествами воды, азота и фосфора, по отдельности или в комбинации, а затем сравнивая результаты с необработанными данными. -манипулируемое управление.

Однако в некоторых отношениях объяснение научного метода, предложенное выше, немного некритично. Возможно, это предполагает слишком упорядоченное развитие с точки зрения логического, объективного экспериментирования и сравнения альтернативных гипотез. Фактически, это важные компоненты научного метода. Тем не менее, важно понимать, что проницательность и личные предубеждения ученых также важны для поведения и прогресса науки. В большинстве случаев ученые разрабатывают исследования, которые, по их мнению, будут «работать», чтобы принести полезные результаты и способствовать упорядоченному развитию знаний в своей области.Карл Поппер (1902–1994), европейский философ, заметил, что ученые, как правило, используют свое «воображаемое предубеждение» о том, как устроен мир природы, для разработки экспериментов, основанных на их осознанном понимании. Это означает, что эффективные ученые должны быть не просто хорошо осведомленными и технически квалифицированными — они также должны обладать определенной степенью проницательного творчества при формировании своих идей, гипотез и исследований.

Изображение 2.1. Эксперимент — это контролируемое расследование, призванное предоставить доказательства в пользу гипотезы о функционировании мира природы или, желательно, против нее.В ходе этого лабораторного эксперимента испытуемые популяции травы подвергались воздействию различных концентраций токсичного химического вещества.

Многие научные исследования включают в себя сбор наблюдений путем измерения явлений в мире природы. Другой важный аспект науки — это прогнозирование будущих значений переменных. Такие прогнозы требуют определенного понимания взаимосвязей между переменными и их влияющими факторами, а также недавних моделей изменений.Однако многие виды научной информации и прогнозов могут быть неточными. Это происходит потому, что измеренные данные часто являются приближениями к истинным значениям явлений, а прогнозы редко выполняются точно. На точность наблюдений и прогнозов влияют различные факторы, особенно те, которые описаны в следующих разделах.

Предсказуемость

Считается, что некоторые явления имеют универсальный характер и непротиворечивы везде и всегда, когда они точно измеряются.Одним из лучших примеров такой универсальной константы является скорость света, которая всегда имеет значение 2,998 × 10 ⁸ метров в секунду, независимо от того, где она измеряется, или от скорости тела, от которого исходит свет. испускается. Точно так же определенные соотношения, описывающие преобразования энергии и вещества, известные как законы термодинамики (глава 4), всегда дают надежные предсказания.

Однако большинство природных явлений не столь последовательны — в зависимости от обстоятельств есть исключения из общих предсказаний относительно них.Это обстоятельство особенно верно в отношении биологии и экологии, связанных областей науки, в которых почти все общие предсказания имеют исключения. Фактически, законы или объединяющие принципы биологии или экологии еще не открыты, в отличие от нескольких уважаемых законов и 11 универсальных констант физики. По этой причине биологам и экологам очень трудно делать точные прогнозы реакции организмов и экосистем на изменение окружающей среды. Вот почему иногда говорят, что биологи и экологи «завидуют физике».”

По большей части неточности биологии и экологии происходят из-за того, что ключевые функции контролируются комплексами плохо изученных, а иногда и неопознанных влияний окружающей среды. Следовательно, прогнозы относительно будущих значений биологических и экологических переменных или причин изменений редко бывают точными. Например, хотя экологи в восточной части Канады в течение нескольких лет вели мониторинг численности популяции еловой почковой червя (важный вредитель хвойных лесов), они не могут точно предсказать ее будущую численность в определенных лесонасаждениях или в более крупных регионах.Это связано с тем, что на численность этой бабочки влияет комплекс факторов окружающей среды, включая состав древесных пород, возраст леса, численность его хищников и паразитов, количество предпочитаемых им кормов, погодные условия в критические времена года и инсектициды. использовать для сокращения его популяций (см. главу 21). Биологи и экологи не до конца понимают эту сложность и, возможно, никогда не поймут.

Изменчивость

Многие природные явления сильно изменяются в пространстве и времени.Это верно как для физических и химических переменных, так и для биологических и экологических. Например, в лесу количество солнечного света, достигающего земли, сильно меняется со временем, в зависимости от часа дня и времени года. Он также варьируется в пространстве, в зависимости от плотности листвы в любом месте, где измеряется солнечный свет. Точно так же плотность определенных видов рыб в реке обычно изменяется в зависимости от изменений условий среды обитания и других факторов.Большинство популяций рыб также меняются со временем, особенно мигрирующие виды, такие как лосось. В науке об окружающей среде повторяющиеся (или независимо повторяющиеся) измерения и статистический анализ используются для измерения и учета таких временных и пространственных вариаций.

Точность и прецизионность

Точность — это степень, в которой измерение или наблюдение отражает фактическую или истинную ценность объекта. Например, инсектицид ДДТ и металлическая ртуть являются потенциально токсичными химическими веществами, которые присутствуют в следовых концентрациях во всех организмах, но их небольшие остатки трудно поддаются химическому анализу.Некоторые аналитические методы, используемые для определения концентраций ДДТ и ртути, являются более точными, чем другие, и поэтому обеспечивают относительно полезные и надежные данные по сравнению с менее точными методами. Фактически, аналитические данные обычно являются приближениями к реальным значениям — строгая точность редко бывает достижимой.

Прецизионность связана со степенью повторяемости измерения или наблюдения. Например, предположим, что фактическое количество карибу в мигрирующем стаде составляет 10 246 голов.Эколог дикой природы может подсчитать, что в этом стаде было около 10 000 животных, что для практических целей является достаточно точным подсчетом фактической численности карибу. Если другие экологи также независимо оценивают размер стада примерно в 10 000 карибу, это означает, что эти значения достаточно точны. Если, однако, существовала некоторая систематическая погрешность в методологии, используемой для подсчета стада, давая последовательные оценки 15 000 животных (помните, что фактическая популяция составляет 10 246 карибу), эти оценки будут считаться точными, но не особенно точными.

Точность также связана с количеством цифр, с которыми сообщаются данные. Если бы вы использовали гибкую ленту для измерения длины 10 больших извивающихся змей, вы, вероятно, измерили бы рептилий только с точностью до сантиметра. Сила и извилистость животных делают более точные измерения невозможными. Сообщенная средняя длина 10 змей должна отражать исходные измерения и может быть равна 204 см, а не 203,8759 см. Последнее число может отображаться на калькуляторе или компьютере как среднее цифровое, но оно нереально точное.

Значимые числа относятся к точности и прецизионности и могут быть определены как количество цифр, используемых для представления данных анализов или расчетов (см. Также Приложение A). Значительные цифры легче всего понять на примерах. Число 179 состоит из трех значащих цифр, равно как и число 0,0849, а также 0,000794 (нули, предшествующие значащим целым числам, не учитываются). Однако число 195000000 состоит из девяти значащих цифр (нули, следующие за ним, имеют значение), а число 195 × 10 ⁶ состоит только из трех значащих цифр.

Редко бывает полезно сообщать экологические данные, содержащие более 2-4 значащих цифр. Это связано с тем, что любое большее количество, как правило, будет превышать точность и точность методологии, используемой при оценке, и, следовательно, будет нереалистичным. Например, приблизительное население Канады в 2015 году составляло 35,1 миллиона человек (или 35,1 × 10 ⁶ ; обе эти записи имеют три значащих цифры). Однако численность населения не должна составлять 33 100 000 человек, что подразумевает нереалистичную точность и точность восьми значащих цифр.

Необходимость скептицизма

Наука об окружающей среде наполнена множеством примеров неопределенности — в нынешних ценностях и будущих изменениях переменных окружающей среды, а также в прогнозах биологических и экологических реакций на эти изменения. В некоторой степени трудности, связанные с научной неопределенностью, можно смягчить путем разработки усовершенствованных методов и технологий анализа, а также путем моделирования и изучения изменений, происходящих в различных частях мира. Последний подход расширяет наше понимание, предоставляя сходные свидетельства о возникновении и причинах природных явлений.

Однако научная информация и понимание всегда будут подвержены некоторой степени неопределенности. Следовательно, прогнозы всегда будут в некоторой степени неточными, и эту неопределенность необходимо учитывать при попытке понять и устранить причины и последствия изменений окружающей среды. Таким образом, вся информация и прогнозы в науке об окружающей среде должны критически интерпретироваться с учетом неопределенности (подробно 2.1). Это следует делать всякий раз, когда кто-то изучает экологическую проблему, будь то слушание выступающего в классе, на конференции или на видео, или при чтении статьи в газете, учебнике, веб-сайте или научном журнале.Из-за неопределенности многих прогнозов в науке, особенно в области окружающей среды, всегда полезны определенная доля скептицизма и критического анализа.

Экологические проблемы имеют огромное значение для благополучия людей и других биологических видов. Наука и ее методы позволяют критически и объективно идентифицировать ключевые проблемы, исследовать их причины и в определенной степени понимать последствия изменения окружающей среды. Научная информация влияет на принятие решений по вопросам окружающей среды, в том числе, следует ли применять дорогостоящие стратегии, чтобы избежать дальнейшего, но часто неопределенного ущерба.

Тем не менее, научная информация — это только одно из соображений для лиц, принимающих решения, которые также озабочены экономическим, культурным и политическим контекстом экологических проблем (см. Экологические проблемы 1.1 и главу 27). Фактически, при принятии решения о том, как бороться с причинами и последствиями изменений окружающей среды, лица, принимающие решения, могут придавать большее значение ненаучным (социальным и экономическим) соображениям, чем научным, особенно когда есть неопределенность в отношении последних.Наиболее важные решения по экологическим вопросам принимаются политиками и высокопоставленными чиновниками в правительстве или частными менеджерами, а не учеными-экологами. Лица, принимающие решения, обычно беспокоятся о краткосрочных последствиях своих решений для их шансов на переизбрание или продолжение работы, а также на экономической деятельности компании или общества в целом, равно как и о последствиях экологического ущерба (см. также Глава 27).

Подробно 2.1. Критическая оценка информационного перегрузки
Сегодня мы живем в мире простой и обильной информации, более чем в любом предыдущем обществе. Людям стало удивительно легко общаться с другими на огромных расстояниях, превратив мир в «глобальную деревню» (фраза, придуманная канадским философом Маршаллом Маклюэном (1911-1980) для описания феномена универсальных сетей). Этой глобальной взаимосвязанности способствовали технологии передачи идей и знаний, особенно устройства электронной связи, такие как радио, телевидение, компьютеры и их сети.Сегодня эти технологии сжимают пространство и время для достижения практически мгновенной связи. Фактически, сейчас доступно так много информации, что ситуацию часто называют «информационной перегрузкой», которая требует критического анализа. Критический анализ — это процесс сортировки информации и научных запросов о данных. Участвуя во всех аспектах научного процесса, критический анализ изучает информацию и исследования, задавая разумные вопросы, такие как следующие:

• Получена ли информация из научной основы, состоящей из гипотезы, которая была разработана и проверена, в контексте существующей совокупности знаний и теории в данной области?
• Могут ли используемые методологии предоставить данные, которые являются объективными, точными и точными? Были ли данные проанализированы статистическими методами, соответствующими структуре данных и задаваемым вопросам?
• Сравнивались ли результаты исследования с другой соответствующей работой, которая была ранее опубликована? Обсуждались ли основные сходства и различия и делался ли вывод о том, что новая работа раскрывает исследуемую проблему?
• Основана ли информация на исследовании, опубликованном в рецензируемом журнале, который требует от высококвалифицированных рецензентов в предметной области тщательного изучения работы с последующим редакционным решением о том, заслуживает ли она публикации?
• Если анализ проблемы был основан на неполной или, возможно, неточной информации, использовался ли предупредительный подход, чтобы учесть неопределенность, присущую рекомендациям? Все пользователи опубликованных исследований обязаны критически оценивать то, что они читают, таким образом, чтобы решить, является ли теория подходящей, методологии надежными и выводы достаточно надежными.Поскольку многие экологические проблемы являются противоречивыми, а данные и информация представлены обеими сторонами дискуссии, люди должны иметь возможность формулировать объективно критические суждения. По этой причине людям необходима высокая степень экологической грамотности — осознанное понимание причин и последствий экологического ущерба. Возможность критически анализировать информацию — ключевое личное преимущество изучения наук об окружающей среде.

Научные процедуры и методы важны для выявления, понимания и решения экологических проблем.Однако в то же время социальные и экономические вопросы также имеют жизненно важное значение. Хотя наука добилась огромного прогресса в помощи нам в понимании мира природы, чрезвычайная сложность биологии и экосистем мешает ученым-экологам делать надежные прогнозы о последствиях многих видов экономической деятельности человека и других влияний. Этот контекст подчеркивает необходимость непрерывного изучения научных и социально-экономических аспектов экологических проблем, даже несмотря на то, что практические решения должны приниматься для решения очевидных проблем по мере их возникновения.

Вопросы для обзора

1. Обрисуйте причины, по которым наука является рациональным способом понимания мира природы.
2. В чем разница между индуктивной и дедуктивной логикой? Почему индуктивная логика чаще используется учеными при формулировании гипотез и обобщений о мире природы?
3. Почему нулевые гипотезы — эффективный способ проведения научных исследований? Определите гипотезу, которая подходит для изучения конкретной проблемы в науке об окружающей среде, и предложите соответствующую нулевую гипотезу, которая может быть проверена в ходе исследования.
4. Каковы причины изменчивости природных явлений? Выберите пример, например, различия в массе тела определенной группы людей, и предложите причины этого различия.

Вопросы к обсуждению

1. Каковы основные различия между наукой и менее объективной системой убеждений, такой как религия?
2. Какие факторы приводят к научным спорам по вопросам окружающей среды? Сравните это с экологическими противоречиями, которые существуют из-за различных ценностей и взглядов на мир.
3. Объясните, почему не существует научных «законов», объясняющих структуру и функции экосистем.
4. Многие природные явления сильно изменчивы, особенно биологические или экологические. Какое значение имеет эта изменчивость для понимания и прогнозирования причин и последствий изменений окружающей среды? Как ученые-экологи справляются с этой проблемой изменчивого мира природы?

Изучение проблем

1. Придумайте интересующий вас экологический вопрос.Предложите полезные гипотезы для исследования, определите нулевые гипотезы и наметьте эксперименты, которые вы могли бы провести, чтобы дать ответы на этот вопрос.
2. Во время исследовательского проекта по изучению ртути ученый-эколог провел серию химических анализов рыбы, пойманной в озере Канак. Программа отбора проб включала семь видов рыб, взятых из различных местообитаний в пределах озера. Всего было проанализировано 360 рыб разного размера и пола. Было обнаружено, что 30% рыбы имели уровень остатков выше 0.5 ppm ртути, верхний уровень загрязнения, рекомендованный Министерством здравоохранения Канады для рыбы, потребляемой людьми. Ученый сообщил об этих результатах государственному регулирующему органу, который был встревожен высоким содержанием ртути из-за популярности озера Канак как места, где люди ловят рыбу для пропитания. Регулирующий орган попросил ученого порекомендовать, безопасно ли есть рыбу из озера или следует избегать только определенных размеров, полов, видов или мест обитания. Какие виды анализа данных следует провести ученому, чтобы разработать полезные рекомендации? Какие еще научные и ненаучные аспекты следует учитывать?

Американская ассоциация развития науки (AAAS).1990. Наука для всех американцев. AAAS, Вашингтон, округ Колумбия.

Барнс Б. 1985. О науке. Blackwell Ltd, Лондон, Великобритания.

Giere, R.N. 2005. Понимание научного мышления. 5-е изд. Wadsworth Publishing, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.

Кун, Т. 1996. Структура научных революций. 3-е изд. Издательство Чикагского университета, Чикаго, Иллинойс.

Маккейн, Г. и Э.М. Сигал. 1982. Игра в науку. Holbrook Press Inc., Бостон, Массачусетс.

Мур, Дж. А. 1999. Наука как способ познания.Издательство Гарвардского университета, Бостон, Массачусетс.

Поппер, К. 1979. Объективное знание: эволюционный подход. Кларендон Пресс, Оксфорд, Великобритания.

Raven, P.H., G.B. Джонсон, К. Мейсон и Дж. Лосос. 2013. Биология. 10-е изд. Макгроу-Хилл, Колумбус, Огайо.

Серебро, B.L. 2000. Восхождение науки. Издательство Оксфордского университета, Оксфорд, Великобритания.

Что такое опасные природные явления?

Землетрясения

Землетрясения вызываются внезапным высвобождением медленно накапливаемой энергии деформации вдоль разлома в земной коре.Землетрясения и извержения вулканов чаще всего происходят в зоне столкновения тектонических плит. Землетрясения представляют собой особенно серьезную угрозу из-за нерегулярных интервалов времени между событиями, отсутствия адекватного прогноза и связанных с ними опасностей:

— Сотрясение земли представляет прямую опасность для любой конструкции, расположенной рядом с центром землетрясения. Структурный отказ уносит множество человеческих жизней в густонаселенных районах.

— Разломы или прорывы в материале поверхности происходят как разделение коренных пород по линиям слабости.

— Оползни возникают из-за сотрясения земли в районах с относительно крутым рельефом и плохой устойчивостью склонов.

— Разжижение пологого рыхлого материала может быть вызвано сотрясением грунта. Потоки и боковые распространения (явления разжижения) являются одними из самых разрушительных геологических опасностей.

— Проседание или углубления на поверхности возникают в результате осаждения рыхлых или рыхлых отложений. Проседание происходит в переувлажненных почвах, насыпи, намывных и других материалах, склонных к осаждению.

— Цунами или сейсмические морские волны, обычно генерируемые сейсмической активностью под дном океана, вызывают наводнения в прибрежных районах и могут повлиять на районы, находящиеся за тысячи километров от очага землетрясения.

Вулканы

Вулканы — это отверстия в земной коре, через которые расплавленная порода и газы выходят на поверхность. Вулканические опасности связаны с двумя классами извержений:

— Взрывные извержения, которые возникают в результате быстрого растворения и расширения газа из расплавленной породы по мере приближения к поверхности земли.Взрывы представляют опасность из-за разбрасывания каменных блоков, фрагментов и лавы на разном расстоянии от источника.

— Эффектные извержения, при которых основной опасностью является поток материала, а не взрывы. Потоки различаются по природе (грязь, пепел, лава) и количеству и могут происходить из нескольких источников. Потоки зависят от силы тяжести, окружающей топографии и вязкости материала.

Опасности, связанные с извержениями вулканов, включают потоки лавы, падающий пепел и снаряды, сели и токсичные газы.Вулканическая деятельность может также вызвать другие опасные природные явления, включая местные цунами, деформацию ландшафта, наводнения при прорыве озер или при перекрытии ручьев и рек, а также оползни, вызванные сотрясениями.

Оползни

Термин оползень включает оползни, обвалы и потоки рыхлых материалов. Оползни могут быть вызваны землетрясениями, извержениями вулканов, почвой, насыщенной проливными дождями или подъемом грунтовых вод, а также подрезанием рек.Землетрясение насыщенных почв создает особо опасные условия. Хотя оползни очень локализованы, они могут быть особенно опасными из-за их повторяемости. К классам оползней относятся:

— Камнепады, которые характеризуются свободно падающими камнями с вышележащих обрывов. Они часто собираются у подножия утеса в виде осыпей, что может представлять дополнительный риск.

— Оползни и лавины, смещение покрывающих пород из-за разрушения при сдвиге вдоль конструктивного элемента.Если смещение происходит в поверхностном материале без полной деформации, это называется оседанием.

— Потоки и боковые спреды, которые возникают в недавно неконсолидированном материале, связанном с мелководным уровнем грунтовых вод. Хотя эти явления разжижения связаны с пологим рельефом, они могут перемещаться на значительные расстояния от своего источника.

Воздействие этих событий зависит от конкретной природы оползня. Камнепады представляют собой очевидную опасность для жизни и имущества, но в целом они представляют лишь локальную угрозу из-за своего ограниченного влияния на местности.Напротив, оползни, лавины, потоки и боковые распространения, часто имеющие большую площадь, могут привести к огромным человеческим жертвам и материальным потерям. Сели, связанные с извержениями вулканов, могут перемещаться с большой скоростью от точки своего происхождения и являются одной из самых разрушительных вулканических опасностей.

Преподавание Основной принцип 6: Человеческая деятельность влияет на климатическую систему.

Деятельность человека влияет на климатическую систему.

Обучение этому принципу поддерживается пятью ключевыми концепциями.

Щелкните здесь, чтобы увидеть их.

1. Подавляющее большинство научных исследований климата показывает, что большая часть наблюдаемого повышения средних глобальных температур со второй половины 20-го века, скорее всего, связана с деятельностью человека, в первую очередь с увеличением концентрации парниковых газов в результате сжигания ископаемых. топливо.
2. Выбросы от широко распространенного сжигания ископаемого топлива с начала промышленной революции увеличили концентрацию парниковых газов в атмосфере.Поскольку эти газы могут оставаться в атмосфере в течение сотен лет, прежде чем будут удалены естественными процессами, их влияние на потепление, по прогнозам, сохранится и в следующем столетии.
3. Деятельность человека повлияла на сушу, океаны и атмосферу, и эти изменения изменили глобальные климатические модели. Сжигание ископаемого топлива, выброс химикатов в атмосферу, уменьшение площади лесного покрова и быстрое расширение сельского хозяйства, развития и промышленной деятельности выбрасывают углекислый газ в атмосферу и меняют баланс климатической системы.
4. Растет количество свидетельств того, что изменения во многих физических и биологических системах связаны с глобальным потеплением, вызванным деятельностью человека. Некоторые изменения, вызванные деятельностью человека, снизили способность окружающей среды поддерживать различные виды и существенно снизили биоразнообразие экосистем и экологическую устойчивость.
5. Ученые и экономисты предсказывают, что глобальное изменение климата будет иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Если потепление превышает 2–3 ° C (от 3,6 до 5.4 ° F) в течение следующего столетия, последствия негативных воздействий, вероятно, будут намного сильнее, чем последствия позитивных воздействий.

Что означает этот принцип?

Эти ключевые идеи относятся к причинам и последствиям антропогенного изменения климата. Потенциал деятельности человека по повышению температуры Земли за счет выбросов парниковых газов описывался и рассчитывался уже более века. Объемы научных исследований в различных научных дисциплинах теперь подтверждают этот принцип, и в Национальной оценке климата 2014 г. говорится: «Глобальный климат меняется, и это очевидно по широкому кругу наблюдений.Глобальное потепление последних 50 лет в первую очередь связано с деятельностью человека ».

Проблема атрибуции — однозначно показывающая, что деятельность человека вызывает глобальное изменение климата — является одной из наиболее активных областей климатических исследований. Имеются веские доказательства того, что деятельность человека, особенно сжигание ископаемого топлива, приводит к повышению уровня углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере, что, в свою очередь, усиливает естественный парниковый эффект, вызывая повышение температуры атмосферы Земли, океана и поверхности суши. увеличивать.То, что парниковые газы «улавливают» инфракрасное тепло, хорошо установлено в лабораторных экспериментах, проведенных еще в середине 1850-х годов, когда сэр Джон Тиндалл впервые измерил этот эффект.

Хорошо задокументированная тенденция увеличения CO ₂ в атмосфере связана с экспоненциальным ростом населения, массовыми изменениями земного покрова и сжиганием ископаемого топлива. «Дымящийся пистолет», который ясно показывает, что деятельность человека ответственна за недавнее увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, обеспечивается изотопами кислорода (атомами кислорода разного атомного веса).Эти изотопы позволяют ученым идентифицировать источник молекул углекислого газа, которые показывают, что повышенное содержание CO ₂ в атмосфере отражает добавление CO ₂ в результате сжигания ископаемого топлива. (см. ссылки)

Почему это важно?

В соответствии с этим принципом мы исследуем, как благодаря фундаментальной физике удерживающих тепло газов и экспоненциальному росту населения и потребления энергии люди стали силой природы. Ясно, что это сложная тема с огромными политическими, социально-экономическими и эмоциональными аспектами, но научные результаты ясно показывают, что:

• Деятельность человека, особенно сжигание ископаемого топлива, изменяет климатическую систему.
• Изменения в землепользовании и земном покрове, вызванные деятельностью человека, такие как вырубка лесов, урбанизация и изменение структуры растительности, также изменяют климат, что приводит к изменениям отражательной способности поверхности Земли (альбедо), выбросам от горящих лесов, эффектам городских островов тепла и изменения в естественном круговороте воды.
• Поскольку основной причиной недавнего глобального изменения климата является человек, решения также находятся в сфере человеческой деятельности.
• Прозрачность в отношении причин изменения климата позволяет разрабатывать и внедрять эффективные решения.

Что затрудняет преподавание этого принципа?

Проще говоря, этому принципу сложно преподавать, потому что некоторые слои общественности продолжают спорить о том, могут ли эти идеи быть правдой, несмотря на устоявшуюся науку. Есть несколько возможных причин, по которым студенты могут сопротивляться выводу о том, что люди меняют климат. Эта концепция может быть неудобной для студентов из-за чувства вины, политического сопротивления или реального отсутствия научного понимания.Более того, прогнозы воздействия изменения климата на наше общество могут напугать, подавить или отпугнуть учащихся. Это может привести к отрицанию или сопротивлению обучению. Таким образом, преподавателям предлагается знакомить с этой темой с помощью щедрых подмостей, которые закладывают основы научного процесса, основополагающие принципы науки о климате и полагаться на надежные научные исследования, подтверждающие этот вывод. На этой странице представлены несколько стратегий преподавания спорных вопросов окружающей среды, которые подчеркивают аффективную область учащихся.

Интегрирующие решения:

Научные темы, связанные с климатом и энергетикой, часто бывают сложными, технически сложными, неинтуитивными и потенциально эмоционально подавляющими и политически чувствительными. Когда люди начинают понимать природу и масштабы проблем, связанных с климатом и энергией, они часто хотят знать, «что я могу сделать?» Без реалистичных вариантов и возможностей решения проблем учащиеся любого возраста могут чувствовать разочарование и отвращение к науке.Что многие преподаватели начали делать, чтобы справиться с научными, техническими и эмоциональными трудностями предмета, так это вплетать решения в обсуждение на каждом этапе пути.

Выбросы углерода выросли с 2,5 гигатонн в год в конце 1950-х годов до 9 гигатонн в год сегодня. На этом графике показаны выбросы углерода в разбивке по их источникам. Источник: данные Окриджской национальной лаборатории. Щелкните изображение, чтобы увеличить.

Как я могу использовать этот принцип в своем обучении?

• Учащиеся средней школы будут знакомы с изменением климата / глобальным потеплением, полученным из средств массовой информации, семьи или в школе.Это может быть возможностью развить их понимание того, как деятельность человека связана с изменением климата, особенно с увеличением CO ₂ в атмосфере. См. Задание Автомобильные выбросы и парниковый эффект.
• H Средняя школа Педагоги могут помочь учащимся понять многочисленные связи между деятельностью человека и климатической системой. Это может быть сделано с исторической точки зрения или с использованием подхода науки о земных системах. См. Данные коллекции Mauna Loa CO ₂ .
• Студентам начального уровня бакалавриата может быть предложено применить свое понимание науки в социальном контексте. В мероприятии «Глобальное изменение климата: последствия глобального потепления» изучаются тенденции выбросов двуокиси углерода и рассматривается влияние человека на концентрации двуокиси углерода в атмосфере.
• Старшие классы колледжей студентов могут изучать наборы данных и использовать модели, иллюстрирующие антропогенный вклад в изменение климата.Попросив учащихся работать непосредственно с данными и моделями, учащиеся могут сделать собственные выводы о взаимосвязях. Например, см. Использование модели баланса массы для понимания диоксида углерода и его связи с глобальным потеплением.

Кредит: CLEAN

Астрономия в повседневной жизни | IAU

Марисса Розенберг, Педро Руссо (EU-UNAWE, Лейденская обсерватория / Лейденский университет, Нидерланды), Джорджия Бладон, Ларс Линдберг Кристенсен (ESO, Германия)

См. Также Rosenberg, M., Руссо П., Бладон Г. и Кристенсен Л.Л., Астрономия в повседневной жизни CAP, журнал 14, 2013 г.

Введение
Передача технологий

От астрономии к промышленности
От астрономии к аэрокосмической отрасли
От астрономии к энергетике

Астрономия и медицина
Астрономия в повседневной жизни
Астрономия и международное сотрудничество
Резюме
Список литературы

Введение

На протяжении всей истории люди смотрели в небо, чтобы перемещаться по бескрайним океанам, решать, когда сажать урожай, и отвечать на вопросы о том, откуда мы пришли и как сюда попали.Это дисциплина, которая открывает нам глаза, дает контекст нашему месту во Вселенной и может изменить то, как мы видим мир. Когда Коперник заявил, что Земля не является центром Вселенной, это вызвало революцию. Революция, в ходе которой религия, наука и общество должны были адаптироваться к этому новому мировоззрению.

Астрономия всегда оказывала значительное влияние на наше мировоззрение. Ранние культуры отождествляли небесные объекты с богами и воспринимали их движения по небу как пророчества о том, что должно было произойти.Мы бы теперь назвали это астрологией, далекой от неопровержимых фактов и дорогостоящих инструментов современной астрономии, но в современной астрономии все еще есть намеки на эту историю. Возьмем, к примеру, названия созвездий: Андромеда, прикованная девушка из греческой мифологии, или Персей, полубог, спасший ее.

Теперь, по мере того, как наше понимание мира прогрессирует, мы обнаруживаем, что мы и наш взгляд на мир еще больше переплетены со звездами. Открытие того, что основные элементы, которые мы находим в звездах, а также газ и пыль вокруг них, являются теми же элементами, из которых состоят наши тела, еще больше углубило связь между нами и космосом.Эта связь затрагивает нашу жизнь, и трепет, который она вызывает, возможно, является причиной того, что прекрасные изображения, которые дает нам астрономия, так популярны в современной культуре.

В астрономии еще много вопросов, на которые нет ответа. Текущие исследования пытаются понять такие вопросы, как: «Сколько нам лет?», «Какова судьба Вселенной?» и, возможно, самый интересный: «Насколько уникальна Вселенная и могла ли когда-нибудь немного другая Вселенная поддерживать жизнь?» Но астрономия также ежедневно бьет новые рекорды, устанавливая самые дальние расстояния, самые массивные объекты, самые высокие температуры и самые сильные взрывы.

Ответ на эти вопросы является фундаментальной частью человеческого бытия, однако в современном мире становится все более важным иметь возможность оправдать поиск ответов. Трудности описания важности астрономии и фундаментальных исследований в целом хорошо резюмируются следующей цитатой:

«Сохранить знания легко. Передавать знания тоже легко. Но получать новые знания в краткосрочной перспективе непросто и непросто. Фундаментальные исследования в конечном итоге приносят прибыль, и, что немаловажно, это сила, обогащающая культуру любого общества разумом и основной истиной.»
— Ахмед Зевали, лауреат Нобелевской премии по химии (1999).

Хотя мы живем в мире, который сталкивается с множеством неотложных проблем голода, бедности, энергии и глобального потепления, мы утверждаем, что астрономия приносит долгосрочные выгоды, которые не менее важны для цивилизованного общества. Несколько исследований (см. Ниже) показали нам, что инвестиции в научное образование, исследования и технологии обеспечивают большую отдачу — не только экономически, но и культурно и косвенно для населения в целом — и помогают странам противостоять кризисам и преодолевать их.Научно-техническое развитие страны или региона тесно связано с ее индексом человеческого развития — статистикой, которая является мерой продолжительности жизни, образования и дохода (Трумэн, 1949).

Есть и другие работы, которые помогли ответить на вопрос «Почему астрономия так важна?» Доктор Роберт Эйткен, директор обсерватории Лик, показывает нам, что даже в 1933 году существовала потребность в обосновании нашей науки, в своей статье под названием Использование астрономии (Эйткен, 1933).Его последнее предложение резюмирует его мнение: «Дать человеку еще больше познания вселенной и помочь ему« научиться смирению и познать возвышение »- вот миссия астрономии». Совсем недавно К. Рене Джеймс написала статью, в которой рассказала о последних технологических достижениях, за которые мы можем благодарить астрономию, таких как GPS, получение медицинских изображений и беспроводной Интернет (Renée James, 2012). В защиту радиоастрономии Дэйв Финли в Finley (2013) заявляет: : «В общем, астрономия была краеугольным камнем технического прогресса на протяжении всей истории, она может внести большой вклад в будущее и предлагает всем людям фундаментальное представление о нашем месте в мире. невообразимо обширная и захватывающая вселенная.”

Астрономия и смежные области находятся на переднем крае науки и техники; отвечая на фундаментальные вопросы и продвигая инновации. Именно по этой причине в стратегическом плане Международного астрономического союза (МАС) на 2010–2020 годы основное внимание уделяется трем основным направлениям: технологии и навыки; наука и исследования; и культура и общество.

Хотя «исследования голубого неба», такие как астрономия, редко вносят непосредственный вклад в ощутимые результаты в краткосрочном масштабе, проведение этого исследования требует передовых технологий и методов, которые могут в более длительном масштабе за счет их более широкого применения иметь значение.

Множество примеров, многие из которых описаны ниже, показывают, как изучение астрономии способствует развитию технологий, экономики и общества, постоянно предлагая инструменты, процессы и программное обеспечение, выходящие за рамки наших текущих возможностей.

Плоды научного и технологического развития в астрономии, особенно в таких областях, как оптика и электроника, стали важными для нашей повседневной жизни с такими приложениями, как персональные компьютеры, спутники связи, мобильные телефоны, системы глобального позиционирования, солнечная энергия. панели и сканеры магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Хотя изучение астрономии принесло огромные материальные, денежные и технологические выгоды, возможно, наиболее важным аспектом астрономии является не экономическое измерение. Астрономия произвела и продолжает революционизировать наше мышление во всем мире. В прошлом астрономия использовалась для измерения времени, отметки времен года и навигации по бескрайним океанам. Как одна из древнейших наук астрономия является частью истории и корней каждой культуры. Он вдохновляет нас красивыми изображениями и обещает ответы на важные вопросы.Он действует как окно в безмерные размеры и сложность космоса, открывая перспективу для Земли и продвигая глобальное гражданство и гордость за нашу родную планету.

Несколько отчетов в США (Национальный исследовательский совет, 2010 г.) и Европе (Боде и др., 2008 г.) указывают на то, что основной вклад астрономии — это не только технологические и медицинские приложения (передача технологий, см. Ниже), но и уникальная перспектива. это расширяет наши горизонты и помогает нам открыть для себя величие Вселенной и наше место в ней.На более важном уровне астрономия помогает нам изучать, как продлить выживание нашего вида. Например, очень важно изучить влияние Солнца на климат Земли и то, как оно повлияет на погоду, уровень воды и т. Д. Только изучение Солнца и других звезд может помочь нам понять эти процессы во всей их полноте. Кроме того, отображение движения всех объектов в нашей Солнечной системе позволяет нам прогнозировать потенциальные угрозы нашей планете из космоса. Такие события могут вызвать серьезные изменения в нашем мире, что наглядно продемонстрировал удар метеорита в Челябинске, Россия, в 2013 году.

На личном уровне обучение астрономии нашей молодежи также имеет большую ценность. Было доказано, что учащиеся, которые занимаются образовательной деятельностью, связанной с астрономией, в начальной или средней школе, с большей вероятностью будут делать карьеру в области науки и техники и быть в курсе научных открытий (Национальный исследовательский совет, 1991). Это приносит пользу не только астрономии, но и другим научным дисциплинам.

Астрономия — одна из немногих областей науки, которая напрямую взаимодействует с обществом.Не только преодолевая границы, но и активно продвигая сотрудничество по всему миру. В следующей статье мы очерчиваем ощутимые аспекты того, что астрономия внесла в различные области.

Передача технологий

От астрономии к промышленности

Некоторые из наиболее полезных примеров передачи технологий между астрономией и промышленностью включают достижения в области визуализации и связи. Например, пленка под названием Kodak Technical Pan широко используется медицинскими и промышленными спектроскопистами, промышленными фотографами и художниками и изначально была создана для того, чтобы солнечные астрономы могли регистрировать изменения в структуре поверхности Солнца.Кроме того, разработка Technical Pan — опять же, движимая требованиями астрономов — использовалась в течение нескольких десятилетий (пока она не была прекращена) для обнаружения пораженных сельскохозяйственных культур и лесов, в стоматологии и медицинской диагностике, а также для исследования слоев картин с целью выявления подделок. (Национальный исследовательский совет, 1991).

В 2009 году Уиллард С. Бойл и Джордж Э. Смит были удостоены Нобелевской премии по физике за разработку другого устройства, которое будет широко использоваться в промышленности. Датчики для захвата изображений, разработанные для астрономических изображений, известные как устройства с зарядовой связью (ПЗС), впервые были использованы в астрономии в 1976 году.За несколько лет они заменили пленку не только на телескопах, но и в личных фотоаппаратах, веб-камерах и мобильных телефонах многих людей. Улучшение и популярность ПЗС-матриц объясняется решением НАСА использовать сверхчувствительную технологию ПЗС на космическом телескопе Хаббла (Kiger & English, 2011).

В области связи радиоастрономия предоставила множество полезных инструментов, устройств и методов обработки данных. Многие успешные коммуникационные компании изначально были основаны радиоастрономами.Компьютерный язык FORTH был первоначально создан для использования 36-футовым телескопом Китт-Пик и стал основой для высокодоходной компании (Forth Inc.). Сейчас он используется FedEx по всему миру для своих служб отслеживания.

Некоторые другие примеры передачи технологий между астрономией и промышленностью перечислены ниже (Национальный исследовательский совет, 2010 г.):

• Компания General Motors использует язык астрономического программирования Interactive Data Language (IDL) для анализа данных об автомобильных авариях.

• Первые патенты на методы обнаружения гравитационного излучения, возникающего при ускорении массивных тел, были получены компанией, чтобы помочь им определить гравитационную стабильность подземных нефтяных резервуаров.

• Телекоммуникационная компания AT&T использует Image Reduction and Analysis Facility (IRAF) — набор программного обеспечения, написанного в Национальной оптической астрономической обсерватории — для анализа компьютерных систем и графики физики твердого тела.

• Ларри Альтшулер, астроном, отвечал за разработку томографии — процесса построения изображений разрезов с использованием проникающей волны — благодаря своей работе по восстановлению солнечной короны по ее проекциям. (Шулер, М. Д. 1979)

От астрономии до аэрокосмической отрасли

Аэрокосмический сектор разделяет большую часть своих технологий с астрономией — в частности, в аппаратных средствах телескопов и инструментов, а также в технологиях построения изображений и обработки изображений.

С момента разработки телескопов космического базирования сбор информации в целях обороны перешел от наземных к воздушным и космическим методам. Оборонительные спутники — это, по сути, телескопы, направленные на Землю, для которых требуются технологии и оборудование, идентичные тем, которые используются в их астрономических аналогах. Кроме того, для обработки спутниковых изображений используется то же программное обеспечение и процессы, что и для обработки астрономических изображений.

Некоторые конкретные примеры астрономических разработок, используемых в обороне, приведены ниже (Национальный исследовательский совет, 2010 г.):

• Наблюдения за звездами и модели звездных атмосфер используются для различения ракетных шлейфов и космических объектов.Тот же метод сейчас изучается для использования в системах раннего предупреждения.

• Наблюдения за распределением звезд на небе, которые используются для наведения и калибровки телескопов, также используются в аэрокосмической технике.

• Астрономы разработали солнечно-слепой счетчик фотонов — устройство, которое может измерять частицы света от источника в течение дня, не будучи подавленным частицами, исходящими от Солнца.Теперь это используется для обнаружения ультрафиолетовых (УФ) фотонов, исходящих от выхлопных газов ракеты, что позволяет создать систему предупреждения об УФ-ракетах практически без ложных срабатываний. Эту же технологию можно использовать для обнаружения токсичных газов.

Спутники

• Глобальной системы позиционирования (GPS) полагаются на астрономические объекты, такие как квазары и далекие галактики, для определения точного положения.

От астрономии до энергетики

Астрономические методы могут использоваться для поиска новых видов ископаемого топлива, а также для оценки возможности появления новых возобновляемых источников энергии (Национальный исследовательский совет, 2010 г.):

• Две нефтяные компании, Texaco и BP, используют IDL для анализа образцов керна вокруг нефтяных месторождений, а также для общих нефтяных исследований.

• Австралийская компания Ingenero создала коллекторы солнечного излучения, чтобы использовать энергию Солнца для получения энергии на Земле. Они создали коллекторы диаметром до 16 метров, что возможно только при использовании графитового композитного материала, разработанного для орбитальной группы телескопов.

• Технология, разработанная для изображения рентгеновских лучей в рентгеновских телескопах, которые должны быть спроектированы иначе, чем телескопы видимого света, теперь используется для наблюдения за синтезом плазмы.Если синтез — когда два легких атомных ядра сливаются, чтобы сформировать более тяжелое ядро ​​- стало возможным контролировать, он мог бы стать ответом на безопасную и чистую энергию.

Астрономия и медицина

Астрономы постоянно пытаются увидеть объекты, которые становятся все тусклее и дальше. Медицина борется с аналогичными проблемами: видеть то, что скрыто в человеческом теле. Обе дисциплины требуют высокого разрешения, точных и детальных изображений. Возможно, наиболее ярким примером передачи знаний между этими двумя исследованиями является метод апертурного синтеза, разработанный радиоастрономом и лауреатом Нобелевской премии Мартином Райлом (Шведская королевская академия наук, 1974).Эта технология используется в компьютерной томографии (также известной как компьютерная томография или компьютерная томография), магнитно-резонансной томографии (МРТ), позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и многих других инструментах медицинской визуализации.

Наряду с этими методами построения изображений астрономия разработала множество языков программирования, которые значительно упрощают обработку изображений, в частности IDL и IRAF. Эти языки широко используются в медицинских приложениях (Шашарина, 2005).

Еще один важный пример того, как астрономические исследования внесли вклад в мир медицины, — это создание экологически чистых рабочих мест.Производство телескопов космического базирования требует чрезвычайно чистой окружающей среды, чтобы предотвратить попадание пыли или частиц, которые могут заслонять зеркала или инструменты телескопов (например, в миссии НАСА STEREO; Gruman, 2011). Протоколы чистых помещений, воздушные фильтры и костюмы для кроликов, которые были разработаны для этого, теперь также используются в больницах и фармацевтических лабораториях (Clark, 2012).

Некоторые другие прямые применения астрономических инструментов в медицине перечислены ниже:

• Сотрудничество между фармацевтической компанией и Кембриджским автоматическим прибором для измерения планшетов позволяет быстрее анализировать образцы крови больных лейкемией и, таким образом, обеспечивает более точные изменения в лечении (Национальный исследовательский совет, 1991).

• Радиоастрономы разработали метод, который сейчас используется как неинвазивный способ обнаружения опухолей. Сочетание этого с другими традиционными методами дает 96% истинно положительных результатов у пациентов с раком груди (Barret et al., 1978).

• Небольшие термодатчики, первоначально разработанные для контроля температуры телескопов, теперь используются для контроля нагрева в неонатологических отделениях — отделениях для ухода за новорожденными (Национальный исследовательский совет, 1991).

• Низкоэнергетический рентгеновский сканер, разработанный НАСА, в настоящее время используется для амбулаторной хирургии, спортивных травм и в клиниках третьего мира. Он также использовался Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для изучения того, были ли загрязнены некоторые таблетки (Национальный исследовательский совет, 1991).

• Программное обеспечение для обработки спутниковых снимков, сделанных из космоса, теперь помогает исследователям-медикам разработать простой метод проведения широкомасштабного скрининга на болезнь Альцгеймера (ESA, 2013).

• Взгляд через наполненный жидкостью, постоянно движущийся глаз живого человека не сильно отличается от попытки наблюдать астрономические объекты через турбулентную атмосферу, и один и тот же фундаментальный подход, кажется, работает для обоих. Адаптивная оптика, используемая в астрономии, может использоваться для визуализации сетчатки у живых пациентов для изучения таких заболеваний, как дегенерация желтого пятна и пигментный ретинит на их ранних стадиях. (Бостонская корпорация микромашин, 2010 г.)

Астрономия в повседневной жизни

Есть много вещей, с которыми люди сталкиваются каждый день, которые были получены с помощью астрономических технологий.Возможно, наиболее часто используемым изобретением, связанным с астрономией, является беспроводная локальная сеть (WLAN). В 1977 году Джон О’Салливан разработал метод повышения резкости изображений с радиотелескопа. Этот же метод применялся к радиосигналам в целом, особенно к сигналам, предназначенным для усиления компьютерных сетей, которые теперь являются неотъемлемой частью всех реализаций WLAN (Hamaker et al., 1977).

Другие важные для повседневной жизни технологии, изначально разработанные для астрономии, перечислены ниже (Национальный исследовательский совет, 2010 г.):

• Технология рентгеновской обсерватории также используется в нынешних рентгеновских поясах для багажа в аэропортах.

• В аэропортах газовый хроматограф — для разделения и анализа соединений — разработанный для миссии на Марс, используется для проверки багажа на предмет наркотиков и взрывчатых веществ.

• Полиция использует портативные фотометры химической потребности в кислороде (ХПК) — приборы, разработанные астрономами для измерения силы света — для проверки прозрачности окон автомобилей, как это определено законом.

• Спектрометр гамма-излучения, который первоначально использовался для анализа лунного грунта, теперь используется как неинвазивный способ исследовать структурное ослабление исторических зданий или заглядывать за хрупкую мозаику, например, в церкви Св.Базилика Марка в Венеции.

Более тонким, чем этот вклад в технологии, является вклад астрономии в наше представление о времени. Первые календари были основаны на движении Луны, и даже то, как мы определяем второй, связано с астрономией. Атомные часы, разработанные в 1955 году, были откалиброваны с использованием астрономического эфемеридного времени — бывшей стандартной астрономической шкалы времени, принятой МАС в 1952 году. Это привело к международно согласованному переопределению секунды (Markowitz et al., 1958).

Это все очень ощутимые примеры влияния астрономии на нашу повседневную жизнь, но астрономия также играет важную роль в нашей культуре. Есть много книг и журналов по астрономии для неастрономов. Краткая история времени «» Стивена Хокинга — бестселлер, проданный тиражом более десяти миллионов копий (Париж, 2007 г.), а телесериал Карла Сагана « Космос: личное путешествие » посмотрели более 500 человек в более чем 60 странах. миллиона человек (НАСА, 2009).

Многие неастрономы также занимались астрономией во время Международного года астрономии 2009 (IYA2009), крупнейшего образовательного и информационного мероприятия в области науки. IYA2009 охватил более восьмисот миллионов человек благодаря тысячам мероприятий в более чем 148 странах (IAU, 2010).

Астрономия и международное сотрудничество

Достижения науки и техники дают большое конкурентное преимущество любой стране. Нации гордятся тем, что обладают самыми эффективными новыми технологиями и стремятся к новым научным открытиям.Но, возможно, более важным является способ, которым наука может объединять нации, поощряя сотрудничество и создавая постоянный поток, когда исследователи путешествуют по всему миру для работы в международных учреждениях.

Астрономия особенно хорошо подходит для международного сотрудничества из-за необходимости иметь телескопы в разных местах по всему миру, чтобы видеть все небо. По крайней мере, еще в 1887 году — когда астрономы со всего мира объединили свои изображения с телескопов и составили первую карту всего неба — в астрономии было международное сотрудничество, и в 1920 году Международный астрономический союз стал первым международным научным союзом.

Помимо необходимости видеть небо с разных точек на Земле, строительство астрономических обсерваторий на земле и в космосе является чрезвычайно дорогостоящим. Поэтому большинство текущих и планируемых обсерваторий принадлежит нескольким странам. Все это сотрудничество до сих пор было мирным и успешным. Некоторые из наиболее примечательных:

• The Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), международное партнерство Европы, Северной Америки и Восточной Азии в сотрудничестве с Республикой Чили, является крупнейшим из существующих астрономических проектов.

• Европейская южная обсерватория (ESO), в которую входят 14 европейских стран и Бразилия, расположена в Чили.

• Сотрудничество между США и Европой в основных обсерваториях, таких как космический телескоп Хаббла НАСА / ЕКА.

Резюме

В приведенном выше тексте мы обозначили как материальные, так и нематериальные причины того, что астрономия является важной частью общества. Хотя мы сосредоточились в основном на передаче технологий и знаний, возможно, самым важным вкладом по-прежнему является тот факт, что астрономия дает нам представление о том, как мы вписываемся в огромную Вселенную.Американский астроном Карл Саган представил нам один из самых простых и вдохновляющих вкладов астрономии в жизнь общества в своей книге « Бледно-голубая точка :

».

Говорят, что астрономия — это умиротворение и воспитание характера. Возможно, нет лучшей демонстрации глупости человеческого самомнения, чем этот отдаленный образ нашего крошечного мира. Для меня это подчеркивает нашу ответственность более доброжелательно относиться друг к другу, а также беречь и лелеять бледно-голубую точку, единственный дом, который мы когда-либо знали.”

Список литературы

Aitken, R.G. 1933, Использование астрономии . Тихоокеанское астрономическое общество. Листовка 59, декабрь 1933 г., 33-36

Bode, Cruz & Molster 2008, Дорожная карта инфраструктуры ASTRONET: Стратегический план европейской астрономии , http://www.eso.org/public/archives/books/pdfsm/book_0045.pdf, август 2013 г.

Boston Micromachines Corporation, http://www2.bostonmicromachines.com/Portals/1703/docs/AO_101_White_Paper.pdf, 2010 г.

Clark, H. 2012, Современные чистые помещения, изобретенные физиком Сандиа, все еще используются 50 лет спустя , https://share.sandia.gov/news/resources/news_releases/cleanroom_50th, июнь 2013 г.

ESA 2013, Выявление болезни Альцгеймера с помощью космического программного обеспечения , http://www.esa.int/Our_Activities/Technology/TTP2/Identifying_Alzheimer’s_using_space_software, июль 2013 г.

Finley, D., Value of Radio Astronomy , http://www.nrao.edu/index.php/learn/radioastronomy/radioastronomyvalue, дата обращения: ноябрь 2013 г.

Груман, Дж.B. 2011 г., артефакты изображения — дефекты телескопа и камеры , http://stereo.gsfc.nasa.gov/artifacts/artifacts_camera.shtml, август 2013 г.

Хамакер, Дж. П., О’Салливан, Дж. Д. и Нурдам Дж. Д. 1977, Четкость изображения, оптика Фурье и интерферометрия с избыточным интервалом , J. Opt. Soc. Am., 67 (8), 1122–1123

Международный астрономический союз 2010, Международный год астрономии 2009 достиг сотен миллионов людей: опубликован окончательный отчет , http: // www.Astronomy2009.org/news/pressreleases/detail/iya1006, август 2013 г.

Международный астрономический союз 2012, Стратегический план развития астрономии МАС на 2010–2012 гг. . https://www.iau.org/static/education/strategicplan_2010-2020.pdf, июнь 2013 г.

Kiger, P. & English, M. 2011, Top 10 NASA Inventions , http://www.howstuffworks.com/innovation/inventions/top-5-nasa-inventions.htm, июнь 2013 г.

Markowitz, W. et al. 1958, Частота цезия в эфемеридном времени , Physical Review Letters 1, 105–107

Национальный исследовательский совет 1991 г., Рабочие документы: отчеты группы по астрономии и астрофизике , Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press

Национальный исследовательский совет 2010, Новые миры, новые горизонты в астрономии и астрофизике .Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press

Paris, N. 2007, Hawking испытает невесомость , The Daily Telegraph, http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/1549770/Hawking-to-experience-zero-gravity.html, август 2013

Рене Джеймс, C. 2012, Что астрономия сделала для вас за последнее время? , www.astronomy.com, май 2012 г., 30-35

Шашарина С.Г. и др. 2005, GRIDL: высокопроизводительный и распределенный интерактивный язык данных , высокопроизводительные распределенные вычисления, HPDC-14.Ход работы. 14-й Международный симпозиум IEEE, 291–292

Шулер, М. Д. 1979, в Реконструкция изображения из проекций , (изд. Г. Т. Херман, Берлин: Springer), 105

StarChild, StarChild: доктор Карл Саган , НАСА, http://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/whos_who_level2/sagan.html Октябрь 2009 г.

Truman, H. 1949, Речь президента при вступлении в должность , http://www.trumanlibrary.org/whistlestop/50yr_archive/inagural20jan1949.htm, июнь 2013 г.

Авторы Википедии, 2013 г., Technical Pan , http: // en.wikipedia.org/wiki/Technical_Pan, апрель 2013 г.

(PDF) Физические явления, представленные в Коране

42

32. Полно ли квантово-механическое описание физической реальности? /

В.А. Фок, А. Эйнштейн, Б. Подольский, Н. Розен, Н. Бор — журнал СПС (УФН),

1936, т. XVI, вып.4, с. 440.

33. Мейсон Б.Дж. Влияние человека на погоду. Журнал СПС (УФН),

мая 1957 г., т. LXII, выпуск 1, стр.140.

34. URL: 

35. Рональд Л. Холле. Годовые показатели смертности от молний по странам — 2008. с. 1.

36. Коран (610  632) / Перевод М. Таки-уд-Дина аль-Хилафи и М. Мухсина

Хан.  Медина, K.S.A .: Комплекс короля Фахда для печати Священного Корана,

1997  Сура 11 (7), стр. 287.

37. Там же, сура 50 (38), стр. 705.

38. Там же, сура 22 (47), стр. 450.

39.Там же, сура 70 (4-7), стр. 783-784.

40. URL: https://focus.ua/society/32576/

41. URL: http://www.atheism.ru/science/science.phtml?id=623

42. Коран (610  632) / Перевод М. Таки-уд-Дина аль-Хилафи и М. Мухсина

Хан.  Медина, K.S.A .: Комплекс короля Фахда для печати Священного Корана,

1997  Сура 41 (11), стр. 643.

43. Там же, сура 21 (30), с. 432.

44. Там же, сура 17 (68), стр. 378.

45.Там же, сура 3 (189-190), стр. 104.

46. URL: 

47. Коран (610  632) / Перевод М. Таки-уд-Дина аль-Хилафи и М. Мухсина

Хан.  Медина, K.S.A .: Комплекс короля Фахда для печати Священного Корана,

1997  Сура 65 (12), стр. 768.

48. URL: 

49. Эллисон А. Геология как наука о постоянно меняющейся Земле. / Эллисон А., Палмер

Д., — Переведено на русский язык.  Mir- стр. 382.

50. Там же, с. 381.

51. Коран (610  632) / Перевод М. Таки-уд-Дина аль-Хилафи и М. Мухсина

Хан.  Медина, K.S.A .: Комплекс короля Фахда для печати Священного Корана,

1997  Сура 21 (16-17), стр. 430.

52. Там же, сура 16 (79), стр. 358.

53. Там же, сура 16 (68-69), стр. 356.

54. URL: http://myzooplanet.ru/ekologiya-ptits/polet-pereletyi-ptits-11963.html

55. Дольник В.Р., Таинственные миграции / АН СССР №

Москва: , 1968.

56. Ласарев П.П. Энергия, ее источники и происхождение на Земле — Москва №

Ленинград: Государственное энергетическое издательство, 1947 — с. 160.

57.            

 -5-9973-3469-7.

58. URL:  

59.URL: 

60. URL:  

.