2020-04-07
237
Некоторые фундаментальные понятия гораздо проще понять с помощью метафор. Этим способом объяснения пользовались многие известные ученые. Попробуйте по метафоре догадаться о каком понятии или теории идет речь
1. «Представим себе, что это поваренная книга…», — пишет биолог Мэтт Ридли в своей книге. В ней он рассказывает о “главах”, “рецептах”, “абзацах”, “словах”, “буквах” и даже “рекламных баннерах”. Так о чем эта книга?
A. О жидких кристаллах
B. О геноме человека
C. О стандартной модели физики
D. Об управлении базами данных
Ответ: B. О геноме человека
Краткий ответ в презентации
Геном - поваренная книга, 23 главы - хромосомы, гены - рецепты… А буквы - это нуклеотиды. Метафора “нуклеотидов-букв” очень часто встречается в научно-популярной литературе.
Пояснение.
Книга Мэтта Ридли называется “Геном”, так что если бы мы привели ее название ответ сразу был бы ясен.
Ридли пишет: “Представим себе, что геном – это поваренная книга.
Книга состоит из 23 глав, называемых хромосомами.
Каждая глава содержит тысячи «рецептов» белков, называемых генами.
Текст каждого рецепта состоит из «абзацев», называемых экзонами, которые прерываются не относящимися к рецепту «рекламными баннерами» – интронами.
Текст «рецептов» написан «словами» – кодонами.
Каждое «слово» состоит из «букв» – нуклеотидов”
Всем метафорам нашлось объяснение. Ридли пишет “Представление генома в виде книги – не простая метафора. Между ними много общего. Книга – это информация, записанная строкой дискретных знаков с заданным направлением чтения. Информация кодируется с помощью комбинаций ограниченного числа символов (алфавита), в результате чего образуется огромное число слов (лексикон). В геноме все происходит точно так же.”
Мэтт Ридли Геном. Автобиография вида в 23 главах. М., Эксмо, 2015
https://www.litres.ru/mett-ridli/genom-avtobiografiya-vida-v-23-glavah-11634038/chitat-onlayn
Демона Максвелла придумал в 1867 году британский физик Джеймс Максвелл. Этот демон играет роль вахтера в емкости с газом: он позволяет пролетать из левой части сосуда в правую только быстрым молекулам, а из правой части сосуда в левую - только медленным. “Опровержение” какого физического закона олицетворяет этот мысленный эксперимент?
А. Третьего закона Ньютона
B. Принципа неопределенности
C. Второго начала термодинамики
D. Закон сохранения энергии
Ответ: C. Второго начала термодинамики
Краткий ответ в презентации
Второе начало термодинамики можно сформулировать так: в изолированной системе (такой, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией) “беспорядок” (энтропия) либо остается постоянным, либо нарастает. Существование демон Максвелла противоречит второму началу термодинамики.
Пояснения
Второе начало термодинамики можно сформулировать так: в изолированной системе (такой, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией) “беспорядок” (энтропия) либо остается постоянным, либо нарастает. Существование демон Максвелла противоречит второму началу термодинамики.
Если бы демон Максвелла существовал, он бы как раз установил в системе “порядок”, распределяя по разным частям сосуда теплые и холодные молекулы.
Если бы демон Максвелла существовал, то был бы возможен вечный двигатель (второго рода), то есть он мог бы установить поток тепла от холодного тела к теплому. И тогда, например, запасов тепла в мировом океане нам бы хватило на все время существования человечества.
В реальности любое подобное устройство потребует притока внешней энергии для своей работы. То есть система перестанет быть изолированной.
Но ведь в самой системе тоже есть энергия - это кинетическая энергия молекул. Нельзя ли использовать ее для работы демона?
Разрешение это парадокса совсем непростое. Качественно его разобрал Ричард Фейнман http://vivovoco.astronet.ru/VV/Q_PROJECT/FEYNMAN/LECTURE5.HTM.
Более формально - Лео Сциллард https://ru.wikipedia.org/wiki/Демон_Максвелла
Идея разрешения парадокса состоит в том, что демону, чтобы измерить скорости молекул придется взаимодействовать с системой. И либо его влияние нейтрально, то есть система его как бы “не замечает”, либо он вносит в систему дополнительный “беспорядок”, то есть не снижает, а наоборот увеличивает энтропию.
В 1963 году академик Александр Опарин выпустил научно-популярную книгу, одна из глав в ней называлась “Первичный бульон”. О чем шла речь в этой главе?
A. О вкусной и здоровой пище
B. О творческой атмосфере в научном коллективе
C. О функции крови в организме
D. О происхождении жизни
Ответ: D. О происхождении жизни
Краткий ответ в презентации
Согласно гипотезе академика Опарина, жизнь на Земле зародилась в “первичном бульоне” - водном растворе, который содержал необходимые для создания жизни химические элементы и соединения, в первую очередь углеродные.
Пояснение
Согласно гипотезе академика Опарина, жизнь на Земле зародилась в “первичном бульоне” - водном растворе, который содержал необходимые для создания жизни химические элементы и соединения, в первую очередь углеродные.
Впервые подобный “бульон” упомянул Дарвин, который писал, что жизнь, вероятно, зародилась в “теплой луже”.
Гипотеза «первичного бульона» является устаревшей. На сегодняшний день конкурируют гипотезы зарождения жизни в условиях периодического высыхания или грязевых котлах вулканов или в подводных черных курильщиках.
Буквально за последний год стала более убедительной гипотеза панспермии, то есть занесения жизни на Землю из космоса.
На комете Чурюмова-Герасименко (на которой еще раньше была найдена аминокислота - глицин) был найден оксид фосфора, а в метеоритах обнаружили сахара, в том числе рибозу. И фосфор, и рибоза - важнейшие элементы РНК. А первичная жизнь, вероятнее всего была РНК-миром, где функции хранения наследственной информации выполняли РНК.
4. Стивен Хокинг в “Краткой истории времени” пишет: “Это вроде бы как надутый шарик, на который нанесены точки, если его все больше надувать…”. О чем он рассказывает?
A.. Об излучении черных дыр Хокинга
B. О классификации звезд Герцшпрунга — Рассела
