Уиггинс. 5 нерешенных проблем науки. Янко Слава (Библиотека FortDa )
 Скачать 5.17 Mb.
|
|
Янко Слава (Библиотека Fort/Da ) || http://yanko.lib.ru Уиггинс А., Уинн Ч. Пять нерешенных проблем науки / Артур Уиггинс, Чарлз Уинн. — Пер. с англ. А. Гарькавого. — М.: ФАИР- ПРЕСС, 2005. — 304 с: ил. — (Наука & Жизнь). 1 Сканирование и форматирование: Янко Слава (Библиотека Fort/Da ) || slavaaa@yandex.ru || yanko_slava@yahoo.com || http://yanko.lib.ru || Icq# 75088656 || Библиотека: http://yanko.lib.ru/gum.html || Номера страниц - внизу update 20.11.06 Янко Слава (Библиотека Fort/Da ) || http://yanko.lib.ru Уиггинс А., Уинн Ч. Пять нерешенных проблем науки / Артур Уиггинс, Чарлз Уинн. — Пер. с англ. А. Гарькавого. — М.: ФАИР- ПРЕСС, 2005. — 304 с: ил. — (Наука & Жизнь). 2 НАУКА & ЖИЗНЬ THE FIVE BIGGEST UNSOLVED PROBLEMS IN SCIENCE ARTHUR W. WIGGINS CHARLES M. WYNN With Cartoon Commentary by Sidney Harris John Wiley & Sons, Inc. АРТУР УИГГИНС, ЧАРЛЗ УИНН ПЯТЬ НЕРЕШЕННЫХ ПРОБЛЕМ НАУКИ Москва 2005 УДК 001 ББК 72 (7США) У35 Рисунки Сидни Харриса Уиггинс А., Уинн Ч. У35 Пять нерешенных проблем науки / Артур Уиггинс, Чарлз Уинн. — Пер. с англ. А. Гарькавого. — М.: ФАИР- ПРЕСС, 2005. — 304 с: ил. — (Наука & Жизнь). ISBN 5-8183-0843-Х (рус.) ISBN 0-471-26808-9 (англ.) Книга рассказывает о крупнейших проблемах астрономии, физики, химии, биологии и геологии, над которыми сейчас работают ученые. Авторы рассматривают открытия, приведшие к этим проблемам, знакомят с работой по их решению, обсуждают новые теории, в том числе теории струн, хаоса, генома человека и укладки белков. Для широкого круга читателей. УДК 001 ББК 72 (7США) Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав. ISBN 5-8183-0843-Х (рус.) ISBN 0-471-26808-9 (англ.) Copyright © 2003 by Arthur W. Wiggins and Charles M. Wynn. All cartoons copyright © by Sidney Harris All rights reserved. Authorized translation from the English language editor published by John Wiley & Sons, Inc. © Издание на русском языке, перевод на русский язык, оформление. ФАИР-ПРЕСС, 2004 Янко Слава (Библиотека Fort/Da ) || http://yanko.lib.ru Уиггинс А., Уинн Ч. Пять нерешенных проблем науки / Артур Уиггинс, Чарлз Уинн. — Пер. с англ. А. Гарькавого. — М.: ФАИР- ПРЕСС, 2005. — 304 с: ил. — (Наука & Жизнь). 3 Электронное оглавление Электронное оглавление................................................................................................................................... 3 Предисловие ........................................................................................................................................................ 9 Глава 1. Видение науки ................................................................................................................................... 10 Наука ≠ техника ................................................................................................................................................................................ 10 Рис. 1.1. Сферы умственной деятельности ................................................................................................................. 12 Механизм работы науки................................................................................................................................................................... 12 Рис. 1.2. Научный метод............................................................................................................................................... 13 Научный метод в действии .............................................................................................................................................................. 14 Наблюдение. ...................................................................................................................................................................... 14 Гипотеза. ............................................................................................................................................................................ 14 Предсказание. .................................................................................................................................................................... 14 Опыт. .................................................................................................................................................................................. 15 Повтор. ............................................................................................................................................................................... 15 Сложности ......................................................................................................................................................................................... 15 Глава 2. Физика. Почему одни частицы обладают массой, а другие нет?............................................ 19 Масса.................................................................................................................................................................................................. 19 Рис. 2.1. Кирпичики, составляющие материю............................................................................................................ 20 Более элементарные по сравнению с атоллами ............................................................................................................................. 20 Спасительные космические лучи .................................................................................................................................................... 21 Четыре силы ...................................................................................................................................................................................... 22 Осколки частиц, или Трудное разделение...................................................................................................................................... 22 Вмешательство политики................................................................................................................................................................. 23 Физика возвращается к повседневным заботам............................................................................................................................. 23 Появление кварков............................................................................................................................................................................ 24 Теория наносит ответный удар: объединение................................................................................................................................ 25 Стандартная модель.......................................................................................................................................................................... 25 Рис 2.2. Изображение силы тяготения ........................................................................................................................ 26 1. Сильное взаимодействие:............................................................................................................................................. 26 2. Электрослабое взаимодействие: .................................................................................................................................. 26 Рис. 2.3. Кварки ............................................................................................................................................................. 27 Рис. 2.4. Пептоны .......................................................................................................................................................... 27 Рис. 2.5. Основные частицы ......................................................................................................................................... 28 Таблица 1. Основные частицы и их массы ................................................................................................................. 28 Проверка стандартной модели......................................................................................................................................................... 29 Теневая сторона стандартной модели............................................................................................................................................. 30 Проблема происхождения массы, известная как проблема полей Хиггса .................................................................................. 30 Нужна новая физика ......................................................................................................................................................................... 32 Теории великого объединения (ТВО) и теории всего сущего (TBC). .......................................................................... 32 М-теория. ........................................................................................................................................................................... 32 Суперсимметрия (СУСИ). ................................................................................................................................................ 32 Техницвет........................................................................................................................................................................... 32 Твисторов теория. ............................................................................................................................................................. 32 Необходим новый язык?................................................................................................................................................................... 33 Решение головоломки: как, кто, где и когда?................................................................................................................................. 33 Глава 3. Химия. Какого рода химические реакции подтолкнули атомы к образованию первых живых существ?................................................................................................................................................ 34 Первичный бульон............................................................................................................................................................................ 34 Становление химических систем .................................................................................................................................................... 34 Предположения о происхождении жизни................................................................................................................... 35 Гипотеза 1. Сверхъестественное происхождение жизни............................................................................................... 35 Гипотеза 2. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение сложных форм жизни. ..................................................... 36 Гипотеза 3. Возникновение жизни извне........................................................................................................................ 37 Гипотеза 4. Самопроизвольное зарождение жизни на самой Земле. ........................................................................... 38 Рис. 3.1. Прибор, использованный Миллером для воспроизведения....................................................................... 40 Таблица 2. Молекулы, образованные в ходе опыта Миллера................................................................................... 41 Нынешняя жизнь: клеточные структуры........................................................................................................................................ 41 Рис. 3.2. Прокариотная и эукариотная клетки............................................................................................................ 42 Отправления клетки.......................................................................................................................................................................... 42 Рис. 3.3. Структура молекулы ДНК (по кн.: Raven P. H., Johnson G. В. Biology) ................................................... 43 Рис. 3.4. Строение нуклеотидов (из кн.: Raven P. H., Johnson G. В. Biology).......................................................... 44 Рис. 3.5. Молекулы ДНК и РНК (из кн.: Raven P. H., Johnson G. В. Biology).......................................................... 44 Рис. 3.6. Белковые молекулы и их строение (из кн.: Raven P. H., Johnson G. В. Biology) ...................................... 45 Предсолнце........................................................................................................................................................................................ 47 Янко Слава (Библиотека Fort/Da ) || http://yanko.lib.ru Уиггинс А., Уинн Ч. Пять нерешенных проблем науки / Артур Уиггинс, Чарлз Уинн. — Пер. с англ. А. Гарькавого. — М.: ФАИР- ПРЕСС, 2005. — 304 с: ил. — (Наука & Жизнь). 4 Наше Солнце ..................................................................................................................................................................................... 47 Появление РНК ................................................................................................................................................................................. 48 Рис. 3.7. Химические реакции, ведущие к образованию РНК .................................................................................. 48 Рис. 3.8. Моносахариды с углеродной цепью из четырех (треоза) и из пяти .......................................................... 49 (рибоза) атомов.............................................................................................................................................................. 49 РНК-мир............................................................................................................................................................................................. 49 Альтернативы РНК-миру ................................................................................................................................................................. 51 Первичность белков.......................................................................................................................................................... 51 Глиняный мир.................................................................................................................................................................... 51 Сложности ......................................................................................................................................................................................... 51 Рис. 3.9. Хиральные стереоизомеры............................................................................................................................ 51 Решение головоломки: как, кто и почему? ..................................................................................................................................... 52 Гипотеза 1.............................................................................................................................................................................................................. 52 Гипотеза 2.............................................................................................................................................................................................................. 53 Глава 4. Биология. Каково строение и предназначение протеома?....................................................... 54 Е. coli.................................................................................................................................................................................................. 54 Опероны Е. coli ................................................................................................................................................................................. 55 Рис. 4.1. Молекулы глюкозы и лактозы ...................................................................................................................... 56 Оперон ДНК — РНК — белки......................................................................................................................................................... 56 Рис. 4.2. Связь цАМФ с БАК-белком, а БАК-белка — с ДНК (из кн.: Raven P. H., Johnson G. В. Biology)......... 57 Рис. 4.3. Lac-penpeccop (из кн.: Raven P. H., Johnson G. В. Biology) ........................................................................ 57 Рис. 4.4. Действие lac-оперона на молекулярном уровне (из кн.: Raven P. H., Johnson G. В. Biology)................. 59 Е. coli и другие организмы ............................................................................................................................................................... 59 От прокариот к эукариотам.............................................................................................................................................................. 60 Модельные организмы ..................................................................................................................................................................... 60 Рис. 4.5. С. elegans......................................................................................................................................................... 61 Физика — биология — химия ......................................................................................................................................................... 62 Рис. 4.6. Общая картина биологии............................................................................................................................... 62 Составление карты генома человека. Великие задачи требуют величественных орудий ......................................................... 63 Электрофорез..................................................................................................................................................................... 63 Рис. 4.7. Установка для электрофореза ....................................................................................................................... 63 Рестрикционные ферменты.............................................................................................................................................. 63 Рис. 4.8. Бактериофаг. Хвостовые нити ...................................................................................................................... 64 Рис. 4.9. Дезокситимидинтрифосфат (дТТФ) и дидезокситимидинтрифосфат (ддТТФ)....................................... 65 Секвенирование генома человека.................................................................................................................................................... 65 Угроза патентования......................................................................................................................................................................... 67 Секвенирование дроблением ........................................................................................................................................................... 68 План на вторую половину игры....................................................................................................................................................... 69 Рис. 4.10. Джон Крейг Вентер (слева), президент Билл Клинтон и Фрэнсис Коллинз в Белом доме 26 июня 2000 года ................................................................................................................................................................................. 69 Протеомика: следующий рубеж ...................................................................................................................................................... 70 Последствия и бедствия ................................................................................................................................................................... 70 Биочип................................................................................................................................................................................ 71 Сельскохозяйственное применение................................................................................................................................. 71 Генетический контроль у человека. ................................................................................................................................ 71 Изучение стволовых клеток. ............................................................................................................................................ 71 Клонирование.................................................................................................................................................................... 71 Решение головоломки: почему, как, кто и где, когда? .................................................................................................................. 72 Почему. .............................................................................................................................................................................. 72 Кто и где............................................................................................................................................................................. 72 Когда. ................................................................................................................................................................................. 72 |