Большая Советская Энциклопедия (ЕС) - БСЭ БСЭ

  Специальное Е. о. (подготовка специалистов в области естественных наук для ряда отраслей народного хозяйства, науки и просвещения) осуществляется в университетах, педагогических, с.-х., медицинских, геологоразведочных, а также в некоторых технологических и технических высших и средних специальных учебных заведениях. Основными учебно-научными центрами Е. о. являются университеты.

  В период бурного развития научно-технической революции, когда наука всё в большей степени становится непосредственной производительной силой общества, Е. о. приобретает особо актуальное значение. Научно-техническая революция сопровождается быстрым развитием физики, химии, математики и астрономии, а также биологической науки во всём её многообразии. Особенно интенсивно развиваются такие разделы биологии, как биохимия, биофизика, микробиология, вирусология, генетика, гистология, что способствует глубокому познанию основных процессов жизни на уровне клеток, субклеточных структур и молекул. Специалисты, получившие образование в области микробиологии, микологии, генетики, биохимии, вместе с инженерами, технологами, химиками осуществляют целый ряд биологических синтезов, которые не могут быть выполнены чисто химическим путём (биосинтез антибиотиков, витаминов, гормонов, ферментов, аминокислот и др. биологически активных соединений). Успехи современной физики, химии, биологии и др. естественных наук связаны с бурным развитием математики и проникновением её в эти науки. Вместе с тем развитие естествознания способствует бурному прогрессу науки и техники. В период взаимного проникновения одних наук в другие в зонах соприкосновения отдельных наук возникают новые, наиболее быстро развивающиеся направления.

  Е. о. тесно связывается с гуманитарным образованием и техническим образованием, являясь для многих специальностей общетеоретическим базисом. См. Высшее образование, Университетское образование, Среднее специальное образование, а также статьи об отдельных отраслях образования, например Биологическое образование, Географическое образование, Геологическое образование, Гидрометеорологическое образование, Физическое образование, Химическое образование и др.

  Н. С. Егоров.

Естественные системы единиц

Есте'ственные систе'мы едини'ц, системы единиц, в которых за основные единицы приняты фундаментальные физические постоянные — такие, например, как гравитационная постоянная G, скорость света в вакууме с, постоянная Планка h, постоянная Больцмана k, число Авогадро NA, заряд электрона е, масса покоя электрона ме и др. Размер основных единиц в Е. с. е. определяется явлениями природы; этим естественные системы принципиально отличаются от др. систем единиц, в которых выбор единиц обусловлен требованиями практики измерений. По идее М. Планка, впервые (1906) предложившего Е. с. е. с основными единицами h, с, G, k, она была бы независима от земных условий и пригодна для любых времён и мест Вселенной. Предложен целый ряд др. Е. с. е. (Г. Льюиса, Д. Хартри, А. Руарка, П. Дирака, А. Грески и др.). Для Е. с. е. характерны чрезвычайно малые размеры единиц длины, массы и времени (например, в системе Планка — соответственно 4,03х10-35м, 5,42х10-8кг и 1,34х10-43сек) и, наоборот, громадные размеры единицы температуры (3,63х1032С). Вследствие этого Е. с. е. неудобны для практических измерений; кроме того, точность воспроизведения единиц на несколько порядков ниже, чем основных единиц Международной системы (СИ), т. к. ограничивается точностью знания физических констант. Однако в теоретической физике применение Е. с. е. позволяет иногда упростить уравнения и даёт некоторые др. преимущества (например, система Хартри позволяет упростить запись уравнений квантовой механики).

  Лит.: Долинский Е. Ф., Пилипчук Б. И., Естественные системы единиц, в книге: Энциклопедия измерений, контроля и автоматики (ЭИКА), в т.4, М. — Л., 1965, страницы 3—8.

  К. П. Широков.

Естественный отбор

Есте'ственный отбо'р, основной движущий фактор эволюции живых организмов. К мысли о существовании Е. о. пришли независимо друг от друга и почти одновременно несколько английских натуралистов: В. Уэллс (1813), П. Мэтью (1831), Э. Блайт (1835, 1837), А. Уоллес (1858), Ч. Дарвин (1858, 1859); но только Дарвин сумел вскрыть значение этого явления как главного фактора эволюции и создал теорию Е. о. В отличие от проводимого человеком искусственного отбора, Е. о. обусловливается влиянием на организмы окружающей среды. Согласно Дарвину, Е. о. — это «переживание наиболее приспособленных» организмов, вследствие которого на основе неопределённой (неадекватной воздействиям внешней среды) наследственной изменчивости в ряду поколений происходит эволюция.

  Е. о. могут подвергаться не только отдельные организмы, но и группы их (разновидности, расы). Советский биолог И. И. Шмальгаузен развил (1946) представление о групповом отборе — выживании популяций, видов, родов, семейств, отрядов и т. п. Но т. к. групповой отбор происходит на основе переживания организмов, из которых складываются эти группы, ведущую роль в эволюции играет и идивидуальный Е. о. — отбор наиболее приспособленных особей. Непрерывно идущий мутационный процесс (см. Мутация), изменяющий генотипы, и свободное скрещивание (см. Панмиксия) обеспечивают генетическое разнообразие популяции. Мутации и их комбинации, проявляясь в фенотипе, обусловливают фенотипическое разнообразие организмов (неопределённая изменчивость, по Дарвину). В результате особи данной популяции различно реагируют даже на одни и те же факторы внешней среды. Биологическая разнокачественность особей в популяции и высокие темпы размножения, приводящие к недостатку жизненных средств — пищи, убежищ и т. п., служат предпосылками борьбы за существование, в ходе которой часть особей популяции гибнет, элиминируется, а часть выживает, отбирается. Таким образом, Е. о. может происходить только при наличии мутационной изменчивости, создающей материал для отбора, и представляет главный (но не единственный) фактор эволюции. Чем острее борьба за существование, тем сильнее элиминация (гибель особей или групп организмов) и тем строже Е. о. Но слишком резкие изменения внешней среды вызывают массовую гибель — неизбирательную элиминацию, при которой, как и при отсутствии гибели, отбора быть не может. Е. о. идёт только при избирательной элиминации — гибели менее приспособленных особей. Выжившие, прошедшие Е. о. особи, размножаясь, передают потомству свои наследственные особенности (свои генотипы), что и обеспечивает возможность приспособительного развития следующего поколения: Е. о. идёт по фенотипам, но отбираются генотипы. Значение Е. о. не в выживании как таковом, а в том, что выжившие особи оставляют потомство.

  Направленность Е. о., обусловливающая и направление эволюции, зависит не только от изменений внешней среды, но и от характера наследственных уклонений, которые, обладая преимуществами в изменившихся условиях существования, подвергаются отбору в рассматриваемый момент. Поэтому в популяциях одного и того же вида, даже находящихся в очень сходных условиях, могут отбираться различные уклонения, что приводит к различным направлениям Е. о. В то же время, как бы часто ни возникали неприспособительные в данных условиях уклонения, они будут элиминироваться и не окажут влияния на направление отбора. Итак, изменчивость сама по себе не может определять направления эволюции.

  Е. о. выступает в двух основных формах — стабилизирующей и движущей. Открытый Шмальгаузеном стабилизирующий отбор наблюдается среди организмов данной группы при постоянных условиях существования. В этом случае все вновь возникающие мутации оказываются вредными, т. к. нарушают приспособленность к окружающей среде, сложившуюся в ходе предшествовавшей эволюции группы, новые приспособления не развиваются, а сохраняется уже достигнутая приспособительная норма. Движущая форма Е. о., открытая Дарвином, проявляется при изменении внешней среды. Тогда наследственное уклонение, совпадающее с направлением изменения условий существования, подхватывается Е. о. В конечном итоге, вследствие гибели особей, не обладающих преимуществами в новой среде обитания, полезное уклонение постепенно распространяется в популяции. Если отбором подхвачено одно уклонение, наиболее выгодное в данных условиях, популяция перестраивается как единое целое; но иногда происходит отбор нескольких качественно разных уклонений, примерно одинаково приспособительных по отношению к одному и тому же фактору среды. В таком случае возникает несколько направлений эволюции одной и той же популяции, происходит т. н. дизруптивный отбор. В природе постоянно сосуществуют обе формы Е. о. Можно говорить лишь о преобладании движущей или стабилизирующей формы на данном этапе эволюции исследуемой группы. Стабилизирующий отбор охраняет признаки, имеющие в определённых условиях существования приспособительное значение, движущий — «создаёт» новые приспособления.