М. А. Кунаш. Астрономия. Методические рекомендации. Урок № 34 - 35

«Одиноки ли мы во Вселенной?»

Личностные: участвовать в дискуссии по пробле- ме существования внеземной жизни во Вселенной; формулировать собственное мнение относительно проблемы существования жизни вне Земли; аргу- ментировать собственную позицию относительно значимости поиска разума во Вселенной; доказы- вать собственную позицию относительно возможно- стей космонавтики и радиоастрономии для связи с другими цивилизациями; проявлять готовность к принятию иной точки зрения, уважительно отно- ситься к мнению оппонентов в ходе обсуждения спорных проблем относительно поиска жизни во Вселенной.

Метапредметные: характеризовать средства со- временной науки в целом и ее различных областей (астрономии, химии, физики, биологии, географии),

позволяющие осуществлять поиск жизни на других планетах Солнечной системы и экзопланетах; ис- пользовать знания из области химии для объясне- ния особенностей сложных органических соедине- ний.

Предметные: использовать знания о методах ис- следования в астрономии; характеризовать совре- менное состояние проблемы существования жизни во Вселенной, условия, необходимые для развития жизни.

Ранние идеи существования внеземного разу- ма. Представление идей внеземного разума в рабо- тах ученых, философов и писателей-фантастов. Био- логическое содержание термина «жизнь» и свойства живого. Биологические теории возникновения жиз- ни. Уникальность условий Земли для зарождения и развития жизни. Методы поиска планет, населен- ных разумной жизнью. Радиотехнические методы поиска сигналов разумных существ. Перспективы развития идей о внеземном разуме и заселении дру- гих планет.

Методические акценты урока. В рамках опреде- ленной темы урока его цели в большей мере ориенти- рованы на систематизацию и комплексное примене- ние знаний из всего курса астрономии, а также смеж- ных дисциплин. Ход урока можно представить как дискуссию двух групп — поддерживающих идею по- иска внеземных цивилизаций и считающих нецеле- сообразным осуществлять этот поиск. В структуре конференции важно выделить три этапа: вводный (общие характеристики проблемы внеземных форм жизни и разума); основной (научные основы поиска жизни во Вселенной); заключительный (перспекти- вы развития идей о внеземных цивилизациях).

На вводном этапе конференции важно сделать следующие акценты.

1. Объективность оснований для поиска внезем- ных цивилизаций — материальное единство Вселен- ной и возможность ее познания, эволюция материи как ее свойство; типичность Солнца как звезды.

2. Необходимость разделения двух понятий: по- иск внеземных форм жизни и поиск внеземных ци- вилизаций как общества разумных существ на дру- гих планетах.

3. Существование идей о множественности миров с глубокой древности, представленные в религиоз- ных и философских работах.

Далее рассматриваются основные идеи представ- лений о внеземных цивилизациях в работах круп- ных мыслителей (сообщения групп 1 и 2: «Идеи мно- жественности миров в работах Дж. Бруно», «Идеи существования внеземного разума в работах филосо- фов-космистов»). Учитывая, что учащимся доста- точно сложно осмыслить и ознакомиться с работами ученых-философов, важно после выступления групп резюмировать их сообщения.

Русский космизм — учение о неразрывном един- стве человека, Земли, космоса, о космической при- роде человека и его безграничных возможностях по освоению космоса, возникшее в начале ХХ в. в За- падной Европе, но наибольшее распространение по- лучившее в России. Причина — особенности разви- тия русской философии, стремившейся представить человека не атомарным существом, а личностью, обладающей всем богатством индивидуальности и вместе с тем неразрывно связанной со всеобщим. Источником возникновения явились религия (нрав- ственные постулаты христианства, идея о братстве всех людей, о единстве человека и Бога), естествен- но-научные предпосылки (помощь человеку оказы- вается благодаря опоре на человеческий разум, нау- ку, технику), исторические корни (национальные особенности — теоретическое и духовное единство, идея русской соборности, единения).

В работах В. С. Соловьева, Н. А. Умова, К. Э. Ци-

олковского, В. И. Вернадского, П. А. Флоренского, А. Л. Чижевского были подняты проблемы единства человека с космосом, космической природы челове- ка и масштабов его деятельности. Концепции кос- мизма во многом опирались на эволюционные воз- зрения. В русском космизме представлены две тен- денции: космизм, опирающийся на фантастику, или

теологию, и космизм, связанный с прогрессом есте- ствознания.

В «Космической философии» К. Э. Циолковско- го — научно-технические проекты освоения других планет, так как, согласно идее мыслителя, Космос заполнен различными формами жизни, а вся мате- рия наделена свойствами чувствительности и оду- шевленности: в высокообразованном существе ато- мы мыслят, в неорганической сфере спят, ожидая своего часа. На этом каркасе он выстроил космиче- скую философию: земная жизнь и разум не единст- венные в космосе; Вселенная безгранична, а жизнь гораздо совершеннее; с течением времени будет образован союз всех разумных высших существ. Земле отводится особая роль, так как она относится к лучшим плодам, которым было дано право само- стоятельного развития. Личная задача К. Э. Циол- ковского — в помощи землянам в расселении. Раке- ты — не самоцель, а метод проникновения в глубины космоса: со временем человечество станет разумным животным-растением, перерабатывая энергию.

Логичным продолжением является представле-

ние сообщения учащихся (сообщение группы 3

«Проблема внеземного разума в научно-фантастиче- ской литературе») о предполагаемых формах прояв- ления контактов с внеземным разумом. Основным итогом данного выступления необходимо сделать мысль о необходимости нравственного анализа людьми собственной жизни, вдумчивого и бережно- го отношения к окружающему миру, ответственно- сти за собственные поступки.

Следующий этап конференции включает вопросы межпредметного плана, характеризующие связь ас- трономии и биологии.

Используя знания из общей биологии, сформули- ровать биологическое понимание термина «жизнь» и перечислить основные свойства живого.

Кратко обобщить сведения учащихся о существу- ющих гипотезах происхождения жизни на Земле, лишь упомянув креационизм, самопроизвольное за- рождение жизни и теорию стационарного состоя-

ния, несколько более подробно коснуться панспер- мии и биохимической эволюции.

В рамках гипотезы панспермии существуют фак- ты, поддерживающие данную теорию: данные спект- рального анализа подтверждают наличие в плотных молекулярных облаках нашей Галактики несколь- ких классов типичных органических соединений, являющихся исходным материалом, из которого образуются аминокислоты и азотистые основания; аминокислоты обнаружены в некоторых метеори- тах; в лабораторных исследованиях доказана высо- кая устойчивость спор и семян растений к неблаго- приятным воздействиям.

В основе теории биохимической эволюции, пред- ложенной независимо двумя учеными — советским химиком А. И. Опариным и английским биологом Дж. Б. С. Холдейном, предположение: на ранних этапах развития Земли существовал продолжитель- ный период, в течение которого абиогенным путем образовывались органические соединения. Источни- ком для них служило ультрафиолетовое излучение Солнца, которое не задерживалось озоном, отсутст- вовавшим в атмосфере древней Земли. Синтезиро- ванные органические соединения в течение десятков миллионов лет накапливались в древнем океане, образуя «первичный бульон», в котором возникла жизнь в виде примитивных организмов — проби- онтов. Сформулированная позже теория биопоэза включает три основные стадии возникновения жиз- ни (абиогенное возникновение органических моно- меров, образование биологических полимеров, фор- мирование мембранных структур и первичных ор- ганизмов). Данная теория подтверждается рядом фактов: в 1953 г. осуществлен эксперимент, в кото- ром смоделированы условия, существовавшие на Земле 4 млрд лет назад, и в сконструированной уста- новке получены органические соединения.

Сегодня самозарождение жизни невозможно:

в условиях кислородной атмосферы Земли органиче- ские соединения быстро разрушаются, а существую- щее огромное количество гетеротрофных организ-

мов используют любое скопление органических ве- ществ для своего питания.

Последнее положение позволяет перейти к следу- ющему элементу основного этапа конференции — конкретизации уникальности астрофизических ус- ловий, в которых зарождалась, развивалась и раз- вивается Земля, в которых сегодня существует биологическая жизнь на планете.

Важно представить сообщение о поиске экзопла- нет в других звездных системах (сообщение груп- пы 4 «Методы поиска экзопланет»). По итогам вы- ступления учащихся важно акцентировать их вни- мание на том, что методы поиска экзопланет ранее рассматривались в теме «Переменные и нестацио- нарные звезды», где в рамках рассмотрения значе- ния переменных и нестационарных звезд для науки указывалось на обнаружение планет и планетных систем. В рамках текущего урока важно опираться на весь комплекс знаний и навыков учащихся, обоб- щив методы поиска экзопланет в виде таблицы.

Окончание табл.

В ходе раскрытия учащимися данного аспекта важно подчеркнуть, что с декабря 2007 г. ведутся наблюдения на европейском спутнике «COROT», те- лескоп которого оснащен чувствительным фотомет- ром и осуществляет поиск планет методом прохож- дений. В 2009 г. на гелиоцентрическую орбиту вы- веден спутник «Кеплер», способный непрерывно измерять блеск более 100 тыс. звезд. К концу 2010 г. в каталоге экзопланет содержалось уже около 500 объектов, претендующих на название «планета». Почти все они — ближайшие галактические соседи. В рамках проекта «Озма» 1960 г. от ближайшей из открытых экзопланет (возле звезды  Эридан) уче- ные пытались поймать сигнал внеземных цивилиза- ций. Вторым объектом поиска была звезда  Кита, но у нее планеты пока не найдено. Основную проблему составляет поиск планет земного типа, в то время как регистрировать планеты, подобные горячим Юпитерам, значительно легче и в числе открытых планет они преобладают.

Логичным переходом на данном этапе является рассмотрение вопроса о направлениях научного по- иска внеземных цивилизаций — путем исследова- ния радиоизлучений из космоса на различных ча- стотах с целью поиска сигналов искусственного про- исхождения, посланных обитателями других миров, а также поиском органических веществ и различных форм жизни с использованием космических аппара- тов. В рамках первого направления представляется сообщение группы 5 «История радиопосланий зем- лян» и группы 6 «История поиска радиосигналов разумных цивилизаций».

На заключительном этапе важно обратить вни- мание учащихся на то, что в 1960 г. профессор астрономии и астрофизики калифорнийского уни- верситета Санта-Круз Фрэнк Дональд Дрейк предло- жил формулу (уравнение Дрейка) оценки числа ци- вилизаций в нашей Галактике, с которыми челове- чество могло бы вступить в контакт. Дрейк оценил вероятность установления контакта с иной цивили- зацией как десять шансов из ста. Большинство ас- трономов склоняются к среднему параметру, возни- кающему из «канонического» вида уравнения Дрей- ка при подстановке самых современных данных, полученных космическим телескопом «Хаббл». Та- кие взвешенные оценки показывают, что жизнь тео- ретически может существовать на сотнях тысяч не- бесных тел. Далее предлагается сообщение группы 7

«Методы теоретической оценки возможности обна-

ружения внеземных цивилизаций на современном этапе развития землян».

Значимым является представление учащимися сообщения о проектах, направленных на сохранение земных форм жизни в будущем с учетом естествен- ной эволюции Солнца (сообщение группы 8 «Проек- ты переселения на другие планеты»).

В завершение занятия необходимо предоставить учащимся возможность высказать свою позицию от- носительно темы конференции.

Если останется время, можно в завершение кон- ференции предложить учащимся выполнить зада- ния.

1. В 1974 г. было отправлено в сторону шарово- го скопления в созвездии Геркулеса (расстояние 7000 пк) радиопослание нашим братьям по разуму. Когда земляне, в лучшем случае, получат ответ?

2. Опираясь на знания из области астрономии и биологии, а также на знания, полученные в ходе за- нятия, сформулируйте доводы в пользу и против су- ществования жизни и разума во Вселенной.

3. Охарактеризуйте условия, соответствующие требованиям к зарождению жизни, существующие на одной из планет-спутников в Солнечной систе- ме — Европе.

Также, учитывая, что учащиеся уже владеют дан- ными знаниями, обладают навыками характеристи- ки астрофизических параметров планеты, можно предложить им в нескольких группах параллельно выполнить следующие задания.

1. Перечислите астрономические условия, уни- кальные для Земли как планеты Солнечной систе- мы, позволившие возникнуть и развиться органиче- ской жизни.

2. Какие планеты в Солнечной системе могли об- ладать органической жизнью и при каких условиях? При выполнении задания используйте знания, полученные ранее в курсе астрономии, а также дан-

ные учебника (с. 211—212).

http://www.e-reading.club/bookreader.php/ 65742/Shklovskiy_-_Vselennaya,_zhizn,_razum. html — Вселенная. Жизнь. Разум.

https://www.youtube.com/watch?v=u6mSrU6- ldJ8 — Возникновение жизни на Земле.

https://www.youtube.com/watch?v=2xrG0d- 2tQsE — Биография планеты.

1