Содержание программы дисциплины «Концепции современного естествознания»

 

Введение. Цивилизационная значимость естественнонаучной культуры.

Естественнонаучная и гуманитарная культуры, их сходство и различия. Естественнонаучная культура как воплощение целостной системы представлений о мире, характеризующей уровень развития общества. Процесс изучения природы как средство духовного развития человека. Предмет «Концепции современного естествознания». Общая характеристика естествознания. Основные естественные науки.

 

Тема I: Естествознание как область научного знания.

Наука в духовной культуре общества. Классификация наук. Наука как процесс познания. Основные формы познания. Формы научного знания. Основные функции науки. Структура науки. Логика и закономерности развития науки. Дифференциация интеграция научного знания, единство этих процессов. Методы научного познания, их классификация. Методы эмпирического уровня познания. Методы теоретического уровня познания. Применение методов естествознания в гуманитарных науках. Модели развития науки: парадигмальная концепция Т.Кун, XX в.; Концепция методологии научно-исследовательских программ И.Лакатос, XXв.

 

Тема II: История естествознания в фактах и лицах.

Естествознание Древней Греции и Древнего Рима. Первые научные школы. Две традиции описания материи. Учение о первоначалах мира, атомистика (Демокрит)дея непрерывности материи (Аристотель, Декарт). Античная ЕНКМ. Геоцентрическая картина мира К.Птолемея. Естествознание эпохи средневековья. Схоластика. Развитие науки в арабо-мусульманском мире. Первые университеты в Европе. Естественнонаучная картина мира (ЕНКМ). Гелиоцентрическая картина мира Н.Каперника. Механическая ЕНКМ, электромагнитная ЕНКМ и диалектизация естествознания (теория Ч.Дарвина)арадигма Дарвина как гениальная линия эволюционного естествознания. Исторические корни классической стратегии естественнонаучного мышления (примитивные астрономические наблюдения). Демокрит, Коперник, Бэкон, Декарт, Ньютон и Максвелл как родоначальники классического мышления в естествознании. Однозначный детерминизм и классическая логика. Исторические корни неклассического естествознания. Эпикур, Больцман, Планк, Бор, Гейзенберг как родоначальники неклассического мышления в естествознании. Суть неклассической стратегии естественнонаучного мышления: исследователь взаимодействующий испытатель природы (участник), стохастический характер явлений приоды.

 

Тема III: Панорама современного естествознания.

 

3.1. Современные представления о материи.

Понятие материи в современном естествознании. Свойства материи. Виды материи. Структурность и системность материи. Основные характеристики поля и вещества. Взаимодействия в природе. Фундаментальные константы. Современные представления о живом и неживом в Природе. Становление эволюционных представлений. Возможные пути трансформации представлений о материи. Квантовая механика (Эйнштейн, Планк, Бор). Модели строения атома.  Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип неопределенности. Принцип дополнительности Неклассическая природа явлений в микромире. Постоянная Планка. Неклассическая природа тепловых явлений. Постоянная Больцмана. Роль статистической термодинамики. Структурные уровни организации материи (микро-, макро-, мегамир) - элементарные частицы, атом, молекула, кристалл, макромир, мегамир; структурные уровни живой природы – клетка, ткани, органы, организмы, популяции, биосфера.

 

3.2. Современные представления о пространстве и времени.

Пространство и время как формы существования материи. Масштабы времени. Однородность времени. Пространственные отношения в природе. Трехмерность пространства. Линейка как прибор. Масштабы пространства. Однородность и изотропность пространства. Промежуток времени между одноместными событиями. Протяженность неподвижного объекта. Одновременность удаленных событий и синхронизация часов. Протяженность движущегося объекта. Мир событий при малых и больших скоростях. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна. Принцип постоянства скорости света. Симметрия пространства и времени. Относительность и инвариантность физических величин. Специальная теория относительности А.Эйнштейна. (СТО). Общая теория относительности А.Эйнштейна (ОТО). Теорема симметрии Неттера. Законы сохранения.

 

 

3.3. Современные представления химической науки.

Особенность химии как науки и ее технологичность. Соотношение теоретической химии и физики. Модели химии как модели вещества (химические элементы и соединения). Таблица Д.И. Менделеева. Молекула как фундаментальная модель химии. Атом и молекула как целостные объекты. Единство реагентов и продуктов реакции. Представления о валентности. Энергетическая неэквивалентность химических связей. Контролируемые условия химических реакций. Основные законы сохранения в химии. Значение катализа в процессах химического синтеза.

 

3.4. Современные представления биологической науки.

Предмет биологии как науки и ее особенности. Уровни организации биологических систем. Определение жизни. Клетка как фундаментальная модель живой материи на микроуровне. Развитие микробиологии (генная инженерия, клонирование). Прокариоты и эукариоты. Онтогенез – индивидуальное развитие живых организмов. Э.Гекклель. Популяции. Представления таксономических единицах как эмпирический уровень описания живой природы. Концепция биосферы. Человек и биосфера. Учение о ноосфере. В.И.Вернадский. Природа; окружающая среда. Влияние человека на природу. Экология.

 

3.5. Современные представления о феномене человека.

Биологическое и социальное в онтогенезе человека. Родословная человека. Особенности строения человека. Нервная система человека. Сознание человека. Человек как исследователь окружающего мира.

 

Тема IV: Проблемы самоорганизации и эволюции материи.

 

4.1. Космическая эволюция.

Современные космологические теории возникновения и эволюции Вселенной (стационарные и нестационарные модели). Теория Большого Взрыва. Химическая эволюция (возникновение элементарных частиц и химических элементов), описание эпох эволюции. Строение Вселенной: метагалактика, галактики, звезды, скопления газа и пыли. Галактика Млечного Пути. Строение и эволюция Солнечной системы (планеты, спутники планет, астероиды, метеоритное вещество, кометы). Общая характеристика Солнца. Возникновение и эволюция планеты Земля. Строение Земли. Геологическая история Земли.

 

                       Биологическая эволюция.

Возникновение жизни на Земле (основные теории). Естественно научная теория возникновения жизни – биохимическая эволюция. Теория Опарина-Холдейна. Основные эволюционные теории: Ламаркизм, теория катастроф, Дарвинизм, синтетическая теория эволюции. Антропология человека.

                       Эволюция информации.

Наука о сложных системах: кибернетика. Понятие информации в кибернетике. Информатика. Математика – язык науки. Определение предмета математики. Математическое моделирование.

                       Единая теория строения и эволюции материи.

Неравновесная термодинамик И.Пригожина. Синергетика Г.Хакена. Понятие неравновесных и равновесных систем. Основы термодинамики. Самоорганизация в открытых системах и ее условия. Физика процессов эволюции. Цикличность эволюционных актов. Стрела времени.