Файл: УМК КСЕ ФГОС-3 для студентов.doc

8. Единицы измерения расстояний. Измерение времени. Происхождение единиц измерения времени.

9. Свойства пространства и времени. Евклидово пространство. Неевклидовы пространства. Реальное физическое пространство.

10. Принцип относительности – критерий неизменности законов природы. Понятие системы отсчета. Закон инерции. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Инвариантность 2-го закона Ньютона.

11. Взгляды Ньютона на пространство и время. Неинерциальные системы отсчета.

12. Принцип относительности и законы электродинамики. Преобразования Лоренца.

13. Специальная теория относительности (СТО).Постулаты СТО. Следствия СТО.

14. Относительность пространственных и временных интервалов. Пространственно-временной континуум. Инвариантность мирового интервала и его псевдоевклидовость. Диаграммы Минковского.

15. Энергия и импульс в релятивистской механике. Знаменитая формула Эйнштейна Е = mc².

16. Общая теория относительности. Принцип эквивалентности. Искривление пространства-времени в сильных гравитационных полях.

17. Человек как основной масштабный фактор деления единого физического мира на микро-, макро- и мегамир.

18. Фундаментальные физические взаимодействия. Фундаментальные элементарные частицы.

19. Структура и характеристики протона и нейтрона. Атомные ядра, атомы, молекулы. Устойчивость микросистем и фундаментальные взаимодействия.

20. Виды материи и структуры макромира. Виды материи мегамира.

21. Структуры мегамира.

22. Разнообразие и эволюция звёзд.

23. Первый концептуальный уровень химии – учение о составе вещества. Понятия атома, молекулы, химического элемента, химического соединения. Закон постоянства состава. Периодический закон Д.И. Менделеева.

24. Квантовые числа. Принципы Паули и минимума энергии.

25. Строение атомов и периодическая таблица Д.И. Менделеева.

26. Виды химических связей.

27. Развитие структурной химии.

28. Учение о химических процессах. Термодинамические методы управления химическими реакциями.

29. Перспективы развития энергетики.

30. Учение о химических процессах. Кинетические методы управления химическими реакциями.

31. Структурные уровни организации живых систем. Хиральность.

32. Динамические и статистические закономерности в природе.Принципы неопределенности и дополнительности. Корпускулярно-волновой дуализм.

33. Закрытые и открытые системы. Термодинамическое равновесие и температура.

34. Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии в макроскопических процессах). Обратимые и необратимые процессы.

35. Энтропия. Статистический смысл энтропии. Второе начало термодинамики. Необратимость времени. Энтропия в информатике.

36. Синергетика. Условия самоорганизации. Примеры самоорганизации в неживой природе. Принцип универсального эволюционизма.

37. Космология. Стационарная модель Вселенной Эйнштейна. Работы А.А. Фридмана. Закон Хаббла. Оценка возраста Вселенной. Теория Большого Взрыва Г. Гамова. Сценарий развития Вселенной.

38. Литосфера как абиотическая основа жизни.Экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая.

39. Космогония.

40. Внутреннее строение и история геологического развития Земли.

41. Строение и эволюция атмосферы.

42. Географическая оболочка Земли.

43. Эволюционная химия.

44. Первые модели атома. Фундаментальный опыт Резерфорда. Соотношение размеров атомов и ядер. Постулаты Бора.

45. Основные признаки жизни.

46. Уровни организации живой материи.

47. Концепции происхождения жизни. Теория А.И. Опарина. Проблема происхождения жизни.

48. Особенности биологического уровня организации материи.

49. Основные положения клеточной теории. Строение клетки.

50. Эволюционная теория Дарвина. Три основных фактора эволюции: изменчивость, естественный и искусственный отбор, наследственность.

51. Современная синтетическая теория эволюции в биологии. Макро- и микроэволюции. Основной биогенетический закон – единство фило- и онтогенеза в эволюции жизни.

52. Генетика и эволюция.

53. Экосистемы.

54.Экология и адаптационные возможности человека. Химические и ионизирующие загрязнения окружающей среды как мутагенные патогенные факторы.

55. Антропогенез.

56. Физиология человека: общие принципы.

57. Работоспособность, здоровье и старение, эмоции, творчество.

58. Биосфера. Биогеохимические функции биосферы: газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная, биохимическая.

59. Биосфера и космические циклы.

60. Биоэтика. Ноосфера.

Приложение

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Составитель Величкин В.Е.

Учебное пособие

Раздел 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира

Естествознание в системе науки

Естествознание – это раздел науки, основанный на вос­производимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Предмет естествознания – факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача ученого – обобщить эти факты и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Следует различать факты опыта, эмпирические обобщения и теории, которые формулируют законы науки. Явления, например тяготение, непосредственно даны в опыте; законы науки, например закон всемирного тяготения, – варианты объяснения явлений. Факты науки, будучи установленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки, как, скажем, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности.

В науке признается истиной то положение, которое подтверждается воспроизводимым опытом. Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Не в том смысле, что каждое частное утверждение должно обязательно эмпирически проверяться, а в том, что опыт в конечном счете выступает решающим аргументом принятия данной теории.

Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т. е. истину, пригодную и принимаемую всеми людьми, поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности. Другой крупный комплекс наук – гуманитарных, – напротив, всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии гуманитарных наук наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему и т. п.

От технических наук естествознание отличается нацеленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики – тем, что исследует природные, а не знаковые системы.

Следует учитывать различие между естественными и техническими науками, с одной стороны, и фундаментальны­ми и прикладными – с другой. Фундаментальные науки – физика, химия, астрономия – изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач. В этом смысле все технические науки являются прикладными, но далеко не все прикладные науки относятся к техническим. Такие науки, как физика металлов, физика полупроводников, являются естественными прикладными дисциплинами, а металловедение, полупроводниковая технология – техническими прикладными науками.

Итак, основные различия между естественными, гуманитарными и техническими науками заключаются в том, что естествознание изучает мир как он существует независимо от человека, гуманитарные науки изучают духовные продукты человеческой деятельности, а технические – матери­альные продукты человеческой деятельности.

Однако провести четкую грань между естественными, гуманитарными и техническими науками в принципе нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющихся комплексными по своей сути. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических – бионика, а комплексной дисциплиной, которая включает и естественные, и общественные, и технические разделы, является социальная экология.

Отдельно от трех циклов наук существует математика, которая также подразделяется на отдельные дисциплины. Из трех циклов математика ближе всего к естествознанию, и связь эта проявляется в том, что математические методы широко используются в естественных науках, особенно в физике.

Цели и задачи естествознания

Цели естествознания:

– познание законов природы и создание на этой основе картины мира, а также понимания характерных особенностей современного этапа развития науки; знание универсальных методов познания и законов развития природы, общества и человека (непосредственная, ближайшая цель);

– содействие практическому использованию этих законов (конечная цель).

К числу задач следует отнести:

– изучение концептуальных основ и фундаментальных законов природы;

– формирование общих представлений о материальной первооснове мира;

– формирование представлений об основных этапах развития науки и смене научных парадигм как качественном обновлении естественно-научного знания;

– понимание логики и закономерностей развития науки;

– понимание принципов преемственности естественно-научного знания по мере усложнения природных систем;

– осознание проблем, связанных с отношением между человечеством и природой;

– понимание универсального эволюционизма как основополагающего принципа развития природы, общества и человека.

Естественные науки вместе с науками о человеке и обществе, искусством, литературой являются составными частями общечеловеческой культуры.

Специфика и взаимосвязь культур

Основные признаки культур:

Взаимосвязь естественно-научной и гуманитарной культур:

• имеют общую культурную основу;

• представляют собой высшую форму человеческих знаний;

• взаимно координируют в общей системе духовной деятельности;

• стимулируют появление новых междисциплинарных отраслей знания на стыках естественных и гуманитарных наук.

Выделение и объединение самостоятельных наук идет разными путями. Например, может быть сформулирован предметный подход, соответствующий последовательной связи объектов природы, их развитию и переходу одних в другие.

Возможно множество вариантов, границы между составными частями естествознания являются искусственными. Именно здесь возникают пограничные, наиболее интенсивно развивающиеся области знаний, такие как физическая химия, химическая физика, биофизика, астрофизика, геохимия, физика белка, биохимия и т. п.

Физика, химия, биология и геология относятся к фундаментальным отраслям современного естествознания и образуют стержень классификации естественных наук.

Главными путями взаимодействия являются следующие:

– изучение одного предмета одновременно несколькими науками (например, изучение человека);

– использование одной наукой знаний, полученных другими науками, например, достижения физики тесно связаны с развитием астрономии, химии, минералогии, математики используют знания, полученные этими науками;

– использование методов одной науки для изучения объектов и процессов другой. Например, чисто физический метод – метод «меченых атомов» широко применяется в биологии, медицине, химии;

– взаимодействие через технику и производство, осуществляемое там, где используются данные нескольких наук, например, в приборостроении, космосе, военной промышленности и т. д.;