Файл: Тесты с ответами по естествознанию.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.01.2020

Просмотров: 26181

Скачиваний: 394

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

РАЗДЕЛ I

Теоретико-концептуальный и естественноисторический

1. Принципы, методы и философские концепции науки и естественнонаучного познания

1.1. Определение науки и естествознания как отрасли науки

1.2. Наука и ненаука. Принципы или критерии научности

1.3. Структура, эмпирический и теоретический уровни и цель естественнонаучного познания

1.4. Методы научного познания

1.5. Философия науки и динамика научного познания в концепциях К. Поппера, Т. Куна и И. Лакатоса

1.6. Основные этапы развития научной рациональности (науки) - классический, неклассический и постнеклассический

2. Генезис основных концептуальных понятий современного естествознания античными и средневековыми цивилизациями.

2.1. Роль и значение мифов в становлении науки и естествознания

2.2. Античные ближневосточные цивилизации

2.3. Античная Эллада (Древняя Греция)

2.4. Античный Рим

2.5. Античный Китай

2.6. Античная Индия

2.7. Арабское средневековье

2.8. Древняя Месоамерика — естествознание народа майя

2.9. Древние и средневековые Византия и Русь

2.10. Западноевропейское средневековье

2.11. Эпоха Возрождения

3. Концепции и принципы классического физического – механистического и термодинамического естествознания

3.1. Объекты физического познания и структура физических наук

3.2. Концепции предклассического механистического естествознания

3.3. Ньютоновы принципы классического механистического естествознания

3.4. Энергия, теплота, закон сохранения энергии и первое начало (принцип) термодинамики

3.5. Понятие качества энергии, энтропия, второе начало (принцип) термодинамики и принцип минимума производства энтропии

4. Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания

4.1. Электромагнитное поле фарадея-Максвелла, электромагнитное взаимодействие и принципы специальной теории относительности - теории пространства-времени Эйнштейна и Минковского

4.2. Поле всемирного тяготения, гравитационное взаимодействие и постулаты общей теории относительности Эйнштейна - теории пространства, времени, материи, тяготения и движения

4.3. Концепции и принципы квантового естествознания

4.4. Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц

5. Фундаментальные принципы и обобщенные положения современного физического естествознания

5.1. Концепции пространство и время

5.2. Принципы относительности движения — классический, релятивистский и к средствам наблюдения

5.3. Концепции корпускулярности, континуальности и корпускулярно-волнового дуализма

5.4. Концепции симметрии, инвариантности и законы сохранения

5.5. Концепции физического вакуума

5.6. Основополагающие принципы и понятия физического естествознания

5.7. Физическое естествознание как целостная система знаний

6. Космологические и космогонические концепции естествознания о Вселенной

6.1. Вселенная как понятие и объект познания

6.2. Планеты, звезды, галактики и их структуры во Вселенной

6.3. Начало космологии, фридмановские космологические модели, разбегание галактик и расширение Вселенной

6.4. Космогоническая гипотеза Леметра, гипотеза Гамова «горячей сингулярности», «большой взрыв» и ранние эпохи образования Вселенной

6..5. Реликтовое излучение Гамова

6.6. Космологический Горизонт и крупномасштабная (ячеистая) структура Вселенной

7. Естествознание о Земле и планетах Солнечной системы

7.1. Планетная космогония

7.2. Геосферы и эволюция Земли

7.3. Геохронологическая и стратиграфическая шкалы

7.4. Географическая оболочка Земли

8. Концепции и принципы химического естествознания

8.1. Эволюция звезд, происхождение химических элементов и планетная химическая эволюция

8.2. Донаучный этап химии — ремесленная химия и алхимия античности и средневековья

8.3. Главная задача химии и основные этапы ее развития

8.4. Концепции химии об элементах и периодический закон Менделеева химических элементов

8.5. Концепции структуры химических соединений (структурной химии)

8.6. Концепции и законы химических процессов (реакций)

8.7. Концепции и принципы эволюционной химии и самоорганизации эволюционных химических систем

9. Концепции и принципы биологического естествознания

9.1. Объекты биологического познания и структура биологических наук

9.2. Гипотезы возникновения жизни и генетического кода

9.3. Концепции начала и эволюции жизни

9.4. Системная иерархия организации живых организмов и их сообществ

9.5. Экосистемы, экология и взаимоотношения живых существ

9.6. Основные концепции этологии

9.7. Энергетические и энтропийные процессы (энергетика) жизни

10. Концепции и гипотезы естествознания о человеке

10.1. Теическая гипотеза происхождения человека (творение Бога)

10.2. Эволюционные концепции происхождения человека

10.3. Мутационные гипотезы происхождения человека

10.4. Концепции этнологии

10.5. Теория пассионарности Л. Н. Гумилева

10.6. Совместная эволюция человека и биосферы

11. Антропный принцип и мега-история Вселенной

11.1. О понятии мега-истории Вселенной

11.2. Предыстория антропного принципа

11.3. Этапы и процессы панкосмогенеза

11.4. О базовых параметрах Вселенной и Галактики (Млечного Пути)

11.5. Тонкая согласованность физических законов и мировых констант

11.6. Магия (мистика) больших чисел

11.7. Слабая формулировка антропного принципа

11.8. Сильная и сверхсильная формулировки антропного принципа

11.9. О кризисе планетарного цикла мега-истории Вселенной

12. Концепции постнеклассического естествознания и теорий самоорганизации

12.1. Возникновение и становление концепций постнеклассического естествознания

12.2. Динамика возникновения диссипативных структур

12.3. Устойчивость структур и механизм их эволюции

12.4. Механизмы потери устойчивости структур, катастрофы, бифуркации, математическая теория катастроф и прогнозы будущего

12.5. Природные диссипативные структуры (стихии)

12.6. Фракталы, сети и сетевые структуры природы и общества

12.7. Фундаментальные концепции постнеклассического естествознания

12.8. К проблеме постнеклассического межкультурного диалога естественных и гуманитарных наук

13. Математика и естественнонаучная реальность мира

13.1. Математизация как принцип целостности естествознания

13.2. Математика, математическая истина и теория познания

13.3. Непостижимая эффективность математики

Заключение

РАЗДЕЛ II

Список тем рефератов

Темы рефератов «Образы природы античного, раннего (средневековья и эпохи Возрождения) и классического (эпохи Нового времени) естествознания» (1 семестр)

Темы рефератов по разделу «Концепции естествознания Новейшего времени» (2 семестр)

Тематика рефератов «Биографические очерки и творчество великих ученых»

РАЗДЕЛ III. Контрольно-аттестационный

Тесты к главе 1

Принципы, методы, философские концепции науки и естественнонаучного познания

Тесты к главе 2

Генезис основных концептуальных понятий современного естествознания в античных и средневековых цивилизациях

Тесты к главам 3, 4 и 5

Концепции и принципы классического и неклассического физического естествознания

Тесты к главам 6 и 7

Космологические и космогонические концепции и гипотезы естествознания о Вселенной, о Земле и планетах Солнечной системы

Тесты к главе 8

Концепции и принципы химического естествознания

Тесты к главе 9

Концепции и принципы биологического естествознания

Тесты к главам 10 и 11

Концепции естествознания о человеке, антропный принцип и Мега-история Вселенной

Тесты к главе 12

Концепции постнеклассического естествознания и теории самоорганизации

Тесты к главе 13

Математика и естественнонаучная реальность мира

Ключи к тестам

ЛИТЕРАТУРА

По Платону, мир чувственных вещей не есть мир истинно сущего; чувственные вещи возникают и погибают; в них нет ничего прочного и неизменного. Подлинная сущность чувственных вещей, их причины — бестелесные формы, постигаемые умом. Эти причины (формы, основы, первоначала) вещей он называл видами или, гораздо реже, идеями (по-русски «идея» — это мысль, сущность, понятие, образ, причина, модель, замысел, план). Платоновские идеи существуют не субъективно в нашем сознании, а объективно, т. е. они являются реальным бытием вещей, истинным их существованием, в то время как сами материальные вещи по-настоящему не существуют (в точности, как сегодняшняя ситуация в мире элементарных частиц с кварками и глюонами, принципиально не наблюдаемыми микрообъектами, в силу так называемой концепции конфаймента (пленения)).

Если мыслить категориями атомистов, то для них мир идей — это мир пустоты, т. е. небытие, ничто; согласно же учению Платона, именно материя есть абсолютное небытие, пустота, ничто, и, лишь соединяясь с идеями, она проявляет себя в качестве таковой, так что идея есть совершенное существование объекта (материи), его истинное бытие (его сущность).

Основываясь на вышеуказанных положениях, Платон нарисовал впечатляющую картину истинного мира — мира идей, представляющего собой иерархически упорядоченную структуру. Мир же вещей, в котором мы живем, возникает, подражая миру идей, из мертвой, косной материи; создателем всего выступает Бог-демиург, само созидание подчинено математическим закономерностям, которые Платон однозначно установил, тем самым математизируя мир, что явило собой великое провидение в естествознании в будущие века (века Нового и Новейшего времени).

В те же античные времена платоновская природа (физика) представляла собой набор умозрительных (теоретических) рассуждений о связи строения вещества и космоса с геометрическими фигурами (другой математики во времена Платона и Аристотеля не было). Так, следуя положениям Пифагора, природным элементам сообщалась пространственная мера пяти правильных многогранников — тетраэдра (пирамида) для огня, гексаэдра (куб) для земли, октаэдра для воды, икосаэдра для воздуха и всему космосу — форма додекаэдра (эти пять Платоновых тел позже, в Средневековье, сыграли решающую роль в творческих исканиях Иоганна Кеплера).

Итог творчества Платона в том, что:

? природный мир есть упорядоченный космос и упорядоченный человеческий разум, что открывает возможность рационального анализа эмпирического мира;

? умозрительный (теоретический) анализ обнаруживает некий вневременной порядок во всем, а сущность данного нам мира может быть выражена в количественных отношениях действительности;

? познание сущности мира требует от человека созидательного развития его познавательных способностей, итогом познания становится духовное освобождение человека.


Аттическая школа. Натурфилософия и естествознание Аристотеля. Величайшим ученым и философом античности был Аристотель (384-322 гг. до н. э.), ученик Платона (во многом не соглашавшийся с ним), учитель и воспитатель Александра Македонского (356-323 гг. до н. э.). Последнее обстоятельство дало немецкому философу Карлу Марксу основание назвать его «Александром Македонским греческой философии», хотя Аристотель, как нетрудно догадаться, в сравнениях не нуждается. Творчество Аристотеля беспрецедентно велико и разнообразно, им были охвачены все доступные для его времени отрасли знания. Чтобы понять физику и космологию Аристотеля, необходимо познакомиться с его логикой. Само слово логика появилось впервые у Зенона (336-262 гг. до н. э.) из Китиона, основателя стоицизма, которую в свое время Аристотель понимал как аналитику, т. е. теорию умозаключений. Его аналитика есть основной метод познания, в котором, прежде всего, нужно уметь определить сущность предмета.

Аристотель рассматривал самые разнообразные способы доказательства. Если через определение можно раскрыть сущность простых вещей, то через умозаключение (вывод) осуществляется анализ сложных вещей, связывающих материю и форму. Характеристика указанного логического метода дается Аристотелем в терминах субъект (сущность) и предикат (свойства), в результате чего задача всякого доказательства сводится к выводу (умозаключению) того, что некоторый предикат принадлежит данному субъекту. Этот вывод (умозаключение) в логике Аристотеля называется силлогизмом (с греч. — исчисление). Определения и силлогизмы связаны, каждое, категориями род (общее) и вид (частное). Так, например, при определении вещи род соответствует материи и возможности существования вещи, а вид — это ее форма и действительность. По отношению к понятию силлогизма Аристотель указывал, что «нельзя, следовательно, вести доказательство, переходя из одного рода в другой, как, например, нельзя геометрические положения доказать арифметическим способом». Исследуя проблему доказательства (что будет исключительно важно для понимания всего последующего материала учебного пособия), Аристотель вводит три вида недоказуемых начал — аксиомы, предположения и постулаты. Аксиомы — это недоказуемые положения, распространяющиеся сразу на несколько родов наук. Например, указывает Аристотель, аксиомой является положение: две величины остаются равными, если у них отнять равные части. Вообще, аксиомы формулируются в рамках философии; она (как род) охватывает частные науки (как виды); поэтому все аксиомы философии будут справедливы, например, для физики. Предположениями Аристотель называет положения (начала), которые сами по себе доказуемы, но в пределах данного рассуждения принимаются без доказательства. Предположения всегда оговариваются условиями. Если это условие не признается, то предположение переходит в разряд постулатов.


Совокупность аксиом, предположений, постулатов, определений, силлогизмов — все это сфера, главным образом, умозрительной деятельности, предмет дедуктивной науки, которая разворачивается по направлению от общего к частному. Однако существует обратный познавательный процесс от частного к общему, что является предметом индуктивной науки. Под частным, или даже единичным, Аристотель понимал, прежде всего, чувственно воспринимаемое, то есть то, что поставляет нам физика (природа). Отсюда индукция позволяет навести мосты между опытным знанием и теоретическим. Цель науки Аристотель видел в полном определении предмета, достигаемой только путем соединения дедукции и индукции: 1) знание о каждом отдельном свойстве должно быть приобретено из опыта; 2) убеждение о том, что это свойство -существенное, должно быть доказано умозаключением особой логической формы - категорическим силлогизмом.

Аристотелем были сформулированы три закона логического мышления: 1) закон тождества: каждая объективно истинная и логически правильная мысль или понятие о предмете должны быть определенными и сохранять свою однозначность на протяжении всего рассуждения и вывода; 2) закон противоречия: не могут быть одновременно истинными два несовместимых высказывания — два противоположных утверждения или утверждение и отрицание — об одном и том же предмете в одном и том же отношении; одно из них будет обязательно ложным; 3) закон исключенного третьего: два противоречащих высказывания об одном и том же предмете, взятом в одно и то же время и в одном и том же отношении, не могут быть вместе истинными или ложными (или А, или не А).

Четвертый закон формальной логики — закон достаточного основания — был сформулирован много позднее великим немецким мыслителем Готфридом Лейбницем (1646-1716): всякая мысль, чтобы стать несомненной, должна быть обоснована другими мыслями, истинность которых доказана или самоочевидна. Но еще раньше, в XIV веке, английский философ Уильям (из Оккама) высказался так:» Ничто не должно приниматься без основания, если оно неизвестно или как самоочевидное, или по опыту».

Аристотель строит свое естествознание исключительно с помощью силлогизма, т. е. формально логического вывода, не опираясь на арифметико-геометрическое конструирование, характерное для Платона. Кстати, здесь Аристотель допускал ошибку, утверждая: «Математической точности нужно требовать не для всех предметов, а лишь для нематериальных» (сейчас мы знаем, что естествознание как наука существует в основном в математической форме). Достоверное знание он добывал в результате введения определения и дедуктивного доказательства, посылки знаний находятся путем индукции или наведения, а вот вероятностное знание — диалектическим путем. Диалектика у Аристотеля является предварительным методом познания действительности; она только подготавливает ум исследователя к познанию настоящей истины. Проведя формальный анализ понятия «начал» или «первых принципов», Аристотель в «Метафизике» определил четыре причины бытия:


1) сущность или суть бытия вещи; форма или первообраз; например, для музыкальной октавы сущностью является отношение двух к одному, таким образом, сущность — это то, чем является вещь согласно своему основному определению, что остается от нее после абстрагирования от материи, т. е. формальная причина;

2) материя или субстрат вещи; это то содержимое вещи, из чего она возникает, т. е. материальная причина;

3) начало движения — это то, откуда берет первое свое начало изменение или переход в состояние покоя, т. е. движущая, действующая причина;

4) конец движения или цель; благо, т. е. то, ради чего совершается действие; целевая причина.

Хотя Аристотель, как видим, признавал материю и считал ее некоторой сущностью, но пассивной (возможности стать чем-либо), всю же активность приписывал остальным трем причинам, причем сути бытия — форме — приписывал вечность и неизменность, а источником всякого движения у него был Бог — «перводвигатель» мира, высшая цель всех форм и образований. Всякая вещь есть единство материи и формы.

Космос у Аристотеля имеет геоцентрическое происхождение: Земля, имеющая форму шара, пребывает в центре Вселенной; область Земли имеет в своей основе четыре элемента «стихии»: землю, воду, воздух и огонь; область неба имеет пятый элемент — эфир, из которого состоят небесные тела. Геоцентрическая модель космоса Аристотеля, далее переработанная и развитая Птолемеем, заняла господствующее положение в космологии не только поздней античности, но и вплоть до XVI века, до космологии Коперника.

Аристотель впервые рассмотрел вопрос о форме Земли и небесных тел на основании данных наблюдений. Так как во время лунных затмений тень, отбрасываемая Землей на лунный диск, имеет всегда круглую форму, он пришел к заключению, что Земля и, по аналогии, другие небесные тела имеют шарообразную форму. Вместе с тем Аристотель признавал Землю как небесное тело, безусловно, центром Вселенной. Солнце и Луна в системе мира Аристотеля являются ближайшими к Земле небесными телами, планеты располагаются на больших (дальше) расстояниях. Вселенная ограничена сферой звезд, отстоящей от Земли в девять раз дальше, чем Солнце. При этом Вселенная представляется конечной, и все тела, расположенные внутри нее, неизбежно должны были тяготеть к Земле как к центральному телу.

В пользу утверждения о неподвижности Земли и центральном ее положении во Вселенной Аристотель, в частности, приводил следующее соображение. Если бы Земля перемещалась в пространстве, то наблюдатель, движущийся вместе с Землей, должен бы был наблюдать изменения положения звезд на небесной сфере. Однако такие смещения никто не наблюдал, следовательно, Земля неподвижна (видимые перемещения звезд (параллакс), обусловленные движением Земли вокруг Солнца, были обнаружены лишь в 18 веке). Этот довод не только во времена Аристотеля, но и позднее, в продолжение почти 2000 лет, был серьезнейшим аргументом в пользу неподвижности Земли, так же как видимое суточное движение звезд оставалось решающим доводом в пользу центрального положения Земли во Вселенной. Кстати, также ошибочно Аристотель утверждал, что скорость падения тел зависит от их веса и что движение тел возможно только под действием сил. Оба эти утверждения были опровергнуты только в начале Нового Времени Галилеем и Ньютоном.


Ошибочно Аристотель утверждал также отсутствие пустоты, мотивируя это тем, что в ней (пустоте) движение тел продолжалось бы без изменений и вечно; тем самым Аристотель, сформулировав правильно тезис (мысль) о движении, прошел мимо одного из величайших открытий в области естествознания — мимо вывода принципа инерции или принципа относительности движения, открытие которого принадлежит Галилею, первоначальная формулировка — Ньютону, а еще позднее — Пуанкаре и Эйнштейну.

Нельзя не упомянуть о заслугах Аристотеля в области биологии, центральным местом в которой было учение о биологической целесообразности, основанное на наблюдениях над целесообразным строением живых организмов. Образцы этой целесообразности Аристотель видел в таких фактах, как развитие органических структур из семени, различные проявления целесообразно действующего инстинкта животных, взаимная приспособленность их органов и т. д. В биологических работах Аристотеля, служивших долгое время основным источником сведений по зоологии, впервые в истории науки были даны классификация и описание многочисленных видов животных, которую он развил, группируя виды не только по сходству, но и по родству.

Вся аристотелева «лестница существ» (этот термин ввел в употребление в XVIII веке швейцарский натуралист Бонне) существует одновременно, все формы живой природы, считал Аристотель, вечны и неизменны. Они могут исчезать вследствие катастроф и появляться вновь в других местах. Учению Аристотеля Дарвин придавал такое непреходящее значение, что говорил: «Линней и Кювье были моими богами, но все они только дети по сравнению со стариной Аристотелем».

Материей жизни, по Аристотелю, является тело живых организмов, формой — душа, которую он назвал «энтелехией». Соответственно, различая три рода живых существ — растения, животных и человека, Аристотель определил три вида души или три части души: растительную, животную (ощущающую) и разумную.

Естествознание эллинистической культуры. «Начала» Эвклида. Этап в истории стран Восточного Средиземноморья — со времен походов Александра Македонского (334-323 гг. до н. э.) до завоевания этих стран Римом, завершившегося в 30 гг. до н. э. подчинением Египта, — получил название эллинизма. Этот же этап в культуре мировой цивилизации, характеризующийся взаимовлиянием греческой и местных, преимущественно восточных, культур, получил наименование этапа эллинистической культуры.

Крупнейшим научным центром эллинистического мира (а простирался он от современных восточных границ Китая и Индии до Египта) была Александрия, столица эллинистического Египта, с Александрийской библиотекой, музеем и обсерваторией при ней. Значительного развития в этот период достигло в Александрии изготовление книг, чему способствовала монополия Египта на папирус. Большинство ученых в Александрии, Пергаме, Антиохии, на острове Родос были греками, так что греческий язык стал первым международным научным языком той эпохи.