УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ОБРАЗОВАНИЯ Красноярский филиал УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» (для студентов, обучающихся по специальности 080301.65 «Коммерция (торговое дело)») Красноярск 2013 УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ОБРАЗОВАНИЯ Красноярский филиал ФАКУЛЬТЕТ ЭКОНОМИКИ И БИЗНЕСА КАФЕДРА ПСИХОЛОГИИ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» (для студентов, обучающихся по специальностям 080301.65 «Коммерция (торговое дело)») Утвержден Согласовано: решением УМС филиала протокол № ___ от ___ ___ 2013 Первый проректор: ___________________ Директор филиала ___________ /Решетова Т.Я./ Фамилия, инициалы /Дроздов Н.И./ Фамилия, инициалы Красноярск 2013 2 УДК 574 (073) ББК 20.1 я 73 Р 99 Печатается по решению Учебно-методического совета Университета Российской академии образования Красноярский филиал Авторы-составители: кандидат географических наук. доцент Рязанова Н.Е., старший преподаватель Богданова Н.А. Рязанова Н.Е., Богданова Н.А. Учебно-методический комплекс по дисциплине " Концепции современного естествознания " для специальностей 080301.65 «Коммерция (торговое дело)» – Красноярск: Издательство КФ УРАО, 2013. – 90 с. УРАО, 2013. 3 1. Пояснительная записка Программа разработана в соответствии с: - государственными стандартами высшего профессионального образования по специальности: 080301.65 «Коммерция (торговое дело)»; - учебными планами очной формы обучения по указанным специальностям (со сроком обучения 5 лет), одобренными на заседании Ученого Совета; - учебными планами заочной формы обучения по указанным специальностям (со сроком обучения 6 лет), одобренными на заседании Ученого Совета; - учебной программой УРАО по данной дисциплине. Учебная дисциплина “Концепции современного естествознания” (КСЕ) является обязательным компонентом в подготовке бакалавров и специалистов по гуманитарным направлениям. Это принципиально новая общеобразовательная дисциплина из цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин. Основное назначение КСЕ – повышение общекультурного статуса через ознакомление с естественнонаучной культурой и уровня эрудиции в области современного естествознания, достижение высокого и устойчивого уровня профессионализма через фундаментализацию естественнонаучного образования.… Исходя из этого, в содержании данной дисциплины нежелателен крен в сторону исторических и философско-методологических аспектов естественнонаучного знания. Вместе с тем значимость этих вопросов может быть отражена в некоторых дисциплинах по выбору, которые входят в национально-региональный (вузовский) компонент цикла (его объем 150 часов), предусмотренный Требованиями. Общий замысел программы состоит в том, чтобы представить естествознание как феномен мировой культуры. Эта цель подразумевает изложение не только технических и технологических приложений естественных наук, но, прежде всего, представлений о классической и 4 неклассической стратегиях мышления. Эти стратегии исторически формировались благодаря изучению природы, но сейчас их следует рассматривать как достояние единой мировой культуры. Оно состоит в том, что благодаря становлению стратегий естественнонаучного мышления человечество обрело дар понимания природы и одновременного осознания значимости мысленной позиции исследователя для получения того или иного знания. Данная программа составлена с трансдисциплинарных позиций, позволяющих установить единство естественных наук в целях построения концептуального каркаса целостной естественнонаучной картины мира (ЕНКМ). Структура программы подчинена изложению некоторых ведущих трансдисциплинарных естественнонаучных идей, в которых отражается квинтэссенция современных представлений о природе, не зависящих от области научной специализации естествоиспытателя. Различия между предметами и методами исследования физики, химии и биологии, приводящие к дисциплинарной интерпретации общих естественнонаучных концепций, учитываются в их изложении. Концепция формирования содержания данной программы дисциплины КСЕ сводится к следующему: естествознание рассматривается как самостоятельная наука со своим предметом и методами исследования; в естествознании существуют сквозные специфически естественнонаучные идеи и принципы, отличные от общеметодологических и частнодисциплинарных; естествознание является одним из центров роста и объединения мировой культуры. Основной массив содержания программы подразделяется на классическую и неклассическую версии естественнонаучной картины мира. В каждую из концептуальные них включены представления упорядоченные в соответствии ведущие отдельных частнодисциплинарные естественных с общепринятой иерархией наук, уровней фундаментальности данных наук (физика – химия – биология). При этом по 5 возможности прослеживается генезис данных концепций, т.е. обращается внимание на их происхождение из одной или нескольких исходных трансдисциплинарных идей. В отдельный раздел выделено эволюционное естествознание, в котором заметно снижен уровень концептуальности изложения, что вызвано целым рядом причин. Прежде всего, к ним относится отсутствие сегодня общепризнанной универсальной теории эволюции и трудности в последовательном сопряжении моделей эволюции отдельных природных объектов с фундаментальными представлениями теории открытых систем и диссипативных структур. Все они находятся в стадии бурного роста и разрешение подобных проблем, а тем более их включение в образование станет возможно после оформления синергетики в самостоятельную науку. На этом основании применительно к эволюционному разделу принят описательно-объектный стиль изложения. К необходимым элементам курса КСЕ помимо изучения теоретического материала при любой форме получения образования (очной, дистантной и т.д.) относятся семинарские занятия. Их целью является не только активизация материала, но и стимулирование самостоятельных размышлений о происходящем в природе. Тематику семинарских занятий не следует сводить к повторению названий разделов и пунктов программы. Она также может учитывать специфику будущей профессиональной деятельности студентов, поэтому целесообразно, чтобы ее формировал лектор с учетом всех конкретных обстоятельств. 2.Организационно-методический раздел Экология относится к дисциплинам федерального компонента естественнонаучного цикла дисциплин. Распределение часов согласно стандарту и учебному плану по специальностям, реализуемым в Университете образования 6 Российской академии 080301.65 Код Код «Коммерция дисциплины дисциплины по (торговое дело)» по ГОС УП УРАО Очная форма ЕН.Ф.03 Заочная форма ЕН.Ф.03 Всего Аудит. Сам. часов занятий раб. ЕН.Ф.03 180 90 90 ЕН.Ф.03 180 8 172 Основной целью курса является – не только помочь молодым людям овладеть современной естественнонаучной картиной мира, но синтезировать в единое целое гуманитарную и естественнонаучную культуры, а также сформировать естественнонаучный способ мышления и целостное научное мировоззрение. Основные задачи при изучении данной дисциплины - приобретение основ научных знаний, а также формирование навыков анализа, синтеза и умений их применения по следующим вопросам: - понимание специфики гуманитарного и естественнонаучного типов познавательной деятельности, необходимости их глубокого внутреннего согласования, интеграции на основе целостного взгляда на окружающий мир; - более глубокое понимание отличия и единства научно-рационального и художественно-образного способов духовного освоения мира; - осознание исторического характера развития научного познания, необходимости в периодической революций, существа смене научных картин мира, научных социокультурной детерминации познавательной деятельности; - формирование ясного представления о содержании современных физической, астрономической и биологической картин мира; - осознание содержания современных экологических проблем в их связи с основными законами естествознания; 7 - формирование представлений о принципе универсального эволюционизма, понятиях и законах синергетики; - ознакомление с методологией естественнонаучного познания, принципами теоретического моделирования объекта в естествознании, возможностями перенесения методологического опыта естествознания в гуманитарные науки; - формирование представлений о радикальном качественном отличии науки от разного рода форм квазинаучного мифотворчества, эзотерики, оккультизма, мистицизма и т.п. В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление: - об основных этапах развития естествознания, его особенностях, ньютоновской и эволюционной парадигмах; - о концепциях пространства и времени; - о принципах симметрии и законах сохранения; - о понятии состояния в естествознании; - о корпускулярной и континуальной традициях в описании природы; - о самоорганизации в живой и неживой природе; - о взаимодействиях между физическими, химическими и биологическими процессами; - об иерархичности, уровнях организации и функциональной асимметрии живых систем; - о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики; - о физиологических и глубинно-психических основах жизнедеятельности, социального поведения, экологии, здоровья человека; - о взаимодействии организма и среды; - о месте человека в эволюции Земли, о ноосфере и парадигме единой культуры. 8 Дидактические единицы по дисциплине «Концепции современного естествознания»: Естественнонаучная и гуманитарная культура; научный метод; история естествознания; панорама современного естествознания; тенденции развития; корпускулярная и континуальная концепция описания природы; порядок и беспорядок в природе; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро- и мегамиры; пространство, время; принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие: близкодействие, дальнодействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности; динамические и статистические закономерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; реакционная принцип способность геологического геосферных возрастания развития оболочек; энтропии; веществ; земли; внутреннее современные литосфера как химические процессы, строение и концепции абиотическая история развития основа жизни; экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, геофизикогеохимическая; биологического географическая уровня оболочка организации материи; Земли; особенности принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек: физиология, здоровья, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика, человек, биосфера и космические циклы, необратимость времени, самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволюционизма; путь к единой культуре. Основные дидактические единицы Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира. Пространство, время, симметрия. Структурные уровни и системная организация материи. Порядок и баспорядок в природе. Панорама современного естествознания. Биосфера и человек. 9 3. Тематический план Примерный тематический план для очной/заочной формы обучения № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Темы Роль науки в жизни общества. Развитие и методы научного познания. Структура и основания научной теории Возникновение науки. Появление первых научных программ. Формирование основ естествознания в эпоху средневековья и Возрождения Наука как составная часть духовной культуры общества. Физические картины мира Эволюция физической картины мира Концепции пространства и времени в современном естествознании. Пространство и время в современной естественно-научной картине мира. Космологические модели Вселенной. Вселенная: специфические характеристики, возникновение, развитие. Становление и развитие химической картины мира. Концепции эволюции Земли. Важнейшие общенаучные принципы и закономерности развития природы. Концепции происхождения и сущность жизни. Современные теории эволюции. Человек как предмет изучения в естествознания. Теория организации. Системное многообразие. Природное и социальное в человеке. Достижения генной инженерии: доводы «за» и «против». Современные технологии в биологии. Итого Всего часов Лекции Семинары СРС 11/12 3/1 3/1 5/10 11/12 3/1 3/1 5/10 11/12 3/1 3/1 5/10 11/12 11/10 3/1 3/- 3/1 3/- 5/10 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 11/10 3/- 3/- 5/10 5/10 -/- -/- 5/10 10/12 180/180 -/45/4 -/45/4 10/12 90/172 Количество часов в примерном тематическом плане корректируется в соответствии с действующими учебными планами 10 РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» (для студентов, обучающихся по специальностям 080301.65 «Коммерция (торговое дело)») 11 Основное содержание учебного курса Тема 1. Роль науки в жизни общества. Развитие и методы научного познания. Структура и основания научной теории Определение концепции. Задачи курса. Место концепций современного естествознания в системе знаний. Приобретение знаний в разных областях человеческой деятельности. Отражение мира в искусстве: реальность и вымысел, соотношение объективного и субъективного. Экономические и политические ориентировка на достижение достоверность данных. знания: реального Осмысление критерии эффективности, экономического реальности через эффекта, философские категории: проблема бытия, поиск места человека в мире, изучение внутреннего мира индивидуума. Постижение мира и получение знаний через религиозный опыт. Обсуждение работы Н. Бердяева «Философия свободы». Мир науки – экспериментально доказанные данные и выводы на основе законов логики. Структура науки и ее функции: естествознание, обществознание, науки о человеке. Функции науки: описательная, систематизирующая, объяснительная, практическая, прогностическая, мировоззренческая. Критерии научности знаний: рациональность, технологичность, теоретичность, системность. эмпирический, теоретический, Общие методы научного познания: производственно-технический. Особые методы, применяемые в естествознании: наблюдение, эксперимент, аналогии, моделирование (предметное, знаковое, мысленное), анализ, синтез, индукция, дедукция, создание гипотез и теорий. Контрольные вопросы к теме 1: 1. Что такое научное познание? 2. Приведите аргументы в пользу безграничности возможностей познания. 3. В чем состоит практическая естественнонаучного познания? 12 направленность процесса 4. В чем проявляется относительность истины? Безграничен ли процесс постижения истины? 5. Что такое эксперимент? Чем отличается эксперимент от наблюдения? 6. Каковы особенности современных технических средств эксперимента? 7. При каком условии гипотеза превращается в достоверное знание? 8. Для чего применяется моделирование в естественнонаучном исследовании? 9. В чем состоят особенности путей, ведущих к открытию? Можно ли считать открытие результатом случайности? 10.Что означает утверждение «открытие – разрешение противоречий»? 11.В чем состоит различие между доказательством и чувственным познанием? Тема 2. Возникновение науки. Появление первых научных программ. Формирование основ естествознания в эпоху средневековья и Возрождения Определение момента возникновения научных знаний и подходов зависит от тех аспектов восприятия, которые принимаются во внимание. Наука: как знания и их производство – возникли с начала человеческой культуры; как форма общественного сознания – в Древней Греции; как социальный институт – в эпоху Возрождения; как система подготовки кадров – с XIX века; как непосредственная производительная сила – со второй половины ХХ века. Анализ знаний Древнего Востока: передача знаний по наследственнопрофессиональному признаку, затрудненное получение новых знаний, исключительно прикладной характер знаний. Таким образом, на Древнем Востоке формировались лишь разрозненные системы научных представлений и были разработаны лишь подходы для дальнейшего возникновения именно научных знаний. Начала науки. Античная наука VII-VI веков до н.э. Цели и направленность греческой науки. Институт 13 частной собственности, рабовладение, пренебрежение к физическому труду и экспериментальному методу исследований. Постижение истины исключительно умозаключительным путем. Возникновение идеализации. Итоги греческого этапа развития науки, отказ от логики мифа, обязательное использование жесткого логического доказательства, полемики и критики. Первые научные программы античности: математическая программа (Пифагор, Платон); программа атомизма (Левкип, Демокрит); программа Аристотеля (создание «Органона», выделение самостоятельных направлений знаний). Основы естествознания в средневековье. Проблемы развития науки, концентрация книг и научной работы в монастырских стенах. Толкование любых естественнонаучных вопросов с точки зрения Святого писания. Толкования Августина Блаженного. Формирование и развитие телеологизма. Обсуждение места человека в божественном творении. Развитие морального символизма, экзегетики, иерархизма. Зарождение универсализма. Основные черты средневекового познания. Развитие естествознания в эпоху Возрождения. Научная революция XVI-XVII веков. Становление классической науки. Основные аспекты научной революции. Роль Д. Бруно, Г. Галилея, Р. Декарта, Р. Хука. И. Ньютон и завершение научной революции. Основные достижения Ньютона. Итоги научной революции XVI-XVII веков. Специфика и природа современной науки. Особенности классической науки. Наука XIX века, идея всеобщего и полного детерминизма. Новейшая революция в науке. Открытия в физике в начале ХХ века. Создание квантовой механики и ее сочетание с теорией относительности (20-е годы ХХ века). Овладение атомной энергией (40-е годы ХХ века), появление ЭВМ, активизация физики, химии, наук о Земле. Основные черты современной науки: классическая механика, осознание принципиальной невозможности найти материальную первооснову мира, детерминизм природы, развитие биосферного класса наук, логическое завершение противостояния науки и религии. Постнеклассическая наука. Идея глобального эволюционизма. 14 Стирание граней между естественными, общественными и техническими науками. Революция в средствах хранения и получения знаний. Контрольные вопросы к теме 2: 1.Какие аспекты принимаются во внимание при получении разных точек отсчета развития науки? 2. Когда и почему возникла наука? 3. Каковы основные черты знаний древнейших цивилизаций? 4. Каковы критерии научности знаний? 5. Назовите основные направления научных знаний на Древнем Востоке. Научными ли они были? 6. К какому времени относят начало развития науки? Почему? 7. Какие именно формы познавательной деятельности возникли в Древней Греции? 9. Основные черты средне векового мировоззрения. 10. Наука и научные знания в средние века. 11. Ренессансная революция в мировоззрении и предпосылки появления современной науки. 12. Галилей и его роль в становлении классической науки. 13. Ход и содержание научной революции XVI – XVII вв. 14. И. Ньютон и завершение научной революции. 15. Основные итоги научной революции. 17. Наука XIX в. Комплексные революции XIX в. Тема 3. Физическая картина мира Создание физической картины мира в XVI-XVII веках. Первая физическая картина мира (атомистические представления) замещается второй – представление о пространстве как о полевом континууме. Переход к третьей физической картине мира – квантовые представления. Механическая картина мира. Революция XVI-XVII веков. Работы Г. Галилея, П. Гассенди, Р. Декарта. Обсуждения понятия движения. 15 Формулирование Ньютоном «принципа дальнодействия». Представления о пространстве как о большом черном ящике. Представления о времени – как о текущей реке, не имеющей хода назад. Появление понятия эфира для объяснения световых явлений. Введение понятий теплорода; электрической и магнитной жидкости. Электромагнитная картина мира. Изучение сущности электромагнитных явлений М. Фарадеем. Создание представлений об электромагнитном поле как о сплошь непрерывном, заряды в нем – точечные силовые центры. Материя – единое абсолютно непрерывное бесконечное поле. Формулирование «принципа близкодействия». Возникновение внутренних противоречий в физике. Открытие явления радиоактивности. Современная физическая картина мира. Создание квантовой теории М. Планком. Разработка планетарной модели атома Н. Бора. Создание общей и специальной теории относительности А. Эйнштейном. Теория Луи де Бройля, квантово-полевые представления о материи. Виды физических взаимодействий. Представления о частицах и их зарядах. Гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия. Теория суперобъединения. Представления о суперструнах во Вселенной. Объединение квантовой теории поля с общей теорией относительности. Разработка концепции квантового суперструнного поля. Классификация элементарных частиц. Понятие вещества, поля. Фермионы, бозоны, лептоны, кварки, бозоны. Контрольные вопросы к теме 3: 1. Взаимодействие и связи в природе. 2. Общая характеристика физического взаимодействия. 3. Характеристика типов физического взаимодействия. 4. Создание теории Великого объединения. 5. В чем состоит сущность принципа тождественности? 6. Какие виды материи различают в современной физике? 7. Сформулируйте закон всемирного тяготения. 16 Тема 4. Концепции пространства и времени в современном естествознании Развитие представлений о пространстве и времени. Абсолютное пространство и время. Относительное (обыденное) время. Относительное и абсолютное пространство. Переход от представлений Платона, Августина, Фомы Аквинского к современным представлениям. Возникновение противоречий. Несоответствие божественного замысла конечности мира. Концепции Беркли, Маха, Авенариуса и др. – пространство и время находятся в зависимости от человеческого сознания. Концепции Декарта, Гюйгенса, Френеля, Фарадея: пространство – протяженное поле, в котором посредством волн передаются взаимодействия от точки к точке. Теория относительности. Разные точки зрения на состояние покоя и движения. Создание релятивистских представлений. Скорости: распространения света, движения небесных тел. Определение движения. Разработка представлений об искривлении пространства. Сильные поля тяготения. Эффект красного смещения. Объяснение явления черных дыр. Разработка общей и специальной теории относительности. Первые итоги и осмысление А. Эйнштейном теории относительности: «Мы приходим к странному выводу: сейчас нам начинает казаться, что первичную роль играет пространство, материя же должна быть получена из пространства, так сказать, на следующем этапе. Мы всегда рассматривали материю первичной, а пространство вторичным. Пространство, образно говоря, берет сейчас реванш и «съедает» материю». Всеобщие свойства пространства и времени: объективность и независимость, абсолютность, неразрывная связь, единство прерывистости и непрерывистости, количественная и качественная бесконечность. Общие свойства пространства: протяженность, связность и непрерывность, трехмерность, единство метрических свойств, единство топологических свойств. Общие свойства времени: длительность, непрерывность, необратимость, одномерность (линейная последовательность событий). 17 Пространственные свойства систем: конкретные пространственные формы тел, наличие внутренней симметрии, изотропность и неоднородность. Неевклидова геометрия Н. Лобачевского и Г. Римана. Специфичность свойств биосистем: собственные временные ритмы, взаимосвязь и синхронизация ритмов друг с другом и с вращением Земли. Контрольные вопросы к теме 4: 1. Понятия абсолютного и относительного в представлениях и теориях И. Ньютона. 2. Представления о пространстве и времени во времена И. Ньютона. 3. Сформулируйте и прокомментируйте классический принцип относительности Г. Галилея. 4.Скорость света в инерциальных системах. 5. Прокомментируйте суть геометрии Н. Лобачевского. Какой смысл имела теория для дальнейшего изучения пространства и времени. 6. Назовите всеобщие свойства пространства и времени. 7. Развитие представлений о пространстве и времени. 8. Основные положения специальной и общей теории относительности. 9. Общие и специфические свойства пространства и времени. Тема 5. Космологические модели Вселенной Астрология, астрономия, космогония, космология. Развитие космологии. Расширение представлений о Метагалактике. Вечные вопросы: как устроен мир, Солнце, звезды, планеты и другие космические тела. Космологическая концепция Фурнье Дальба: мир-матрешка, вложенность вселенных одной в другую. Начало гелиоцентрическая научной модель космологии. Вселенной, Работы Н. объяснение Коперника, эффекта параллактического смещения. Концепция Джордано Бруно: множественность миров, Солнце – обычная звезда, каких много, бездоказательность всех предположений, жестокая кара. Концепция Г. Галилея: наблюдения за другими планетами, констатация пятен на Солнце, доказательства почти всех 18 предположений Бруно. Концепция Йоганна Кеплера: уточнение движения планет, создание небесной механики, объяснение причинно-следственных связей движения космических тел. Концепция И. Ньютона: законы всемирного тяготения тел независимо от их строения, химического состава. Основные принципы строения Вселенной. Концепция А. Эйнштейна о конечной, но безграничной Вселенной: мировое пространство замкнуто в четырехмерной сфере для которой неверна евклидова геометрия. Многомерность, бесконечность, но ограниченность пространства. Космологические парадоксы. Фотометрический парадокс Шезо- Ольберса. Гравитационный парадокс. Концепция расширяющейся Вселенной и термодинамический парадокс. Модели расширяющейся квазистационарного Вселенной, состояния, сжимающейся пульсирующей Вселенной. Вселенной, Трудности гипотезы расширяющейся Вселенной. Рождение и эволюция Вселенной. Современные представления об однородной, изотропной, нестационарной расширяющейся Вселенной. Подходы к эволюции Вселенной: стационарность (позиция ортодоксального христианства; целенаправленная эволюция (философы-идеалисты); бессмысленность и непрадсказуемость (материалисты). Контрольные вопросы к теме 5: 1.Трансформация представлений древних о строении и развитии Вселенной. 2. Начала научной космологии и ее дальнейшее развитие. 3. Открытия Н. Коперника и их влияние на мировоззрение современников. 4. Вклад Дж. Бруно в представления о развитии Вселенной? Причина трагедии ученого. 5. Развитие современной космологии, открытия 20 века. 6. Космологические парадоксы: фотометрический парадокс Шезо–Ольберса. 7. В чем состоит суть гравитационного парадокса? 8. Гипотеза тепловой смерти Вселенной. 19 10. Этапы развития звезд. 11. Образование, возраст и структура Солнечной системы. 12. Представления Аррениуса, Шмидта, Лапласа и др. об образовании Солнца и солнечной системы. 13. Роль вакуума в рождении Вселенной. 14. Ранний этап эволюции Вселенной. 15. Появление во Вселенной структурных образований разных уровней. Тема 6. Становление и развитие химической картины мира Зарождение химии. Этапы развития химии: 1) период алхимии – с древности до XVI века: поиск философского камня, эликсира долголетия, алкагеста (универсального растворителя), «превращение» неблагородных металлов в благородные. Египетский этап, греческий этап, западно-европейский этап развития алхимии. 2) Период зарождения научной химии: XVI - XVIII века. Создание теории Парацельса, теории газов Бойля, Кавендиша и других исследователей, разработка теории флогестона Георга Шталя. Создание теории химических элементов Лавуазье. Развитие прикладной химии, металлургического производства, производство стекла, фарфора, искусственная перегонка жидкости. Становление химии как самостоятельной науки. 3) Период открытия основных законов химии – до 60-ых годов XIX века. Развитие атомной теории Дальтона. Создание атомно-молекулярной теории Авогадро. Установление Йенсеном Берцеллиусом атомных весов, использование латинских символов для записи химических реакций, разработка систематизации органических и неорганических веществ, разработка теории изомерии. Формирование основных понятий в химии. 4) Современный период в химии – с 60-ых годов XIX века до настоящего времени. Основные задачи современной химии. Разработка периодической классификации элементов, теории валентности, ароматических соединений и стереохимии, теории электродинамической 20 ассоциации Аррениуса, электронной теории материи. Разработка теории полимеров. Создание химии органического синтеза. Развитие крекинга – переработка нефти и ее фракций. Положительные свойства химизации: расширение сырьевой базы промышленности, экономия первичных природных ресурсов, улучшение качества материалов и расширение ассортимента, снижение затрат на производство и эксплуатацию изделий. Применение достижений химии в некоторых отраслях промышленности: горнодобывающей, металлургии, машиностроении, промышленности, деревообрабатывающей легкой и целлюлозно-бумажной промышленности, резинотехнической, строительстве, сельском хозяйстве, быту и сфере услуг. Новейшие отрасли химии: структурная, радиационная, фотохимия, лазерная, плазмохимия, химия высоких и сверхвысоких давлений, магнетохимия. Проблемы и пути их решения. Разработка научной теории катализа и роли катализатора в протекании химических реакций. Развитие эволюционной химии. Разработка подходов к установлению связей химии и биологии: биохимия, физико-химическая биология. Теория химической эволюции и биогенеза А.П. Руденко. Контрольные вопросы к теме 6: 1. Возникновение химии. Истоки химических знаний. 2. Выделите несколько этапов в истории развития химических знаний. 3. Алхимия – родоначальница современной химической науки. 4. Какие философские теории были поставлены на службу алхимии? 5. Начало и развитие западноевропейской алхимии, основные открытия. 6. Великие алхимики XIV – XVII в.в. 7. Зарождение научной химии и ее влияние на дальнейшее развитие естественных наук. 8. Развитие ятрохимии и ее влияние на развитие медицины. 9. Развитие теории флогистона, поиски философского камня. 10. Открытие основных законов химии. 11. Характеристика основных этапов развития научной химии. 21 12. Суть закона сохранения массы Лавуазье и теории Дальтона. 13. Роль работ Берцелиуса и Менделеева и их роль в развитии химии. 14. Специальная и основная задача химии, способы их решения. 15. Роль химии в освоении космического пространства. 16. Специфика химии синтеза в космосе. 17. Связь химии и физики. Тепловой эффект химических реакций. 18. Проблема химического элемента. Реакционная способность вещества. 19. Современные задачи структурной химии. 20. Эволюционная химия. Связь химии и биологии. Теория А. П. Руденко. Тема 7. Концепции эволюции Земли Начало ХХ в. – борьба «фиксистов» и «мобилистов». Стабильность очертаний материков или постоянный дрейф континентов. Дрейф магнитных полюсов, изменение основных потоков магматического вещества во внутренних слоях Земли. Дифференциация поверхности Земли на континентальные и морские участки. Раскрытие впадин океанов. Роль срединно-океанических хребтов. Спрединг и субдукция в районах контактов океанических и континентальных плит. Внутреннее строение Земли. Строение континентальных и океанических литосферных плит. Новый взгляд на внутреннее строение планеты. Результаты глубинного бурения. Результаты, полученные на Кольской сверхглубокой скважине. Интерпретация новых данных. Утопические проекты по захоронению сверхтоксичных отходов в природных глубинных разломах Земли. Сейсмоопасные Опасности, районы. связанные с динамическим воздействием на литосферные плиты в районах сочленения. Концепция океанизации Земли (А. Орлёнок). Выплавление ювенильных вод из глубин тела Земли. Развитие океанов в далеком будущем. Подтопление участков суши. Резкое уменьшение континентальных участков. Острова суши. Развитие тотального океана с островами22 вершинами гор. Дальнейшая потеря поверхностных вод. Сжатие Земли как планеты. «Усыхание» планеты, наступление планетарной фазы Марса. Концепция разрастания Земли (В. Блинов). Современные трактовки внутреннего строения Земли. Работа гелиевого реактора. Модели раздвижения срединно-океанических хребтов и рифтовых зон в пределах океанов и континентов. Разрастание тихоокеанского полушария. Отставание в разрастании между северным и южным полушариями. Новые представления о внешнем виде геоида. Грядущий взрыв гелиевого ядра. Из планет в звёзды. Возможности перехода любой планеты в состояние звезды. Ближайшее рождение звезды – Юпитер. Будущая реструктуризация Солнечной системы. Преобразование Солнца и Юпитера в систему двойной звезды: старое Солнце и молодой активный Юпитер. Образование новых планет в новой звездной системе. Анализ сильных и слабых сторон различных концепций развития Земли. Философское осмысление проблем трактовки современных открытий в области внутреннего строения и дифференциации поверхности Земли. Контрольные вопросы к теме 7: 1. Каковы основные научные положения школы «фиксистов»? 2. Каковы основные разработки и модели научной школы «мобилистов»? 3. Каковы итоги научной борьбы между школами «фиксистов» и «мобилистов»? 4. Какие процессы приводят к раскрытию океанических впадин? 5. В чем причина движения континентов на поверхности планеты? 6. Какие процессы происходят в зонах спрединга и субдукции? Каков их механизм? 7. Какова роль рифтовых зон в пределах материков и океанов? 23 8. Каковой внутренне строение Земли по современным представлениям? Чем оно подтверждается? 9. С чем суть концепции океанизации Земли? 10. В чем суть «звездной» концепции? Тема 8. Концепции происхождения и сущность жизни История вопроса. Концепция креационизма – религиозное мировоззрение. Концепция механистического материализма (XIX век) – отсутствие качественной специфики живых и неживых форм. Живые организмы – это сложные машины, а машины – результат созидательной деятельности людей. Концепция витализма – все живое происходит от живого и отличается особой «жизненной силой», которой нет в неживом, и которая подчиняется физическим законам. Концепция самопроизвольного зарождения жизни господствовала до середины XIX века. Живое могло зародиться даже из гниющей земли и отбросов. Провозглашение принципа Ф. Реди «все живое от живого». Открытие Луи Пастером микроорганизмов, появляющихся в органических растворах. Концепция панспермии: 1865 г. Разработка немецким ученым Г. Рихтером, на стуке космологии и физики, гипотезы о «заражении» Земли зародышами живых организмов метеоритами и космической пылью. Сванте Аррениус о «частицах жизни». Концепция стационарности жизни – после Большого взрыва и образования Вселенной сразу произошло разделение вещества на живое и неживое и жизнь существует столько, сколько и весь космос. Концепция случайности появления жизни – из первичной живой генной молекулы, которая появилась лишь раз за все время существования нашей планеты развилась жизнь. Концепция редукционизма. В процессе самоорганизации материи произошла химическая эволюция и одна из точек бифуркации на ее пути привела к появлению живых организмов и к началу биологической эволюции. 24 Концепция «первичного бульона» и коацерватных капель А.И. Опарина. Современные концепции происхождения промежуточная концепция. L- и жизни: голобиоз, генобиоз, D-хиральность. Роль РНК и ДНК в зарождении и продолжении жизни. Сущность и определение жизни. Отличие живого от неживого. Этапы появления и развития жизни на Земле. Шаги эволюции и плата за них. Формирование биосферы планеты. Контрольные вопросы к теме 8: 1. Проблема происхождения и сущность жизни в истории науки и философии. 2. Концепция А. И. Опарина и ее роль в решении проблемы происхождения жизни. 3. Современные концепции происхождения и сущности жизни. Голобиоз и генобиоз. 4. Характеристика протобиотической системы. Молекулярная хиральность. 5. Определение жизни. Признаки живого и жизни. 6. Эволюция биосферы Земли. 7. Проникновение идей развития в биологию. 8. Концепция эволюции Ж. – Б. Ламарка и ее роль в биологии. 9. Эволюционное учение. Ч. Дарвина. 10. Основные направления антидарвинизма конца 19 – начала 20 вв. Тема 9. Современные теории эволюции. Человек как предмет изучения в естествознании Эволюция органического мира (эволюционная теория). Становление идеи развития в биологии: Эмпедокл, Анаксимен, Аристотель – три вида души (растительная, чувствующая и разумная). Концепция божественного творения в христианской церкви в Европе. Концепция Ж.-Б. Ламарка: всей живой природе присуще стремление к усложнению и совершенствованию 25 своей организации; внешняя среда мало влияет на организмы, следовательно они не изменяются и приобретенные признаки наследуются. Теория катастроф Ж.. Кювье – сравнительная анатомия; все органы животного являются частями одной целостной системы, значит каждая часть отражает принцип строения всего организма (принцип корреляции). Основные выводы Кювье: Земля на протяжении своей истории изменяла свой облик; одновременно с изменением Земли менялось и ее население; изменение земной коры происходило и до появления живых существ. На этом основании была выдвинута теория катастроф: причина вымирания видов – периодически происходящие крупные катастрофы (геологического масштаба); посткатастрофическое заселение планеты новыми биологическими видами. Разработка фундаментальной теории образования видов Ч. Дарвина и А. Уоллеса. Концепция антидарвинизма: сохранение в историческом развитии системного единства организмов; механизмов включения в эволюционный процесс перестроек развития; неравномерность темпов эволюции; причины макро- и прогрессивной эволюции; крупномасштабные события в эпохи биотических кризисов. Концепция неоламаркизма. Изменчивость видов абсолютно адекватна влияющим факторам; наследование приобретенных признаков; негативное отношение к созидательной роли естественного отбора. Разработка механоламаркизма (Г. Спенсер, Т. Эймер), психоламаркизм (А. Паули, А. Вагнер), ортоламаркизм (К. Нэгли, Э. Коп, Г. Осборн). Концепция телеологизма. Сальтационизм (А. Зюсс, А. Келликер). Зарождение и развитие генетики. Номогенез. Синтетическая теория эволюции. Современные концепции происхождения человека. Сущность человека, его телесность и здоровье. Человек, биосфера и космос. Контрольные вопросы к теме 9: 1. Молекулярно – генетические основы наследственности. 2. Молекулярно – генетические основы изменчивости. 3. Основные положения синтетической теории эволюции. 26 4. Происхождение человека. Эволюция человека. 5. Сущность человека. Его отличия от животных. 6. Телесный фактор в жизни человека. 7. Биосфера и живое вещество: определения, функции и роль в геологических процессах. 8. Влияние космоса на биосферные процессы и человеческую жизнь. 9. Антропный принцип в современной науке и философии. Тема 10. Достижения генной инженерии: доводы «за» и «против». История развития генной инженерии как науки и технологии. Открытие Джеймса Уотсона и Френсиса Крика. Репликация ДНК при подготовке к размножению. Гомологичная и негомологичная репликация. Механизмы защиты межклеточных барьеров. Открытие плазмид и возможности их использования. 1972 г. – открытие рестриктаз и механизм их работы. Гидролиз ДНК рестриктазами и образование «липких концов». Революционное открытие Пола Берга – инженерия с участками ДНК последовательностей (вирусной, бактериальной, фаговой). Дальнейшие эксперименты in vitro. Разработка генноинженерных методик, переход количества исследований в качество достижений. 1974 г. – открытое письмо генетиков к мировому сообществу: достижения и опасности генной инженерии, контроль и регламентация исследований. 1975 г. – Всемирный конгресс генетиков (Калифорния, США): достижения, планы дальнейших исследований. Резюме конгресса – возможные опасности генных технологий виртуальны, наступление эпохи «генетической свободы». Ограничение участия в генетических проектах – чрезвычайная дороговизна исследований. Технология генной инженерии: выделение участков ДНК последовательностей от двух претендентов на скрещивание; гидролиз ДНК рестриктазами; гидролиз плазмиды рестриктазами; «склеивание липких 27 концов» последовательностей; формирование лабораторных «химер» в модифицированный организм. Чем генетические технологии отличаются от селекции: конструирование заданных признаков у живых организмов; возможности «предугадывания» вида и функций «новых» организмов; возможности управления генами. Тренсгенные и генномодифицированные организмы. Применение генных технологий и достижения. Генноинженерные технологии в фармакологии. Создание «умного» инсулина. Разработка - и -интерферонов для борьбы с раком. Создание специальных препаратов и программы борьбы с гепатитом С. Опасные препараты: применение триптофана для лечения депрессии, создание противоядия. Генные технологии в растениеводстве. Разработки Института растениеводства в Кёльне и американской фирмой «Monsanto». Гибрид сои и бразильского ореха. Опасности, таящиеся в соевых продуктах. Салатпрививка от гепатита С. Бананы с анальгетиком. Кубические помидоры. Суперустойчивые к болезням и вредителям злаки. Революция в химической промышленности и красильном производстве – цветной хлопок. Деревья без ветвей, гибрид березы и кедра. Рай для промышленников – гибель экосистем. Генные технологии в животноводстве. Стратегические направления: создание животных с управляемым обменом веществ, иммунитетом, животные-доноры человеческих органов. Суперрыба – супермутант. Овцы, дающие женское молоко; производящие сыр; молочное лечение гемофилии. Технология и стоимость производства генномодифицированных животных. Программа «геном человека» (1990-2003 гг.). Старт программы. Создание государственной генетической лаборатории в США. Создание частной лаборатории Celera под руководством Крега Вентера. Соперничество и гонка. Секвенирование человеческой ДНК. Подключение к проекту лабораторий разных стран мира. Финиш программы. Человеческая ДНК: частная собственность или общественное достояние? Эксперименты по модифицированию и «управлению» человеческими генами. Работы по 28 созданию генетического паспорта человека. Кому будет принадлежать самая интимная информация о каждом из нас? Литературное обсуждение и философское осмысление новой зарождающейся проблемы. Альтернатива генной инженерии. Органическое сельское хозяйство. Реставрация старинных методов ведения сельского хозяйства. Создание новых рабочих мест в регионах с большим количеством рабочих рук. Новые возможности и старые методы решения проблемы голода в мире. Контрольные вопросы к теме 10: 1. Что такое генная инженерия? 2. Что такое гомологичная и негомологичная репликация? 3. Каково значение плазмид для генноинженерных технологий? 4. Каково значение рестриктаз? 5. Чем генная инженерия отличается от селекции? 6. Каковы достижения генной инженерии в фармацевтической отрасли? 7. Какие опасности существуют при лечении препаратами нового поколения – генноинженерными? 8. С какой целью генные технологии используются в растениеводстве? 9. Назовите основные направления генетических экспериментов в животноводстве? 10. Какие возможности открываются в результате расшифровки генома человека? Тематика и содержание семинарских и практических занятий Семинар 1 Тема: Наука как составная часть духовной культуры общества Цель: Установить соответствия и различия между двумя подходами в освоении действительности: духовном и материальном. Задачи: 1. Разобраться в тонкостях духовного познания мира. 2. Изучить особенности научного способа познания мира. 3. Установить соответствие между различными подходами, не исключающими друг друга, в познании мира. 29 Вопросы к обсуждению: 1. Характеристика классической науки. 2. В чем проявляется единство и взаимосвязь естественнонаучной и гуманитарной культур? 3. Охарактеризуйте по критериям научности знаний античную науку. 4. В чем состоят особенности путей, ведущих к открытию? Можно ли считать открытие результатом случайности? 5. Что означает утверждение «открытие – разрешение противоречий»? 6. В чем состоит различие между доказательством и чувственным познанием? 7. Приведите примеры признаков, общих для научного и религиозного знания. 8. Чем отличается наука от: религии; философии; искусства; мистики; идеологии; мифологии? В каждом случае ответ аргументируйте. 9. В чем заключается основной принцип разделения естественных наук на прикладные и фундаментальные? 10. Сформулируйте критерии научности знаний. Приведите примеры. Что означает относительности научного знания? 11. Как отражаются рациональная и реальная картины мира на формировании мировоззрения? 12. Предпосылки и основное содержание новейшей революции в науке. 13. Основные черты современной науки. 14. Благодаря чему произошли фундаментальные изменения во взаимоотношениях науки и техники? 15. В чем отличие научно-техническая революция от социальнополитических и научных революций? 16. Кризис науки и мировоззрения конца XX в. Постнеклассическая наука. 17. Каковы критерии различения эмпирического и теоретического уровней научного познания? Какую роль играет каждый из этих уровней в научном познании? 30 18. Какими нормами и этическими ценностями характеризуется сегодня научное познание? Почему необходима выработка особых этических требований к деятельности ученого? Какие дополнительные этические требования к деятельности ученых возникли в связи с современными успехами естествознания? Литература Ахундов М.Д., Баженов Л.Б. Естествознание и религия в системе культуры // Вопросы философии. 1992. № 12. Виргинский В.С., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники до середины XVвека. М., 1993. Виргинский В. С., Хотеенков В. Ф. Очерки истории науки и техники до середины XV века. М.,1993. Виргинский В. С. Очерки истории науки и техники. XVI-XIX веков. М., 1984. ВиргинскийВ.С., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники, 1870 – 1917 гг. М., 1988. Девятова С.В. Христианство и наука: от конфликтов к конструктивному диалогу. М., 1999. Девятова С.В., Купцов В.И. Развитие естествознания в контексте мировой истории. М., 1998. Естественнонаучное познание: изменение методологических ориентаций. Киев, 1993. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2003. Кириллин В. А. Страницы истории науки и техники. М., 1986. Петров М. К. Социально – культурные основания развития современной науки. М.,1992. Кун Т. Структура научных революций. М., 1999. Налимов В.В. В поисках иных смыслов. М., 1993. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990. Печчеи А. Человеческие качества. М., 1985. Поппер К. Логика и рост научного знания. М., 2003. 31 Пуанкаре А. О науке. М., 1993. Рассел Б. Человеческое познание. М., 1997. Тарнас Р. История западного мышления. М., 1995. Холтон Дж. Что такое «антинаука»? // Вопросы философии. 1992. № 2. Швырев В.С. Анализ научного познания. М., 1988. Семинар 2 Тема: Эволюция физической картины мира Цель: Изучить трансформацию представлений о мире со времён древнейших цивилизаций до нашего времени. Задачи: 1. Познакомиться с древнейшими картинами мира. 2. Изучить картины мира Древней Греции и раннего средневековья. 3. Познакомиться с представлениями о строении и устройстве мира в эпоху Возрождения и в Новое время. 4. Изучить наиболее современные представления о строении нашего мира. Вопросы к обсуждению: 1. Раскройте взаимосвязь микро-, макро- и мегамиров. 2. Какие представления о веществе и поле как видах материи были выработаны в рамках классической физики? 3. Раскройте суть понятия «корпускулярно-волновой дуализм». 4. Что означает понятие «физический вакуум»? какова его роль в эволюции материи? 5. Дайте характеристику основным структурным уровням организации материи в микромире и мегамире. Литература Ацюковский В.А. Материализм и релятивизм. М., 1993. Гудков Н.А. Идея «великого синтеза» в физике. Киев, 1990. Единство физики. Новосибирск, 1993. 32 Зельдович Я.Б., Хлопов М.Ю. Драма идей в познании природы: Частицы, поля, заряды. М., 1988. Князев В.Н. Концепция взаимодействия в современной физике. М., 1991. Новиков И.Д. Куда течет река времени? М., 1990. Пахомов Б.Я. Становление современной физической картины мира. М., 1985. Пригожин И. От хаоса к порядку. М., 1992. Семинар 3 Тема: Пространство и время в современной естественнонаучной картине мира Цель: Установить соответствие между категориями пространства и времени. Задачи: 1. Познакомиться с концепциями пространства и времени в различные исторические эпохи у разных авторов. 2. Рассмотреть трансформацию этих представлений в современную эпоху. 3. Изучить концепцию о пространственно-временном континууме. Вопросы к обсуждению: 1. Почему теория относительности называется именно так? 2. В каком смысле вы понимаете относительность физического времени? 3. В чем состоит суть понятия «пространственно-временной континуум»? постарайтесь привести примеры своего понимания этого термина. 4. В чем состоит суть общей и специальной теорий относительности? 5. Каковы современные представления о строении вещества и поля? Чем отличается вещество от поля? 6. Какие изменения претерпела научная картина мира в связи с открытиями современной физики? 7. Что такое аннигиляция? Возможно ли появление и исчезновение вещества? 8. Раскройте различия, содержащиеся в понятиях мифологическое, физическое и психологическое время? 33 философское, 9. Раскройте суть понятий философское, мифологическое, физическое и психологическое пространство. 10. Охарактеризуйте следующие свойства времени: однородность, однонаправленность, одноразмерность. Приведите примеры. 11. В современной физике сам объект наблюдений невозможно увидеть без специальной аппаратуры. Накладывает ли такая аппаратура и условия проведения эксперимента отпечаток на результаты самого эксперимента? Порассуждайте, приведите различные примеры. 12. На сколько универсальны законы физики в постоянно развивающемся мире? 13. В чем причина искривления пространства? Как это можно себе представить? От чего зависит искривление пространства? Литература Ахундов М.Д. Пространство и время в физическом познании. М., 1982. Новиков И.Д. Куда течет река времени? М., 1990. Новиков И.Д. Черные дыры и Вселенная. М., 1985. Панченко А.И. Философия. Физика. Микромир. М., 1988. Семинар 4 Тема: Вселенная: специфические характеристики, возникновение, развитие Цель: Изучить эволюции. Концепций о происхождении и строении Вселенной. Задачи: 1. Изучить древнейшие представления о происхождении и строении Вселенной. 2. Познакомиться с процессом изучения и изложения этого вопроса в период от Древней Греции до Нового времени. 3. Познакомиться с наиболее современными концепциями рождения и развития Вселенной и трудностями этих концепций. Вопросы к обсуждению: 1. Раскройте суть понятий: Вселенная, бытие, космос, Универсум. 34 2. В чем сходные и отличительные черты астрологии и астрономии? 3. Что такое точка сингулярности? 4. Раскройте суть понятий стационарность и нестационарность Вселенной? 5. Какие возможности открывает перед астрономами изучение реликтового излучения? Почему этот вид излучения был обнаружен лишь недавно? 6. Существуют ли научные доказательства постулата, что все произошло из ничего? Как эта библейская «концепция» соотносится с представлениями об эфире, о физическом вакууме? 7. Раскройте суть современных представлений о существовании «черных» и «белых дыр». 8. Дайте определение следующим понятиям: звезда, планета, галактика. 9. Раскройте процесс эволюции звезд с точки зрения современных представлений. 10. Каковы основные концепции происхождения Солнечной системы? 11. В чем состоит суть космологических парадоксов? Каково научное значение парадоксов (в любых науках)? Литература Арнольд А.И. Теория катастроф. М., 1990. Вайнберг С. Первые три минуты. М., 1981. Левитан Е.П. Физика Вселенной: экскурс в проблему. М.: Едиториал УРСС, 2004. – 184 с. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М., 1990. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная. М., 1996. Шадрин А.А. Структура мироздания Вселенной. М.: КомКнига, 2006. – 184 с Семинар 5 Тема: Важнейшие общенаучные принципы и закономерности развития природы Цель: Изучить взаимосвязь и взаимопроникновение процессов на нашей планете и географических оболочек. 35 Задачи: 1. Изучить трансформацию химических знаний и представлений во времени и утилитарную роль химии. 2. Изучить роль химической эволюции для жизни на Земле. 3. Установить роль и значение биологической эволюции на нашей планете. 4. Изучить концепции происхождения, строения и трансформации параметров Земли во времени и в пространстве. Вопросы к обсуждению: 1. Каким образом период алхимии подготовил основания для развития научной химии? 2. Как складывалась химическая картина мира? 3. От каких факторов зависят свойства вещества? 4. Какими могут быть конструкционные и строительные материалы будущего? 5. Кто является основоположником системного подхода в развитии химических знаний? 6. Какую систему он построил? Возможно ли представить современную жизнь без достижений химической науки? Каковы потенциальные возможности химии? 7. Раскройте суть научной теории катализа. В чем заключается проблема катализа в отношении развития биологических систем Земли? 8. В чем состоит суть химической эволюции на Земле? 9. Расскажите о прикладных отраслях и современных достижениях химии. 10. Положительные и отрицательные стороны химизации современной жизни. 11. Дайте обзор применения достижений химии на примерах из различных отраслей промышленности. 12. Что привнесло бурное развитие новых отраслей химии в науку и в жизнь общества? 36 13. Какими достижения взаимно обогатились химия и биология? Расскажите о достижениях биоорганической химии, физико-химической биологии, биофизической химии и радиационной биологии. 14. Раскройте суть теории о химической эволюции. 15. В чем сущность концепций школ «фиксистов» и «мобилистов»? Какие факты подтверждают, а какие противоречат этим концепциям? 16. Обсудите с философской точки зрения общие положения и расхождения концепции океанизации Земли и «звездной» концепции. Какой будущий сценарий планетарного развития Вам кажется наиболее реальным? Обоснуйте свою точку зрения. Литература Афанасьев В.Г. Мир живого: системность, эволюция и управление. М., 1986. Барг О.А. Живое в едином мировом процессе. Пермь, 1993. Блинов В.Ф. Растущая Земля: из планет в звезды. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 272с. Вернадский В.И. Начало и вечность жизни. М., 1999. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М. 1988. Дарвинизм: история и современность. Л., 1988. История биологии с начала XX века до наших дней. М., 1975. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. Ответы на вопросы М., 1997. Мизун Ю.В., Мизун Ю.Г. Неведомый пульс Земли. – М.: Вече, 2005. – 480с. – (Единая картина мира). Орленок В.В. История океанизации Земли. Калининград: Янтарный сказ, 1998. – 248с. Пиментел Дж., Кунрод Дж. Возможности химии сегодня и завтра. М., 1992. Поллер З. Химия на пути в третье тысячелетие. М., 1982. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная. М., 1996. Сажин М., Шульга В. Загадка космических струн / «Наука и жизнь», 1998, № 4. –с.59 – 64. 37 Соловьев Ю.И., Курашов В.И. Химия на перекрестке наук, М., 1989. Эбелинг В., Файстель Р. Хаос и космос: синергетика эволюции. МоскваИжевск: Институт компьютерных исследований; НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. – 336 с. Семинар 6 Тема: Теория организации. Системное многообразие. Природное и социальное в человеке Цель: Анализ сильных и слабых сторон концепций происхождения, зарождения и эволюции жизни на Земле. Задачи: 1. Изучить всё многообразие концепций происхождения и эволюции жизни на нашей планете. 2. Выделить их сильные и слабые стороны. 3. Проанализировать на научной основе наиболее вероятные сценарии зарождения жизни. Вопросы к обсуждению: 1. Философское осмысление сути концепций креационизма, механицизма, витализма, самопроизвольного зарождения жизни, панспермии. Какие из этих концепций кажутся Вам наиболее вероятными. Анализ сильных и слабых сторон каждой из концепций. 2. Суть концепции А.И. Опарина о происхождении жизни в результате произвольного самозарождения жизни. Вероятность появления «первичного бульона жизни». Экспериментальные подтверждения концепции. 3. Анализ концепций голобиоза и генобиоза. Анализ сильных и слабых сторон концепций. 4. Суть концепции эволюции Ч. Дарвина. Историческая научная оценка достижений Дарвина. Критика концепции. антидарвинизма. 38 Появление и развитие 5. Анализ теории катастроф Ж. Кювье. Подтверждения и опровержения данного подхода. 6. Основное предназначение человека. Развитие, саморазвитие, совершенствование человека. Обоснование необходимости физического и духовного развития человека в процессе жизни. Литература Алексеев В.П. Становление человечества. М., 1984. Войткевич Г.В. Возникновение и развитие жизни на Земле. М., 1988. Гиренок Ф.И. Русские космисты. М., 1990. Казначеев В.П. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Новосибирск, 1989. Колчинский Э.И. Эволюция биосферы. Л., 1990. Мещеряков Б., Мещерякова И. Введение в человекознание. М., 1994. Райт Р.Т. Биология сквозь призму веры. М., 1994. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М., 2004. Шредингер Э. Что такое жизнь? М., 1972. Эбелинг В., Файстель Р. Хаос и космос: синергетика эволюции. МоскваИжевск: Институт компьютерных исследований; НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. – 336 с. Семинар 7 Тема: Современные технологии в биологии Цель: Изучить возможное влияние биотехнологий на изменение условий жизни и самой жизни на планете. Задачи: 1. Изучить историю генетики как науки. 2. Знакомство с достижениями генной инженерии. 3. Возможные угрозы, связанные с внедрением биотехнологий в повседневную жизнь людей. Вопросы к обсуждению: 39 1. История получения знаний о наследственности и изменчивости генов. 2. История развития генной инженерии как науки и как технологии. 3. Развитие генных технологий в животноводстве: достижения и опасности. 4. Философское осмысление результатов проекта «Геном человека». 5. Реальность развития органического земледелия в современном мире для решения проблемы голода на планете. Литература Дубинин Н.П. Очерки о генетике. М., 1985. Крик Ф. Жизнь как она есть: ее зарождение и сущность. – М.: Институт компьютерных исследований, 2002. Лисицын Ю.П., Изуткин А.М., Матюшин И.Ф. Медицина и гуманизм. М., 1984. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды: Пер. с англ. / Под ред., с предисл. и дополн. В.Г. Дебабова. – М.: Мир, 1987. Телесность человека: междисциплинарные исследования. М., 1991. Глоссарий А Абсолютное - безусловное по сущности и безотносительное к чему-либо внешнему (например, абсолютное пространство и время в классической механике И. Ньютона). Адсорбция (от лат «всасывать») – поглощение вещества из газовой или жидкой среды поверхностным слоем твердого тела (адсорбента) или жидкости. 40 Адроны (от греч. «большой, сильный») – класс элементарных частиц, участвующих в сильном ядерном взаимодействии. Сильное взаимодействие обусловливает сильное сцепление, например, протонов и нейтронов в атомных ядрах, а порождаемые им процессы протекают с большой интенсивностью, то есть сильно. К адронам относят все барионы (образованные тремя кварками) и мезоны (образованные кварком и антикварком). Аминокислоты – класс органических соединений, служащих основным элементом построения растительных и животных белков и поэтому играющих важную роль в жизни организмов. Анализ – процедура мысленного или реального расчленения, разложения объекта на составные элементы для выявления их системных свойств и отношений. Противоположным анализу методом является синтез. Анаэробы – организмы, живущие в отсутствии свободного кислорода (многие бактерии, некоторые черви, моллюски). Аннигиляция пары частиц «частица-античастица» - один из видов взаимодействия элементарных частиц. Само слово в переводе с латинского означает буквально «исчезновение, превращение в ничто». Первоначально под этим понимался электромагнитный процесс превращения электрона и его античастицы – позитрона – в электромагнитное излучение (в фотоны). Однако этот термин неудачен, т.к. в процессе аннигиляции соблюдаются все законы сохранения. Материя в этом процессе не уничтожается, а лишь переходит из вещества в форму электромагнитного поля, ибо взаимодействие фотонов снова ведет к образованию пары «электрон-позитрон». Античастицы – совокупность элементарных частиц, имеющих те же значения массы и других физических характеристик, что и их двойники – частицы, но отличающихся от них противоположным знаком некоторых характеристик взаимодействия. Античастицы имеют противоположный знак электрического заряда, магнитного момента, барионного заряда, странности и пр. 41 античастицей электрона является позитрон, античастицей протона – антипротон и т.д. Aнтропогенез (от греч. аnthropos – человек и греч. genesis – происхождение) – учение о происхождении человека. Антропология – наука о происхождении и эволюции человека и его рас. Антропоиды – человекообразные обезьяны. Атом – структурный элемент микромира, состоящий из ядра и электронной оболочки. Аттрактор (от лат. «притягивающий») - термин синергетики, обозначающий отрезок эволюционного пути нелинейной системы от точки бифуркации до необходимого финала. Аэробы – организмы, которые могут существовать только при наличии свободного молекулярного кислорода (почти все животные, растения и многие микроорганизмы). Б Бактерии (от греч. «палочка») - микроскопические, часто одноклеточные, организмы. Белки – высокомолекулярные органические вещества, состоящие из аминокислот и составляющие основу жизнедеятельности всех организмов. Белые карлики – компактные звезды с массами порядка массы Солнца и радиусами приблизительно 1% от общего радиуса Солнца. Белые карлики составляют 3-10% от общего числа звезд Галактики. Биогенез – концепция, утверждающая, что между живой и неживой материей лежит непреодолимая преграда, и, следовательно, все живое может происходит только от живого. Биогеоценоз – сложная природная система, объединяющая на основе обмена веществ и энергии совокупность компонентами – условиями обитания. 42 живых организмов с неживыми Биосфера – область распространения активной жизни, в которой живые организмы и среда их обитания органически взаимосвязаны и образуют целостную динамическую систему. Биоценоз – совокупность растений животных и микроорганизмов, населяющих участок среды с однородными условиями жизни, например, луг, озеро, берег реки и т.д. Бифуркация – (от лат. «раздвоенный») – термин синергетики, обозначающий состояние максимальной хаотичности, откуда дальнейшая эволюция нелинейного процесса может развиваться по ряду направлений. Поэтому бифуркацию называют еще точкой ветвления нелинейного процесса. Близкодействие – передача взаимодействия от тела к телу, от точки к точке с конечной скоростью. В Вакуум (от лат «пустота») – особое состояние электромагнитного поля при отсутствии возбуждения, но это не безжизненная пустота. В нем находятся виртуальные частицы, которые рождаются, имеют мимолетное бытие и тут же исчезают, т.е. вакуум кишит виртуальными частицами и насыщен сложными взаимодействиями между ними. Верификация – проверка, эмпирическое подтверждение теоретических положений путем сопоставления их с наблюдаемыми объектами, чувственными данными, экспериментом. Виртуальные частицы – теоретически вычисленные элементарные частицы, непрерывно возникающие и исчезающие в очень короткие промежутки времени. Вирус (от лат «яд») – мельчайшие частицы, состоящие из нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК) и белковой оболочки. Резко отличаются от других форм жизни, вне живой клетки не проявляют признаков жизни, являются внутриклеточными паразитами. 43 Волны материи – понятие, введенное французским физиком Луи де Бройлем для обозначения волновых свойств материальных частиц. Г Галактика – (наша галактика - Млечный Путь) – представляет собой спиралеобразную уплощенную звездную систему, содержащую по разным оценкам от 100 до 150 млрд. звезд и, быть может, до 300 млрд. звезд. Гелиоцентризм – теория, по которой Солнце является центральным телом Солнечной системы, вокруг которого обращаются планеты. Ген (от греч «происхождение») – наследсвенный фактор живого, функционально неделимая единица, материальный носитель наследственной информации. По химическому составу гены относятся к нуклеиновым кислотам (ДНК и РНК). Совокупность генов данного организма составляет его генотип. Генезис (от греч. «происхождение», «возникновение») – процесс образования и становления какого-либо природного или социального явления. Генетика – наука о законах наследственности и изменчивости организмов. Генобиоз – методологический подход в вопросе возникновения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода. Геном – совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом данной животной или растительной клетки. Генотип – наследственная основа организма, совокупность генов, локализованная в его хромосомах. Географическая среда – земная природа, вклученная в сферу человеческой деятельности. Географический детерминизм – учение, согласно которому географическая среда оказывает решающее воздействие на развитие общества. 44 Геополитика – политическа концепция, исходящая из признания в качестве главного географического фактора жизни общества: пространственного положения страны, климата, природных ресурсов и т.д. Геоцентризм – теория, указывающая на центральное положение Земли во Вселенной (например, теория Аристотеля – Птолемея). Гетеротрофы – организмы, питающиеся органическими веществами (грибы, многие микроорганизмы, все животные и люди). Глобальный эволюционизм – представление о всеобщем характере эволюции во Вселенной, подтверждаемое теорией Большого взрыва и неравновесной термодинамикой в физике, концепциями предбиологической эволюции в химии, учением о дрейфе континентов в геологии, эволюционной генетикой и биологией, а также другими теоретическими построениями. Голобиоз – методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделенных способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма. Гомеостаз – процесс саморегуляции систем любой природы относительно заданного состояния на основе обратных связей, обеспечивающий динамическое равновесие системы, называемой гомеостатом. Термин вошел в широкое употребление в кибернетической интерпретации в разработке У.Р. Эшби. Д Дальнодействие – представление, согласно которому действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на сколь угодно большое расстояние. Дедукция – способ рассуждения, или движение знаний от общего к частному, т.е. процесс логического перехода от общих посылок к заключениям о частных случаях. Дедуктивный метод может давать строгое, достоверное знание при условии истинности общих посылок (постулатов, аксиом и проч.) и соблюдении правил логического вывода. Дедукция тесно связана с противоположным по направлению методом – индукцией. 45 Дискретность (от лат. «разделенный», «прерывистый») – прерывность; противопоставляется непрерывности. Дифракция (от лат. «разломанный») – отклонения волн, при их распространении в неоднородных средах. ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, биополимер клетки, хранящий и передающий наследственную информацию. Доплера эффект – изменение частоты колебаний или длины волны, воспринимаемой наблюдателем, при движении источника колебаний и наблюдателя относительно друг друга. Если наблюдатель стоит на месте, а источник колебания движется, то при приближении источника колебаний наблюдатель будет воспринимать их частоту как более высокую, чем собственная частота колебаний источника. При удалении источника колебаний наблюдатель будет воспринимать их частоту как более низкую, чем собственная частота колебаний источника. Е Евгеника (от греч. eugenes – хорошего рода) – учение о наследственной здоровье человека и путях его улучшения, а также о возможных методах влияния на эволюцию человечества для совершенствования его биологической природы. Естествознание – система наук о природе. Естественный отбор – особый механизм отбора живых организмов в природе, приводящий к избирательному уничтожению организмов, оказавшихся не приспособленными к условиям окружающей среды, и выживанию организмов, наиболее приспособленных к условиям этой среды. Ж Живая материя – совокупность организмов, отличающихся от неживых систем рядом признаков: обменом веществ, размножением, развитием на основе передачи наследственной информации и естественного отбора. Живая материя тесно связана с неживой. 46 Живое вещество – в концепции В.И. Вернадского совокупность всех живых организмов на Земле, включая человечество. З Закон – необходима, существенная, повторяющаяся, устойчивая связь между явлениями, предметами или их свойствами. Вскрываемые наукой законы природы являются объективными характеристиками изучаемой реальности. Одновременно, формулировка законов выражает достигнутый на настоящий момент уровень знаний. Звёзды – в обычном (стационарном) состоянии раскаленные газовые (точнее – плазменные) шарообразные небесные тела, находящиеся в гидродинамическом и тепловом равновесии. Основными параметрами состояния звезды являются светимость, масса и радиус. Их численные значения принято выражать в солнечных единицах. Значения масс звезд лежат в пределах от 0,03 до 60 масс Солнца, светимость – в интервале от 10-4 до 105 от светимости Солнца, а радиусы – от 10 км (нейтронные звезды) до 103 радиуса Солнца (сверхгиганты). И Изменчивость – превращение организмов под влиянием внешней среды. Изотропность (от греч. isos – одинаковый; tropos – поворот, направление) независимость свойств физических объектов от направления, например изотропность пространства. Инвариантность (от греч. «неизменяющийся») - неизменность какой-либо величины при изменении физических условий или преобразовании координат. Индукция (от лат. «наведение») – способ рассуждения, или метод получения знаний, при котором общий вывод делается на основе обобщения частных посылок. Индукция может быть полной и неполной. Полная индукции возможна тогда, когда посылки охватывают все явления того или иного 47 класса. Однако такие случаи довольно редки. Невозможность учесть все явления данного класса заставляет использовать неполную индукцию, конечные выводы которой не имеют строго однозначного характера. Интерпретация – истолкование, разъяснение смысла какой-либо знаковой системы (символа, высказывания, текста). Интерференция – чередование темных и светлых полос спектра при наложении волн в противоположных фазах. К Катализ – изменение скорости протекания химической реакции при участии катализатора (вещества, ускоряющего или замедляющего ее). Квазары – звездообразные источники мощного излучения во всех диапазонах электромагнитных волн. В оптическом диапазоне один квазар излучает в 1000 раз больше энергии, чем 150 млрд звезд нашей Галактики. Предполагают, что квазары – это особо активные ядра огромных галактик, представленные черными дырами с массой в 109 – 1012 масс Солнца. Полагают, что эти квазизвездные образования возникли на стадии ранней Вселенной, о чем свидетельствует их большая удаленность от нас и околосветовая скорость разбегания. Неизвестна и природа их чудовищной энергии. Квант – понятие, введенное Максом Планком для обозначения элементарной дискретной порции энергии. Кварк – теоретически вычисленная элементарная частица с дробным электрическим зарядом. Гипотетическими кварки являются в том смысле, что их невозможно выделить в изолированном виде, но они существуют реально в структуре адронов, что обосновывается теоретически, а также опытным подтверждением следствий, вытекающих из теории. Кибернетика – наука об общих принципах управления в машинах, живых организмах и обществе. Клетка – элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности всех живых организмов. 48 Коацерваты – капли или слои с большей концентрацией распространенного вещества, находящегося в растворе этого же полимера или биополимера. Коллапс – схлопывание ядра звезды, которое может происходить в определенных обстоятельствах. Тогда под действием сил самогравитации звезда катастрофически сжимается до малых размеров, а вещество звезды за доли секунды достигает ядерной плотности. Континуальность (от лат. «непрерывное») – непрерывность, например, непрерывная структура всех точек отрезка. Континуум – непрерывное, связанное, целостное единство точек, чисел или физических величин. Концепция (от лат. «понимание», «система») – определенный способ понимания, трактовки каких-либо явлений; система взглядов, объясняющих их. Корпускула (от лат. «частица») - частица в классической (не квантовой) физике. Космогония (от греч. «происхождение мира») – учение о происхождении и эволюции космологических тел и их систем. Космология – учение о Вселенной как целом, основанное на исследовании той ее части, которая доступна для астрономических наблюдений и других способов ее изучения. Космос – синоним астрономического определения Вселенной. Выделяют так называемый ближний космос, исследуемый с помощью космических аппаратов и межпланетных станций, и дальний космос – мир звезд и галактик. Культура (от лат. «возделывание, воспитание, образование, развитие») – исторически определенный уровень развития общества и человека, его познавательных и творческих способностей, а также его воздействия на природу. В широком смысле, культура – это все, что в отличие от данного природой создано человеком. 49 Л Ламаркизм – концепция исторического развития органического мира, созданная Ж.-Б. Ламарком , согласно которой все виды растений и животных постоянно изменяются под прямым воздействием меняющихся условий жизни. Лептоны – класс элементарных частиц, не обладающих сильным взаимодействием. К ним относятся электроны, мюоны, тау-частицы, все нейтрино, а также их античастицы. М Макроэволюция – эволюционные преобразования за длительный исторический период, приводящие к возникновению новых надвидовых форм организации живого. Метод – совокупность правил, приемов познавательной и практической деятельности, обусловленных природой изучаемого объекта. Различают методы частно-научные, применяемые в отдельных науках (спектральный аналих, хроматография и т.п.), и общенаучные, используемые во всех областях знаний (анализ, синтез, индукция, дедукция и т.п.). Микроэволюция – совокупность эволюционных изменений, происходящих в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени. Мутагены – физические и химические факторы, вызывающие мутации. Мутации – изменение внезапно возникающее естественное или наследственных структур, ответственных искусственное за хранение генетической информации и ее передачу. Н Наследственность – свойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ и индивидуальное развитие в целом. Наука – система знаний о явлениях и процессах объективного мира и человеческого сознания, их сущности и законах развития; наука как социальный институт есть сфера 50 деятельности людей, в которой вырабатываются и систематизируются научные знания о явлениях природы и общества. Научная революция – радикальное изменение всех элементов научного знания (методов, теорий, норм и идеалов научности и т.д.), приводящее к смене научной картины мира. Таких четко фиксируемых смен научных картин мира, т.е. научных революций, в истории науки принято выделять три: аристотелевскую, ньютоновскую и эйнштейновскую. Эти революции разбивают историю на три больших периода: доклассический (VI в. до н.э. XVI в. н.э.), классический (XVII – XIX вв.) и неклассический (XX в.). Неевклидова геометрия – геометрия, описывающая поверхности, обладающие кривизной (например, геометрия Лобачевского, геометрия Римана). Нейтрон - электрически нейтральная частица, входящая в состав ядра атома. Нейтронные звезды – результат взрыва сверхновой как конечная стадия эволюции массивных звезд. Если в ядре звезды до взрыва образовались атомы железа, то в результате взрыва они распадутся на протоны и нейтроны. Затем протоны во взаимодействии с электронами превратятся в нейтроны. Поскольку электроны электрически нейтральны, то под действием сил самогравитации звезды они укладываются очень плотно. Так получается компактная звезда, состоящая из нейтронов при средней плотности 1018 кг/м3. Нелинейность – понятие, обозначающее процессы, описываемые нелинейными уравнениями. В математическом смысле – уравнения, содержащие искомые величины в степенях больше единицы, которые могут иметь несколько качественно различных решений. В более общем плане понятие нелинейности используется для указания на многовариантность, альтернативность и необратимость возможных путей эволюции сложных самоорганизующихся систем. Неодарвинизм – новейшие эволюционные концепции, основанные на признании естественного отбора основным фактором эволюции. 51 Ноосфера – сфера разума, разумной деятельности человека, область активного проявления научной мысли как главного фактора воздействия человека на окружающий мир. Это биосфера, преобразованная человеческим трудом и мыслью в качественно новое состояние, в котором разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором динамики общества и природы. Нуклоны – обобщающее название для обозначения протонов и нейтронов. О Обмен веществ (метаболизм) - совокупность всех химических изменений и всех видов превращения веществ и энергии в организмах, обеспечивающих их развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение, а также связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий. Обществознание – система наук об обществе. Океаническая концепция – система взглядов, согласно которой развитие человеческого общества определяется в первую очередь освоением водных ресурсов и путей сообщения (речных, морских, океанических). Сформулирована и обоснована русским ученым Л.Н. Мечниковым. Окружающая среда – среда, включающая помимо поверхности земли и ее недр, часть Солнечной системы, попадающую в сферу деятельности человека, а также материальный мир, созданный человеком. Онтогенез – индивидуальное развитие растения или животного, охватывающее все изменения, происходящие с ним от момента зарождения до окончания жизни. Онтогенез следует рассматривать с историческим развитие рода или вида (филогенезом). П Парадигма – понятие, введенное Томасом Куном, означает особый способ организации научного знания, задающий то или иное видение мира и соответственно исследовательских образцы задач. или К модели парадигмам 52 постановки истории и науки решения относят аристотелевскую динамику, ньютоновскую механику и т.д. смена парадигмы рассматривается как научная революция. Популяция – совокупность особей одного вида, населяющих некую территорию, относительно изолированная от других и обладающая определенным генофондом; рассматривается как элементарная единица эволюции. Прокариоты – живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом. К прокариотам относят бактерий, сине-зеленые водоросли, риккетсии, микоплазмы. Пространственно-временной континуум – целостное, непрерывное единство пространственных и временных координат. Протон – положительно заряженная частица, входящая в состав ядра атома. Пульсары – космические источники электромагнитного излучения, открытые первоначально как источники радиоизлучения с регулярно повторяющимися импульсами. По современным представлениям, радиопульсары – это нейтронные звезды, которые примерно при солнечной массе имеют диаметр около 20 км и период вращения приблизительно 0,01 с. У пульсаров ось вращения не совпадает с магнитной осью, поэтому образуется «магнитный конус», попав в который заряженная частица может разогнаться до околосветовой скорости. При этом она излучает электромагнитную энергию в направлении своего движения. Так образуется узконаправленный пучок излучения в виде радиоимпульса, который фиксируется на Земле. С Сверхновые звезды – это наиболее мощные взрывы (вспышки) проэволюционировавших звезд, у которых в ходе эволюции образовалось сверхплотное углероднокислородное ядро массой не более 1,4 массы Солнца. В зависимости от типа звезды взрыв может сорвать и разбросать в пространство ее оболочку или всю звезду. Такие взрывы происходят достаточно редко, но именно они обогащают газопылевые туманности тяжелыми химическими элементами с массовыми числами более 60. 53 Синергетика – теория самоорганизации. Возникшее в 70-е гг. ХХ в. междисциплинарное научное направление (И. Пригожин, Г. Хакен и др.), занятое поиском общих принципов самоорганизации систем самой разной природы (физических, биологических, социальных и др.). под самоорганизацией в синергетике понимают процессы спонтанного перехода открытых неравновесных систем от менее к более упорядоченным формам организации (переход от хаоса к порядку). Развитие осуществляется через неустойчивость развития (хаотичность); большинства подчеркивается известных науке нелинейный систем, из чего характер следует многовариантность возможных путей эволюции любой системы, а также ее необратимый характер. Синтез – соединение выделенных в анализе элементов изучаемого объекта в единое целое. Соответствия принцип – сформулированный Нильсом Бором принцип взаимоотношений последовательно меняющих друг друга теорий в той или иной области знаний. Суть состоит в том, что всякая новая теория не отвергает начисто предшествующую, а включает ее в себя на правах частного случая. Так, законы релятивистской механики переходят в законы классической механики Ньютона, если скорости тел существенно меньше скорости света; а законы квантовой механики приводят к тем же результатам, что и законы классической механики, если можно пренебречь величиной кванта действия и т.д. Т Теория – высшая форма организации научного знания, устанавливающая закономерности определенной области реальности. Теория выполняет в научном познании объяснительную, предсказательную, систематизирующую и другие функции. Техносфера – сфера воздействия техники на природу, весь окружающий человека мир. 54 Ф Фальсификации принцип – принцип отграничения научного знания от ненаучного, предложенный английским мыслителем Карлом Поппером. Суть в том, что критерием научности теории является ее фальсифицируемость или опровержимость. Если какое-либо учение устроено так, что в состоянии истолковать любые факты в свою пользу, т.е. неопровержимо в принципе, то оно не может претендовать на статус научного. Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития. Фенотип формируется в результате взаимодействия наследственных свойств организма (генотипа) и условий среды обитания. Ферменты (от лат. «закваска») – биологические катализаторы, по химической природе – белки; осуществляют превращение веществ в организме, направляют и регулируют его обмен веществ. Филогенез – процесс исторического развития организмов, их видов, родов, семейств, отрядов, классов, типов. Филогенез следует рассматривать в единстве и взаимообусловленности с индивидуальным развитием организмов (онтогенезом). Фотон – квант электромагнитного поля. Х Химическая кинетика – раздел химии, объясняющий качественные и количественные изменения химических процессов; учение о скоростях и механизмах химических реакций. Хиральность молекулярная – диссимметрия – отсутствие зеркальной симметрии у молекул живой материи, приводящее к отклонению ими поляризованного луча света. Хромосомы – самовоспроизводящиеся структуры, постоянно присутствующие в ядрах клеток животных и растений, участвующие в процессах размножения. 55 Ч Черная дыра – это сколлапсировавшая масса космического тела, сжавшегося настолько сильно, что в его необычно возросшем поле тяготения вторая космическая скорость (необходимая для того, чтобы излучение света могло оторваться и уйти от него) превышает скорость света. А так как считается, что во Вселенной скорости, превышающие скорость света, невозможны, то из черной дыры ничего не может вырваться – всё притягивается к ней. Вблизи черной дыры пространство искривлено, а течение времени замедляется. Э Эволюция (от лат. «развертывание») – одна из форм движения в природе и обществе; непрерывное, постепенное изменение и развитие. Представление об эволюции всех форм неживой и живой материи выражается в понятии «универсальный (или глобальный) эволюционизм. Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой обитания. Экология социальная исследует проблемы взаимодействия общества и окружающей среды. Экосистема – устойчивая природная система, образованная живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, вода и т.п.). характеризуется замкнутым круговоротом веществ и энергии между живыми и неживыми компонентами. Электрон – отрицательно заряженная частица. Электронная оболочка – электроны, окружающие ядро атома. Элементарные частицы – далее неразложимые частицы, качественно отличающиеся от сложных частиц и составляющие глубинный уровень структуры материального мира. Электродинамика – классическая теория электромагнитных процессов в различных средах и вакууме. 56 Эмпирический и теоретический уровни научного познания – структурные компоненты научного познания, различающиеся по характеру и глубине постижения реальности. Эмпирическое исследование производит первичное обобщение имеющегося фактического материала, направлено непосредственно на чувственно воспринимаемый объект, использует методы наблюдения, описания, измерения, исследование предполагает более эксперимента. высокий Теоретическое уровень обобщения, охватывающий существенные, закономерные, системные связи и отношения объекта; использует методы идеализации, формализации, аксиоматический, системно-структурного анализа. Эмпирический и теоретический уровни научного познания органически взаимосвязаны и предполагают друг друга. Энтропия (от греч. «поворот, превращение») – термодинамическая функция, характеризующая часть внутренней энергии замкнутой системы, которая не может быть преобразована в механическую работу. Понятие введено нем. Физиком Р. Клаузиусом. Второй закон термодинамики гласит: «При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает». Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Таким образом, энтропия является мерой беспорядка системы. Этика науки – система знаний о нравственных основах научной деятельности. Этика биологическая (биоэтика) – одно из направлений современной этики, рассматривающее феномен жизни в качестве важнейшего критерия различения добра и зла. Эукариоты – организмы (все животные, большинство растений), обладающие в отличие от прокариотов оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Перечень вопросов к итоговому контролю 57 (Зачет) 1. Основные особенности научно-технической революции. 2. Характерные черты науки и ее отличие от других отраслей культуры. 3. Предмет естествознания и его отличие от других областей науки. 4. структура естественнонаучного познания. 5. Всеобщие, общенаучные и конкретно-научные методы познания. 6. Специфика научных революций и научные революции в ХХ веке. 7. Модель Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной. 8. Происхождение и развитие галактик и звезд; процессы, происходящие в них. 9. Происхождение Солнечной системы и развитие Земли. 10. Главные результаты общей и специальной теории относительности. 11. Особенности квантовой механики. 12. Значение синергетики для современной науки. 13. Происхождение, развитие и виды физической материи. 14. Характеристика основных физических сил и взаимодействий. 15. Современные представления о пространстве и времени. 16. Кибернетика, ее основные понятия и результаты. 17. Отличие живого от неживого и модели происхождения жизни. 18. Результаты генетики и механизм воспроизводства жизни. 19. Понятия и законы экологии. Причины глобального экологического кризиса. 20. Основные положения общей теории эволюции и концепции коэволюции. 21. Развитие нервной системы, поведение животных и основные достижения этологии. 22. Учение В.И. Вернадского о биосфере и его значение экологических исследований. 23. Основные понятия и результаты социобиологии. 24. Происхождение и эволюция человека. Его отличия от животных. 58 для 25. Развитие человеческих общностей и теория этногенеза Л.Н. Гумилева. 26. Биологическая детерминация психических процессов и изучение мозга человека. 27. Сознание и бессознательное. Гипотеза «расширяющегося сознания» и ее оотношение с классическими представлениями. 28. Научное понимание закона и целесообразности. 29. Структурные уровни организации материи и их определение. 30. Концепция ноосферы и ее научное обоснование. 31. Значение естествознания для культуры (универсальная схема развития, обоснование нравственности и т.п.). 32. Будущее и идеал естествознания. 33. Личность и типы ученых. 34. Этические проблемы науки. 35. Основные черты современной науки. Черты науки будущего. 36. Физическая картина мира, ее содержание и развитие. 37. Г. Галилей и его роль в становлении классической науки. 38. История идеи развития в биологии. 39. Антропный принцип в современной науке и философии. 40. Современная наука о будущем человечества. Список рекомендуемой учебной литературы Список основной учебной литературы 1. Грушевицкая Т.Г. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для вузов / Т.Г. Грушевицкая, А.П. Садохин. – М., 1998. 2. Дубнищева Т.Я. Современное естествознание. Учебное пособие / Т.Я. Дубнищева, А.Ю. Пигарев. - Новосибирск. 1998. (Гриф). 3. Концепции современного естествознания. Учебник / Горелов А.А. М., Гуманитарный издательский центр «ВЛАДОС», 1998,2000,2006.(Гриф). 59 4. Радугин А.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / А.А. Радугин. – М., 2000. 5. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Г.И. Рузавин. – М.: ЮНИТИ,1999. (Гриф). Список дополнительной учебной литературы 6. Ацюковский В.А. Концепции современного естествознания. История. Современность. Проблемы. Перспектива. Курс лекций. – М.: МСЭУ, 2000. – 448с. 7. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002. – 512с. 8. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Под ред.проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 317с. 9. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2007. – 704 с. 10. Скопин А.Ю. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2003. – 392с. 11. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Гуманит.изд.центр ВЛАДОС, 2001. – 232с. Темы для самостоятельной работы студентов Примерная тематика учебных научно-исследовательских работ студентов 1. Что такое наука? Ее основные черты и отичия от других отраслей культуры. 2. Что такое естествознание и в чем его отличия от других областей науки? 60 3. Сущность и основные особенности научно-технической революции. 4. Классификация естественных наук. 5. Структура естественнонаучного познания. 6. Общенаучные и конкретно-научные методы исследования. 7. Специфика научных революций. 8. Научные революции в XX в. 9. Теория познания и современное естествознание. 10. Основные методологические концепции развития современного естсствознанля. 11.Современная научная картина мира. 12.Этические проблемы естествознания. 13.Перспективы естественнонаучного познания. 14.Концепции сциентизма и антисциентизма. 15.Место и роль науки в общественной жизни современного человека. 16.Связь современного естественнонаучного познания с техникой. 17.Экологическое значение естествознания. 18.Роль математики в современном естествознании. 19.Модель Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной. 20.Происхождение и развитие галактик и звезд. 21.Происхождение Солнечной системы. 22.Современные проблемы астрофизики. 23.Проблемы происхождения и развития Земли. 24.Основные положения глобальной тектоники. 25. Главные выводы специальной и общей теории относительности. 26. Современные проблемы квантовой механики. 27. Роль вероятностных методов в классической физике и квантовой механике. 28. Значение синергетики для современного естественнонаучного познания. 29.Общенаучное значение понятия «энтропия». 61 30.Проблемы соотношения вещества и поля, материи и энергии. 31.Роль симметрии и асимметрии в научном познании. 32.Проблемы соотношения сохранения и эволюции. 33.Современные представления о пространстве и времени. 34.Характеристика основных физических взаимодействий. 35.Основные проблемы современной химии. 36.Проблема детерминизма и индетерминизма в современном естествознании. 37.Проблема сущности живого и его отличия от неживой материи. 38.Естественнонаучное модели происхождения жизни. 39.Основные проблемы генетики и роль воспроизводства в развитии живого. 40.Современные проблемы цитологии и роль клетки в развитии живого. 41.Основные проблемы синтетической теории эволюции. 42.Роль мутаций и окружающей среды в эволюции живого. 43.Основные проблемы экологии и роль среды для жизни. 44.Закономерности развития экологических систем. 45.Роль разнообразия в живой природе. 46. Учение В.И. Вернадского о биосфере. 47. Иерархическое строение биосферы и трофические уровни. 48. Механизмы обратной связи и их значение. 49. Организация и самоорганизация в живой природе. 50. Основные проблемы этологии и роль агрессии в эволюции видов. 51. Гипотеза Геи—Земли как единого организма и ее естественнонаучное обоснование. 52. Основные различия между растениями и животными. 53. Представление о коэволюции. 54. Влияние космического излучения и солнечной энергии живые тела и общественные процессы. 55. Новые данные о происхождении человека и поиски его прародины. 62 на 56.Основные проблемы социобиологии. 57.Человек как предмет естествознания и обществознания. 58.Естественнонаучный статус психоанализа. 59.Бихевиоризм и проблема психогенеза. 60.Модель «расширяющегося сознания» и ее соотношение с классическими представлениями. 61.Основные проблемы парапсихологии. 62.Основные методы современной нейрофизиологии. 63.Проблемы этнологии и теория пассионарности Л.Н. Гумилева. 64.Основные проблемы кибернетики. 65.Роль информации как общенаучного понятия и его соотношение с понятиями вещества и энергии. 66.Значение системного, структурного и функционального подходов в современном естествознании. 67.Донаучное, научное и теологическое понимание целесообразности. 68.Соотношение глобальной экологии, социальной экологии и экологии человека. 69. Концепция ноосферы и ее научный статус. 70.Естественнонаучное обоснование нравственности. 71.Наука как эволюционный механизм. Темы для написания рефератов 1. Важнейшие открытия средневековья в области науки и техники. 2. Герметические науки средневековья и их роль в становлении современной науки. 3. Становление научного рационализма нового времени. 4. Важнейшие открытия в естествознании XVI – XVIII вв. 5. Научная рациональность в конце ХХ века. 6. Постмодернизм и наука. 7. Изучение движения в физике. 63 8. Проблема эфира в современной физике. 9. Черные дыры: история развития вопроса и современные представления. 10. Нефизические формы пространства и времени. 11. Возможна ли машина времени? 12. Космологические парадоксы и кризис классической космологической модели. 13. Модель расширяющейся Вселенной. 14. Неевклидова геометрия в современной науке. 15. Отражение космологических проблем в современной научно – фантастической литературе. 16. Структурная самоорганизация Вселенной. 17. Кеплеровская Вселенная. 18. Эволюция представлений о функционировании Солнечной системы. 19. Типы звезд и этапы их эволюции. 20. Проблема жизни в космосе и ее отражение в научно – фантастической литературе. 21. Значение книги И. Пригожина и И. Стингерса «Порядок из хаоса» для современной науки. 22. Основы теории катастроф. 23. Ятрохимия как ступень в развитии химии. 24. Периодический закон Д. И. Менделеева и его значение в науке. 25. Роль химии в социальном развитии общества и наук. 26. История открытия редких химических элементов. 27. Новые материалы в химии и возможность их применения. 28. Появление жизни на Земле: разнообразие и противоречивость концепций. 29. Писатели – фантасты о возможностях иных форм жизни. 30. Эволюция биосферы Земли. 31. Место теорий Ж. Кювье в истории биологии. 32. Концепция Ч. Дарвина о происхождении человека. 33. Генная инженерия, ее возможности и перспективы. 64 34. Евгеника – возможное будущее человечества? 35. Научная фантастика о проблеме изменения сущности человека. 36. Проблема нормы и патологии в медицине. 37. Медицинская этика. 38. Продолжительность и качество жизни. Этическая проблема эвтаназии. 39. А. Л. Чижевский о влиянии Солнца на природные общественные явления. 40. В. И. Вернадский о биосфере и живом веществе. 41. Русский космизм как явление культуры. 42. В.И. Вернадский о соотношении науки, философии и религии. 43. о соотношении научного и религиозного знания в работе Н. Бердяева «Философия свободы». 44. Принцип верификации научных теорий. Проблема истинности. 45. Роль работы Т.Куна «Структура научных революций» в методологии научного познания. 46. Глобальные научные революции и их анализ. 47. Представления о мире в эпоху древнейших цивилизаций. 48. Роль жрецов в процессе сохранения тайны научных знаний. 49. Мифологические представления и верования на Древнем Востоке. 50. Знания о природе и человеке в античное время (физические, химические и биологические знания). 51. Основные проблемы генетики и роль воспроизводства в развитии живого. 52. Основные проблемы синтетической теории эволюции. 53. Роль мутаций и окружающей среды в эволюции живого. 54. Основные проблемы экологии и роль среды для жизни. 55. Закономерности развития экологических систем. 56. Роль разнообразия в живой природе. 57. Иерархическое строение биосферы и трофические уровни. 58. Механизмы обратной связи и их значение. 59. Организация и самоорганизация в живой природе. 65 60. Основные проблемы этологии и роль агрессии в эволюции видов. 61. Гипотеза Геи-Земли как единого организма и ее естественнонаучное обоснование. 62. Человек как предмет естествознания и обществознания. 63. Основные проблемы парапсихологии. 64. Концепция ноосферы и ее научный статус. 65. Наука как эволюционный механизм. 66. Основные проблемы кибернетики. 67. Основные проблемы социобиологии. 68. Естественнонаучный статус психоанализа. 69. Основные методы современной нейрофизиологии. 70. Проблема множественности разумных миров и изучение НЛО. Методические рекомендации по изучению курса «Концепции современного естествознания» Роль и значение дисциплины для изучения всего блока 1. естественнонаучных дисциплин Данная программа разработана для студентов гуманитарных и экономических специальностей высших учебных заведений в соответствии с рекомендациями и указаниями Министерства образования РФ и Государственным образовательные стандартом высшего профессионального образования. Курс освещает важнейшие концепции современного естествознания, влияющие на формирование научной картины мира и расширяющие научный кругозор студентов. Указанная тематика лекций способствует более эффективному усвоению курса и осознанию студентами фундаментальных принципов и закономерностей развития природы и научных достижений – от микромира до Вселенной. 66 Для лучшего усвоения материала в Программу включены контрольные вопросы по каждой теме. Для удобства работы преподавателей и студентов разработаны вопросы и задания к семинарским занятиям, а также приводятся списки дополнительной литературы для подготовки к семинарам. В приложения включены тестовые контрольные задания, специальные справочные материалы по курсу, а также словарь научных терминов. Система научных знаний, включенных в настоящую программу, основывается на учебных дисциплинах, предшествующих изучению дисциплины «Концепции современного естествознания» в процессе довузовского образования при изучении биологии, физики, химии и других дисциплин. Учебная дисциплина «Концепции современного естествознания» готовит обучаемых к восприятию ряда последующих дисциплин учебного плана, пониманию необходимости расширения собственного кругозора и учёту во всех изучаемых дисциплинах самых современных научных достижений, ведь нынешний специалист должен обладать всей суммой знаний в области не только смежных наук, но и всех научных достижений человечества на начало ХХI века. Выбор и группировка тем лекционного курса, семинарских занятий, занятий в аудитории под контролем преподавателя и внеаудиторной самостоятельной работы студентов осуществлены с таким расчетом, чтобы было обеспечено не только формирование общенаучного мировоззрения, но и создана возможность ознакомления студентов с историей развития науки, её местом в системе культуры общества и с основами функционирования экономических, правовых и организационных механизмов обеспечения научных разработок. Особенную актуальность данный курс приобретает в новом тысячелетии, когда произошёл скачок в количестве, качестве и скорости приобретения новых научных знаний. Наиболее актуальными в начале ХХI столетия становятся такие направления исследований, как: поиск новых источников энергии, водородная энергетика, освоение теромядерного синтеза, биофизика, генетика и генная инженерия, 67 принципиально новые подходы в фармакологии, в выращивании ранее неизвестных человечеству кристаллов, интереснейшие направления. В нанотехнологии и другие настоящее время научная работа активно ведётся на орбите Земли, в глубинах Мирового океана, сквозь окуляры телескопов и микроскопов. Поскольку спектр развития наук очень широк, современные специалисты должны знать о достижениях своих коллег и специалистов в других науках, именно на таком подходе основано сопряжение и взаимопроникновение научных знаний. Поэтому для современного этапа развития науки характерен наибольший синергизм, чем когда-либо. 2. Цели и задачи курса Основной целью курса является – не только помочь молодым людям овладеть современной естественнонаучной картиной мира, но синтезировать в единое целое гуманитарную и естественнонаучную культуры, а также сформировать естественнонаучный способ мышления и целостное научное мировоззрение. Основные задачи при изучении данной дисциплины - приобретение основ научных знаний, а также формирование навыков анализа, синтеза и умений их применения по следующим вопросам: - понимание специфики гуманитарного и естественнонаучного типов познавательной деятельности, необходимости их глубокого внутреннего согласования, интеграции на основе целостного взгляда на окружающий мир; - более глубокое понимание отличия и единства научно-рационального и художественно-образного способов духовного освоения мира; - осознание исторического характера развития научного познания, необходимости в периодической революций, существа смене научных картин мира, научных социокультурной детерминации познавательной деятельности; - формирование ясного представления о содержании физической, астрономической и биологической картин мира; 68 современных - осознание содержания современных экологических проблем в их связи с основными законами естествознания; - формирование представлений о принципе универсального эволюционизма, понятиях и законах синергетики; - ознакомление с методологией естественно-научного познания, принципами теоретического моделирования объекта в естествознании, возможностями перенесения методологического опыта естествознания в гуманитарные науки; - формирование представлений о радикальном качественном отличии науки от разного рода форм квазинаучного мифотворчества, эзотерики, оккультизма, мистицизма и т.п. 3. Объем знаний и средства мониторинга Лекции и семинарские занятия могут проводиться с использованием технических средств обучения (слайдов, кинофильмов, раздаточного материала, калькуляторов при решении задач). При выполнении тестовых контрольных работ могут быть использованы компьютеры. Учебная программа подразумевает самостоятельную работу студентов при подготовке к занятиям, в т.ч. работу с учебным материалом (учебниками, учебными пособиями, методическими указаниями, специальной литературой), а также ознакомление с актуальными материалами по экологической тематике в сети Интернет и других СМИ. При изучении учебной дисциплины предусматриваются следующие виды текущего контроля: три контрольные работы, контроль выполнения Учебно-научной исследовательской работы студентов (УНИРС). Участие студентов в УНИРС при изучении дисциплины «Экология» возможно в форме самостоятельной работы по определённой теме. В результате выполнения УНИРС студент должен оформить отчет и подготовить научное сообщение в аудитории или на конференции. 69 Формами УНИРС по дисциплине являются: 4. аннотирование; 5. реферирование; 6. презентация; 7. участие в НИР, выполняемых на кафедре по бюджету или по грантам; 8. выполнение учебных заданий с элементами НИР; 9. выполнение переводов научных и нормативных материалов, реферирование научных статей на иностранных языках; 10.подготовка публикаций; 11.подготовка и участие студентов в научных семинарах, симпозиумах и пр.; 12.• подготовка и участие студентов в научных конференциях. И то г о вы й к о н т р о л ь знаний студентов - сдача зачёта или экзамена. 1. Умения и навыки При изучении дисциплины формируются следующие компетенции: 1)универсальные: - применение всеобщих методов научного познания (анализ, синтез, классификация, обобщение, моделирование) по отношению к объектам изучения различных наук; - формирование целостной картины мира; - формирование ценностных ориентаций мировоззренческого уровня, отражающих объективную целостность и взаимосвязь всех наук для наилучшего познания и ценность природы и человека; 2) общенаучные: - знание и понимание роли и значения экологии, экологических знаний и экологических проблем в современном мире; - знание и понимание структуры и закономерности функционирования многоуровневых систем в природе и обществе; - знание и понимание синергизма наук и невозможности движения вперёд, 70 оперируя знания лишь в одной научной области; - знание и понимание закономерностей развития научных знаний; - знание и понимание основных положений и практических механизмов реализации концепции устойчивого развития; 3) инструментальные: - умение применять полученные знания для характеристики и прогнозирования состояния различных наук; - способность использовать выработанные навыки обучения для самостоятельного получения научных знаний и продолжения формирования научного мировоззрения. 2. Характеристика степеней самоконтроля, требований к промежуточной и итоговой аттестации Первая степень самоконтроля предусматривает выявление в лекционном и хрестоматийном материале, а также в глоссарии основных научных понятий и норм, а также взаимосвязей и взаимодействий различных наук. Для овладения этими навыками предусмотрены Вопросы для самоконтроля после каждой темы. Отвечая на эти вопросы студент приобретает навыки самостоятельно и полного формулирования ответа на предложенные вопросы. Вторая степень самоконтроля предназначена для проверки умения устанавливать взаимосвязь между основным и дополнительным материалом. Для овладения этим навыком в данной программе предусмотрены Вопросы для обсуждения и практические задания к семинарским занятиям. После текста вопросов к семинарам приводится специальная тематическая литература для подготовки к определенному семинару, что значительно облегчит студенту подготовку к занятию и сузит круг поиска дополнительного материала. Третья степень самоконтроля направлена на воспроизводство ответа и дополнительную расширенную подготовку по некоторым темам. Для 71 освоения этого навыка в данном пособии приводятся Вопросы для размышления на различных семинарах; тематика научно-исследовательских работ студентов, а также список рекомендуемых тем для написания рефератов. Поскольку дисциплина Концепции современного естествознания читается на потоках, это создаёт техническую возможность организовывать и студенческие научные конференции. Такого рода конференции проводятся по определённому алгоритму, установленному в УРАО. Тематику докладов студенты выбирают вместе с преподавателем. На следующем этапе проводится индивидуальная работа по созданию рабочего плана подготовки к написанию доклада, формулируется актуальность тематики, цель выступления. Обсуждается объем и состав наглядного материала и последовательность электронной версии (презентации) доклада. На заключительном этапе преподаватель несколько раз прослушивает в индивидуальном порядке выступление студента; даёт ему рекомендации по улучшению подачи материала; исправляет имеющиеся смысловые ошибки; даёт рекомендации по наилучшему оформлению доклада. Рубежный контроль предусматривает выполнение тестовых контрольных работ. Данная форма работы студентов является необходимым этапом подготовки к итоговой аттестации. Итоговая аттестация представляет собой зачёт по вопросам, приведенным в соответствующем разделе. Акцентирование внимания студентов на принципиальных базовых понятиях и темах курса «Концепции современного естествознания» осуществляется с помощью графического выделения базовых понятий в тексте лекций, ссылок на глоссарий, хрестоматийный материал, тестовые задания, направленные на освоение базового минимума и углублённого изучения дисциплины. ПРИЛОЖЕНИЕ № 1 72 Шкала электромагнитных волн Частоты Виды волн Радиоволны Сверхдлинные волны До 30 КГц Километровые волны (НЧ – низкие частоты) 30 – 300 КГц Гектометровые волны (СЧ – средние частоты) 300 КГц – 3 МГц Декаметровые волны (ВЧ – высокие частоты) 3 – 30 МГц Метровые волны (ОВЧ – сверхвысокие частоты) 30 – 300 МГц Дециметровые волны (УВЧ - ультравысокие частоты) 300 МГц – 3 ГГц Сантиметровые волны (СВЧ – сверхвысокие частоты) 3 – 30 ГГц Миллиметровые волны (миллиметровый диапазон) Оптический 30 – 300 ГГц диапазон Субмиллиметровые волны 300 – 3000 ГГц Инфракрасное излучение (ИК – диапазон) 3000 ГГц – 4,3х1014 Гц Видимый диапазон (4,3-7,5) х 1014 Гц Ультрафиолетовое излучение (УФ – диапазон) До 3 х 1016 Гц Рентгеновский диапазон 3х1016 – 3х1019 Гц -излучение 3х1019 – 3х1021 Гц Космические лучи От 3х1021 Гц Спектр видимого диапазона Цвета Длина волн (нм) Ближний УФ От 300 Фиолетовый 300 – 380 Синий - голубой 380 - 400 Зеленый - желтый 400 - 500 Оранжевый 500 - 600 Красный 600 - 650 Темнокрасный 650 - 760 Ближний ИК От 760 ПРИЛОЖЕНИЕ № 2 73 Классификация и свойства элементарных частиц № группы I II «легкие» лепто- Название частицы и античастицы обозначение Масса, Me γ 0 Фотон Нейтрино, антинейтрино электронное 0 Стабильные 0 0 - «» - 1 -1; +1 - «» - -, + 206,8 -1 ; +1 2,2 х 10-6 +, 0 273 264,1 +1 ; -1 0 2,6 х 10-8 0,9 х 10-16 К+; К К0; ̃К0 966,3 974,2 1073,9 +1; -1 0 0 1,2 х 10-8 0,9 х 10-10 ~ 10-19 рַ+ ˉn0 , ̃n0 1836,1 1838,1 +1; -1 0; 0 Стабильны 1 х 103 , ̃ 2183,2 0; 0 2,5 х 10-10 ν,, ˜ν ˉe, e+ Электрон, позитрон --мезон, +-мезон (мюоны) Пионы III «средн- -мезоны, -мезоны 0 –мезоны + ие» мезоны - Каоны К+-мезон, К- -мезон К0-мезон, К0-мезон - мезон Нуклоны IV«боль шие, си- Протон, антипротон нейтрон, антинейтрон льные» барионы Гипероны (адроны) -гиперон, анти--гиперон + -гиперон; анти- +-гиперон 0 -гиперон, анти- 0-гиперон --гиперон анти-- -гиперон Время жизни, c Стабилен 0 νe, ˜νe Нейтрино, антинейтрино мюонное ны Заряд, e 0 + ; ̃- 2327,6 +1; -1 0,8 х 10-10 0 ; ̃0 2333,7 0; 0 <1,0 х 10-14 ̃ 3273,0 -1; +1 1,3 х 10-10 - + ПРИЛОЖЕНИЕ № 3 Форма записи чисел в виде степеней 10 Степень 10 Название Префикс 101 Десять Дека 102 Сто Гекто 74 103 Тысяча Кило 106 Миллион Мега 109 Миллиард Гига 1012 Триллион Тера 10-1 Одна десятая Деци 10-2 Одна сотая Санти 10-3 Одна тысячная Милли 10-6 Одна миллионная Микро 10-9 Одна миллиардная Нано 10-12 Одна триллионная Пико 10-15 Квадриллионная Фемто ПРИЛОЖЕНИЕ № 4 Переводные коэффициенты различных единиц длины Единица Ангстрем Нанометр, Микрометр Миллиметр, Сантиметр, Метр, измерения нм Мм см м Ангстрем 1 10 104 107 108 1010 Нанометр 10-1 1 103 106 107 109 Микрометр 10-4 10-3 1 103 104 106 Миллиметр 10-7 10-6 10-3 1 10 103 Сантиметр 10-8 10-7 10-4 10-1 1 102 Метр 10-10 10-9 10-6 10-3 10-2 1 ПРИЛОЖЕНИЕ № 5 Тестовые контрольные задания Тест № 1 1. К основным принципам научного познания НЕ относится то, что: а) Наука изучает процессы и явления в их наиболее объективизированной форме 75 б) Наука воспроизводит обобщающие закономерности и законы, сущностные взаимосвязи в) Наука согласуется с очевидным, с тем, что удовлетворяет «здравому смыслу» и людским верованиям г) Наука характеризуется системной формой взаимосвязи своих концепций д) Наука стремится удовлетворять принципам возможной проверяемости и возможной опровержимости 2. Скафандры космонавтов, временно покидающих космическую станцию, НЕ предназначены: а) Для поддержания необходимого давления б) Для поддержания необходимой температуры в) Для защиты от земного притяжения. г) Для защиты от вредоносных излучений 3. Какая бесконечность только кажущаяся и может оказаться конечной: а) Экстенсивная бесконечность б) Интенсивная бесконечность в) «Практическая» бесконечность г)Бесконечность качественного многообразия 4. Назовите главное отличие звезд от планет: а)Форма б)Размеры в) Расстояние от Земли г) Масса д) Светят собственным, а не отраженным светом 5. Выделите космическое тело, наиболее похожее на Землю: а) Луна б)Комета в) Венера г) Юпитер 6. Какое космическое тело НЕ входит в Солнечную систему: 76 а) Фобос б) Сириус в) Прозерпина г) Ганимед 7. Понятие ПРИРОДА в самом широком смысле слова обозначает: а) Географическую среду обитания общества б) Нашу Вселенную в) Всю материальную действительность г) Девственные места на нашей планете 8. Какой биоритм НЕ свойственен человеку: а) Эмоциональный б) Экономический в) Интеллектуальный г) Физиологический 9. Назовите самое слабое из физических взаимодействий: а)Ядерное б)Электромагнитное в) Гравитационное г) Слабое д) Сильное 10. Выделите самую большую из приводимых величин: а) Среднестатистическое число волос на голове б) Число звезд, видимых невооруженным глазом на всем земном небе при очень хороших условиях наблюдения в) Число звезд в нашей Галактике г) Число нейронов в головном мозге д) Число известных галактик Тест № 2 1. Назовите недостающее фундаментальное физическое взаимодействие: 77 а) Гравитационное б) Электромагнитное в) Сильное г) ________________ 2. Расстояние от Земли до Солнца: а) 150 км б) 150 тыс. км в) 150 млн. км г) 150 млрд. км 3. Выделите самую большую из приводимых величин: а) Среднестатистическое число волос на голове б) Число звезд, видимых невооруженным глазом на всем земном небе при очень хороших условиях наблюдения в) Число звезд в нашей Галактике г) Число нейронов в головном мозге д) Число известных галактик е) Число ныне живущих на Земле людей 4. Какая планета относится к планетам земной группы: а) Юпитер б) Меркурий в) Сатурн г) Нептун 5. Главная и специфическая черта системного похода: а) Он используется исключительно в естественных науках б) Он анализирует исследуемый объект как целостность, а также взаимосвязи всех элементов и подсистем в) Он опирается на историю исследуемого объекта г) Он исследует внутреннее строение объекта 6. Расставьте в правильной эволюционной геологические подразделения и эры: 78 последовательности а) Мезозой б) Протерозой в) Палеозой г) Кайнозой д) Архей 7. Какое понятие оказывается инородным для приводимой классификации систем: а) Открытые б) Сложные в) Изолированные г) Закрытые 8. Какой периодический цикл не влияет на самочувствие человека: а) Максимальная интенсивность солнечных пятен. б) Земные сутки в) Лунные фазы г) Галактический год 9. Какое учение солидарно с пословицей «Идущего судьба ведет, а упирающегося тащит»: а) Неотомизм б) Экзистенциализм в) Фатализм г) Дуализм 10. Географические «антиподы» москвичей проживают: а) В Австралии б) В Южной Африке в) В Латинской Америке г) Нигде Тест № 3 79 1. Ученый вынужден исследовать микрообъекты не сами по себе, а в обязательном сочетании с физическим прибором. Какой принцип микромира характеризует данную ситуацию: а) Принцип неопределенности б) Корпускулярно-волновой дуализм в) Принцип дополнительности г) Взаимосвязь вещества и энергии 2. Какое космическое тело НЕ входит в Солнечную систему: а) Фобос б) Сириус в) Прозерпина г) Ганимед 3. Какое время субъективно: а) Социокультурное б) Биологическое в) Физическое г) Психическое 4. Восходящие или заходящие Солнце и Луна воспринимаются гораздо большими по размерам, чем тогда, когда они высоко над горизонтом. Причина этого: а) Испарения земной и водной поверхности нашей планеты б) Оптическое искривление лучей в земной атмосфере в) Психическая иллюзия г) Гравитационное искривление лучей, вызванное земным притяжением 5. «Римский клуб» – это: а) Сообщество фанатов, болеющих за сборную Италии по футболу б) Жители Рима, являющиеся постоянными членами городского клуба предпринимателей в) Международная общественная организация известных разрабатывающих сценарии будущего развития человечества 80 ученых, г) Знаменитая мафиозная группировка 6. Какое направление объясняет сущность человека, исходя главным образом их природных факторов: а) Экзистенциализм б) Религиозно-философская антропология в) Социально-философская антропология г) Эколого-философская антропология 7. Назовите самое слабое из физических взаимодействий: а)Ядерное б)Электромагнитное в) Гравитационное г) Слабое д) Сильное 8. Выделите характеристику, которая относится НЕ только к человеку, но и к животным: а) Разум б) Нравственность в) Целесообразность поведения г) Свобода воли 9. Выделите самую большую из приводимых величин: а) Среднестатистическое число волос на голове б) Число звезд, видимых невооруженным глазом на всем земном небе при очень хороших условиях наблюдения в) Число звезд в нашей Галактике г) Число нейронов в головном мозге д) Число известных галактик е) Число ныне живущих на Земле людей 10. Земной астроном и его коллега, находящийся на Луне, смотрят друг на друга в совершенно одинаковые телескопы-рефракторы. Кто из них вынужден смотреть не вверх, а вниз: 81 а) Тот, кто на Луне б) Оба в) Тот, что на Земле г) Никто Тест № 4 1. Какая планета относится к планетам-гигантам: а) Земля б) Юпитер в) Меркурий г) Плутон 2. Расстояние от Земли до Солнца: а) 150 км б) 150 тыс. км в) 150 млн. км г) 150 млрд. км 3. Какая особенность характеризует только живой организм: а) Он движется б) Он воспроизводит себе подобное в) Он поглощает кислород и выделяет углекислый газ г) Он перерабатывает информацию, самопрограммируется, исходя из внутренней целесообразности 4. Расширение нашей Вселенной подтверждено тем, что: а) Линии в спектрах далеких галактик смещены к красному концу б) Линии в спектрах далеких галактик смещены к фиолетовому концу в) Вне нашей Галактики обнаружено множество других галактик г) Скорость света постоянна и не зависит от скорости источника света 5. Физической системой является: а) Коллекция марок б) Созвездие 82 в) Атом г) Выпадение номеров при проведении лотереи 6. Продолжите последовательность понятий, которая характеризует возрастающую вероятность того, что событие (или процесс) может произойти: а) Случайность б) Тенденция в) Закономерность г) ________________ 7. Укажите верное утверждение: а) Любые пространство и время – чисто субъективные формы чувственного упорядочивания мира б) Объективные пространство и время не зависят друг от друга в) Объективные пространство и время не зависят от материальных характеристик и процессов, но связаны между собой г) Они связаны между собой, а также с определенными материальными характеристиками и процессами 8. Какая из характеристик в явной форме свойственна как человеку, так и животным: а) Социально-групповой образ жизни б) Целенаправленное изготовление и регулярное применение орудий труда в) Нравственные аспекты жизни г) Религиозное чувство 9. «Римский клуб» – это: а) Сообщество фанатов, болеющих за сборную Италии по футболу б) Жители Рима, являющиеся постоянными членами городского клуба предпринимателей в) Международная общественная организация известных разрабатывающих сценарии будущего развития человечества г) Знаменитая мафиозная группировка 83 ученых, 10. Географические «антиподы» жителей России проживают: а) В Австралии б) В Южной Африке в) На Огненной Земле г) Нигде Тест № 5 1. Что НЕ свойственно языку животных: а) Ситуативная конкретность и вариативная ограниченность б) Неразрывная слитность обозначающего и обозначаемого в) Преимущественно врожденный характер и устойчивая неизменность г) Символические формы 2. Солнечное затмение возможно только тогда, когда: а) Полнолуние б) Новолуние в) Луна видна в виде месяца г) Это не зависит от фаз Луны 3. Положительный магнитный полюс Земли в настоящее время находится: а) Недалеко от экватора б) Недалеко от южного географического полюса Земли в) Недалеко от северного географического полюса Земли г) Это зависит от магнитных «бурь» 4. Плеяды – это: а) Созвездие б) Рассеянное звездное скопление в) Поток метеоритов г) Семейство близко расположенных комет 5. Осьминог имеет: а) Одно сердце б) Два сердца 84 в) Три сердца г) Ни одного сердца 6. К основным принципам научного познания НЕ относится то, что: а) Наука изучает процессы и явления в их наиболее объективизированной форме б) Наука воспроизводит обобщающие закономерности и законы, сущностные взаимосвязи в) Наука согласуется с очевидным, с тем, что удовлетворяет «здравому смыслу» и людским верованиям г) Наука характеризуется системной формой взаимосвязи своих концепций д) Наука стремится удовлетворять принципам возможной проверяемости и возможной опровержимости 7. Расширение нашей Вселенной подтверждено тем, что: а) Линии в спектрах далеких галактик смещены к красному концу б) Линии в спектрах далеких галактик смещены к фиолетовому концу в) Вне нашей Галактики обнаружено множество других галактик г) Скорость света постоянна и не зависит от скорости источника света 8. Какая закономерность в наиболее явной форме обнаруживается лишь в космическом масштабе (на мегауровне): а) «Принцип неопределенности» б) Воспроизведение филогенеза онтогенезом в) Искривление пространства гравитационной массой г) Закон сохранения и превращения энергии 9. Восходящие или заходящие Солнце и Луна воспринимаются гораздо большими по размерам, чем тогда, когда они высоко над горизонтом. Причина этого: а) Испарения земной и водной поверхности нашей планеты б) Оптическое искривление лучей в земной атмосфере в) Психическая иллюзия г) Гравитационное искривление лучей, вызванное земным притяжением 85 10. «Римский клуб» – это: а) Сообщество фанатов, болеющих за сборную Италии по футболу б) Жители Рима, являющиеся постоянными членами городского клуба предпринимателей в) Международная общественная организация известных ученых, разрабатывающих сценарии будущего развития человечества г) Знаменитая мафиозная группировка Тест № 6 1. Стационарные обитаемые станции сейчас летают над Землей на высоте примерно: а) 100 км б) 1000 км в) 400 км г) 10 000 км 2. Выделите самую большую из приводимых величин: а) Среднестатистическое число волос на голове б) Число звезд, видимых невооруженным глазом на всем земном небе при очень хороших условиях наблюдения в) Число звезд в нашей Галактике г) Число нейронов в головном мозге д) Число известных галактик е) Число ныне живущих на Земле людей 3. Сколько кубических сантиметров находится в одном кубическом метре: а) Тысяча б) 10 тысяч в) 100 тысяч г) Миллион 4. Человек, который с младенчества жил в условиях, напоминающих жизнь киплинговского Маугли, - это: 86 а) Личность б) Социокультурный человек, хотя и не личность в) Дикий человек, ведущий образ жизни социальных животных (социальное животное) г) Социальный человек, ведущий животный образ жизни 5. Для земного наблюдателя Солнце и все планеты в течение года перемещаются на фоне зодиакальных созвездий. А на фоне каких созвездий они бы перемещались для наблюдателя с Венеры, Юпитера или какой-то другой планеты? а) На фоне тех же самых зодиакальных созвездий б) На фоне каких-то других созвездий в) Это зависит от расстояния между Солнцем и планетой, на которой находится наблюдатель г) Это зависит от наклона экватора планеты относительно Солнца 6. Расположите компоненты гидросферы в такой последовательности, чтобы количество воды в них возрастало: а) Ледники б) Речные воды в) Подземные воды г) Атмосферные пары 7. «Римский клуб» – это: а) Сообщество фанатов, болеющих за сборную Италии по футболу б) Жители Рима, являющиеся постоянными членами городского клуба предпринимателей в) Международная общественная организация известных разрабатывающих сценарии будущего развития человечества г) Знаменитая мафиозная группировка 8. Расположите по возрастанию высоты над Землей: а) Радуга б) Сезонный перелет диких гусей 87 ученых, в) Городской смог г) Полярные сияния 9. К чему НЕ стремится ученый, проводящий научное исследование: а) Быть как можно более объективным б) Опираться на достоверные эмпирические данные или самому получать их в) Выразить свои глубоки эмоциональные переживания г) Связать свое исследование с тем или иным системно организованным массивом научных знаний 10. Лучше всего уберечься от молнии: а) В легковом автомобиле б) В реке в) На открытом месте г) Под раскидистым деревом 88 Список рекомендуемой учебной литературы Список основной учебной литературы: 1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: учебное пособие для студ. Учреждений высш. проф. образования / Т.Я. Дубнищева. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 352 с. (Гриф). 2. Концепции современного естествознания. Учебник. Горелов А.А. М., Гуманитарный издательский центр «ВЛАДОС», 1998,2000,2006.(Гриф). 3. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.,ЮНИТИ.,1999.(Гриф). Список дополнительной учебной литературы: 1. Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для вузов. – М., 1998. 2. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Учебное пособие. Новосибирск. 1998. (Гриф). 3. Радугин А.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. 2000. 89