Программа Концепции совр естествознания

Министерство экономического
развития и торговли Российской Федерации
Государственный университет –
Высшая школа экономики
Факультет государственного и муниципального управления
Программа дисциплины
«Концепции современного естествознания.
Экология»
для специальности 080504.65 «Государственное и муниципальное
управление» подготовки специалиста
Автор программы М.А. Розов (odinokova@inbox.ru)
Рекомендовано секцией УМС
Государственное и муниципальное управление
Председатель
________________М.А. Розов
“___” __________ 200 г.
Одобрена на заседании
кафедры государственной
и муниципальной службы
Зав. кафедрой
проф. А.Г. Барабашев
____________________
“___” __________ 2007 г.
Утверждено УС факультета государственного и муниципального
управления
Ученый секретарь
_____________Л.М. Симонова
“___” __________ 200 г.
Москва - 2007 г.
1
Тематический план учебной дисциплины
№
Наименование разделов
и тем
Всего
часов
Аудиторные часы
Лекции
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Введение. Общая картина
современного естествознания.
Естествознание и общественные науки.
Сем.
Занятия
Самостоятельная
работа
4
2
2
4
2
2
12
2
10
2
12
2
2
8
12
2
2
8
14
4
2
8
10
2
10
2
8
2
Глобальная экология и ее
проблемы.
12
2
2
8
Всего
108
24
12
72
Специальная теория относительности.
Идеи симметрии в современной физике
Общая теория относительности и гуманитарные
проблемы.
Общая теория относительности и космологические проблемы.
Идеи квантовой механики
и гуманитарные науки.
Элементарные частицы и
теория суперструн.
Современные концепции
биологии.
Основные концепции в
науках о Земле.
2
8
8
8
2
6
6
Формы контроля:
Текущий контроль осуществляется в ходе семинарских занятий на основе оценки активности работы студентов.
Промежуточный контроль осуществляется на основе эссе.
2
Итоговый контроль: зачет.
Итоговая оценка формируется исходя из результатов активности работы студентов на семинарских занятиях и результатов зачета как округленная
средневзвешенная оценка с учетом следующих оценок относительной важности:
Активность = 0,1, эссе = 0,3, Зачет = 0,6.
Содержание программы
I. Введение. Общая картина современного естествознания.
1. Дисциплинарная организация науки.
Науки естественные, общественные, технические. Многообразие научных дисциплин. Дисциплинарная организация физики, химии, биологии. Науки
о Земле и их дисциплинарная организация. Многообразие концепций и теорий, их историческое развитие. Наука как одно из самых значимых и грандиозных творений человека.
2. Роль науки в жизни общества.
а. Практическое значение науки. Р. Фейнман о роли электродинамики
Максвелла. Наука и окружающий нас предметный мир: почти все, что нас
окружает, прямо или косвенно связано с наукой. Привычные бытовые предметы связаны в прошлом с решением сложных проблем. Пружинные весы Р. Гука. Весы Роберваля. Представьте себе, что исчезла современная метрология.
б. Мировоззренческое значение науки. Научные концепции определяют
наше мировосприятие независимо от уровня нашего образования или сферы
интересов. Мы живем в мире кеплеровских представлений о солнечной системе, живем в мире атомно-молекулярных представлений, мы обсуждаем
экологические проблемы. Многие научные термины постоянно используются
на уровне обыденной речи.
в. Наука – это огромный арсенал технологий мышления, который постоянно обогащается. Сейчас нам трудно понять, почему Галилей не мог
пользоваться простой формулой V=S/T для равномерного прямолинейного
движения. Привычность таких явлений как позиционные системы счисления
мешает осознанию их значимости. Мышление человека исторически развивается за счет появления новых подходов, новых технологий. Мышление – это
продукт истории.
г. Наука и эстетика мышления. Красота науки. Принцип усиления Жолковского. Азы теории множеств Г.Кантора как иллюстрация концепции Жолковского.
3. Современный антисциентизм и его причины. Рассказ Чехова «Пассажир 1-го класса». Можно ли обвинять науку в том, что именно она породила
средства массового уничтожения и современные экологические проблемы?
II. Естествознание и общественные науки.
Цель данного курса не столько в том, чтобы изложить те или иные концепции современного естествознания, сколько в том, что бы показать, что они
вам нужны. Наука едина. Фундаментальные проблемы естествознания на
3
принципиальном категориальном уровне совпадают с проблемами общественных и гуманитарных наук.
В познании огромную роль играет перенос опыта из одной области знания в другую на уровне методологических метафор. Такой перенос – это существенная особенность методологического мышления.
Примеры. а. Экология как биологическая дисциплина и экология как метафора. Экология преступности, экология науки… Экология общества. б. Роль
философии как образца подхода к Природе и формирование науки нового
времени. И.Ньютон, Р. Бойль, О.Конт, В.Докучаев. в. Почвоведение Докучаева
и его влияние на науки о Земле. г. Атомистика и возникновение электронной
теории. д. Теория поля Курта Левина и электродинамика Максвелла. е. Морфология сказки В.Я. Проппа и морфология растений. ж. Теория атоллов Дарвина и теория эрозионных циклов Дэвиса. з. Дарвиновская теория происхождения видов и идеи развития языка Шлейхера. Влияние идей Дарвина на другие гуманитарные науки. и. Принцип усиления Жолковского как пример научной метафоры. к. Семиосфера Лотмана и биосфера Вернадского.
III. Специальная теория относительности.
Понятия пространства и времени в механике Ньютона. Концепция
дальнодействия. Принцип относительности Галилея. Инерциальные системы
отсчета. Принцип относительности Галилея и электродинамика Максвелла.
Понятие поля. Ограниченность скорости распространения взаимодействия.
Принцип относительности Эйнштейна и преобразования Лоренца. Эксперимент Майкельсона. Четырехмерное пространство-время. «Парадоксы» специальной теории относительности. Ускоренное движение и изменение геометрии пространства-времени. Парадокс близнецов. Классическая и релятивистская механика, принцип соответствия.
IV. Идеи симметрии в современной физике
Понятие симметрии. Операции симметрии. Симметрия кристаллов.
Симметрия физических законов. Симметрия и законы сохранения. Специальная теория относительности и симметрия физических законов относительно
преобразований Лоренца.
А сталкиваемся ли мы с явлением симметрии в общественных науках?
В физике существует симметрия относительно замены частиц одного типа.
Есть ли нечто подобное в сфере социальных явлений?
V. Общая теория относительности и гуманитарные проблемы.
Попытаемся решить одну из проблем гуманитарной науки по аналогии с
физикой. Проблема атрибутивности или субстанциальности семиотических
объектов, сформулированная Фердинандом де Соссюром. Значение этой
проблемы для гуманитарных и общественных наук. Парадоксы, связанные с
этой проблемой: «улыбка Чеширского кота», странности треугольника Фреге,
неудача Проппа при анализе волшебных сказок. Проблема способа бытия социальных объектов.
Проблема субстанциальости Соссюра и проблемы гравитации, их сходство на категориальном уровне. Эйнштейн писал: «Поле тяготения обладает
одним в высшей степени замечательным свойством, имеющим фундаментальное значение для дальнейшего. Тела, которые движутся исключительно
4
под действием поля тяжести, испытывают ускорение, не зависящее ни от
материала, ни от физического состояния тела».1
Суть общей теории относительности Эйнштейна. Силы инерции и
принцип эквивалентности. Его локальный характер. Кривизна постранствавремени и понятие геодезической. Силы гравитации как мнимые силы. Массы
и энергия искривляет пространство-время, геометрия пространства-времени
определяет характер свободного движения тел.
А не идет ли социология аналогичным путем, вводя представления о
социальном пространстве и социальных местах? Конкретизация представлений о социальном пространстве. Программы поведения и социальные места
(роли). Социальные эстафеты как базовый механизм существования социальных программ. Волноподобный характер существования социальных явлений. Проблема субстанциальности в свете этих представлений. Мнимые
силы или связи в гуманитарных науках.
Методологические уроки общей теории относительности.
VI. Общая теория относительности и космологические проблемы.
Общая картина космоса. Звезды, галактики, скопления галактик. Космические расстояния.
Работы Шварцшильда и Фридмана. Черные дыры. Идея замкнутой
Вселенной. Бесконечность и безграничность.
Проблема стационарности Вселенной в работах Эйнштейна. Расширяющаяся Вселенная (Хаббл). Идея Большого взрыва.
Идеи геометризации физики.
VII. Идеи квантовой механики и гуманитарные науки.
Микромир и макромир. Можно ли понять квантовую механику? Двухщелевой эксперимент и странности в поведении электрона. Волна или частица?
Соотношение неопределенности Гейзенберга и принцип дополнительности
Бора. Имеет ли элементарная частица траекторию и динамические характеристики? Роль макроприбора.
Обобщение принципа дополнительности на гуманитарные науки. Бор о
дополнительности практического употребления и точного описания слова или
понятия.
Дополнительность и явление идеализации. А.Лебег о применимости
арифметики.
Текст и читатель. М.М. Бахтин писал «Экспериментатор составляет
часть экспериментальной системы (в микрофизике). Можно сказать, что и понимающий составляет часть понимаемого высказывания, текста…»
Презентизм и антикваризм в историческом исследовании. Дополнительность этих подходов.
Методологические следствия квантовой механики. Лапласовский детерминизм и его несостоятельность, проблема покоя и движения, вероятносный характер законов и новое понимание случайности (гипотеза скрытых параметров).
VIII. Элементарные частицы и теория суперструн.
1. Исходные проблемы.
1
Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Т.1. М., 1965. С. 562
5
а. Мир элементарных частиц и четыре типа взаимодействия. Чем обусловлена именно такая организация вселенной?
б. Несогласованность двух фундаментальных теорий: общей теории
относительности и квантовой механики.
в. Идея великого объединения.
2. Азы теории струн.
Точечная теория элементарных частиц и идея струн. Происхождение
этой идеи и ее математический характер. Размеры струн. Моды резонансных
колебаний и элементарные частицы. Теоретическая необходимость гравитона.
Многомерность пространства-времени. История этой идеи. Теория Калуцы-Клейна. Замкнутые измерения. 11-мерное пространство-время в теории
суперструн.
3. Согласование общей теории относительности и квантовой механики.
Проблема существования в естественных науках.
4. Проблема обоснования теории суперструн.
IX. Современные концепции биологии.
1. Общая характеристика биологии
Предмет биологии и характеристика основных биологических дисциплин: систематика, анатомия, физиология. генетика, теория эволюции, эмбриология, этология и т.д. Связь биологии с другими естественнонаучными
дисциплинами: физика, химия, геология. Биология и социальные науки.
2. Основные идеи генетики
Опыты Г. Менделя и их интерпретация. Хромосомная теория наследственности. Митоз и мейоз. Гены и аллели. Законы Менделя. Генетика популяций. Закон Харди-Вейнберга. Биохимическая концепция гена. ДНК и РНК.
Генетический код.
3. Теория эволюции
История развития эволюционных концепций. Теория естественного отбора Ч. Дарвина. Дарвин и Мальтус. Концепция Дарвина как новый тип теоретического конструирования, ее общенаучное значение. Теория Ч. Дарвина и
генетика. Генетические основы эволюции. Современная синтетическая теория
эволюции.
4. Экология и ее основные идеи. Социальная экология.
X. Основные концепции в науках о Земле.
1. Докучаевская синтетическая программа в географии и в биологии.
Понятие ландшафта. Понятие биогеоценоза. Концепция биосферы Вернадского. Влияние этой программы на гуманитарные науки: идея семиосферы
Лотмана.
2. Общая характеристика геологии и геологических дисциплин. Вегенер
и идея движения материков. Идеи современной тектоники плит.
XI. Глобальная экология и ее проблемы.
История и причины возникновения глобальных экологических проблем.
Римский клуб и его прогнозы. Экологические проблемы и деятельность человека. Проблема загрязнения. Истощение озонового слоя. Изменение климата.
Уменьшение биоразнообразия. Проблема опустынивания. Возобновляемые и
6
невозобновляемые ресурсы. Альтернативные источники энергии. Концепция
устойчивого развития.
Базовый учебник.
Брайан Грин. Элегантная Вселенная. М. УРСС.2004г.
Требования к эссе:
Тему эссе, которое является формой промежуточного контроля, студенты определяют в соответствии с примерным списком предложенных тем, либо
формулируют самостоятельно в рамках программы курса по согласованию с
преподавателем.
Эссе является аналитическим исследованием и должно продемонстрировать умение студента проводить самостоятельное изучение имеющейся
информации и строить на его основе систему оценок и выводов.
Примерный объем работы – 10 тыс. слов (0,3 авторского листа), что соответствует 4 страницам печатного текста с интервалом 1,5 кегль 12. Шрифт –
Times New Roman.
Эссе должно быть представлено преподавателю за неделю до дня проведения зачета.
Эссе должно быть представлено в электронном и печатном виде, при
этом на печатной версии студент собственноручной подписью удостоверяет,
что эссе выполнено самостоятельно и автор несет полную ответственность за
его содержание. В случае, если в ходе проверки обнаруживается плагиат
(любого вида и объема) работа автоматически оценивается в 0 баллов.
Вопросы для оценки качества освоения дисциплины:
1. Методологическое мышление и его особенности. Метафорический
характер методологического мышления. Приведите примеры методологических метафор.
2. Роль естественных наук в развитии общества.
3. Удалось ли В.Я. Проппу построить морфологию сказки по аналогии с
биологической морфологией? Сам он полагал, что не удалось. Почему?
4. Какие принципиальные методологические уроки можно извлечь из
опыта построения общей теории относительности? Представляет ли это интерес для социальных дисциплин?
5. Понятие социального пространства. Проведите аналогию с понятием
пространства в физике.
6. Приведите и проанализируйте примеры, когда одна теория строится
по образцу другой.
7
7. Анализ статьи Ю.М. Лотмана «Семиосфера». Выделите методологические идеи этой статьи, покажите роль естественнонаучных аналогий.
8. Двухщелевой эксперимент в квантовой механике. Соотношение неопределенностей Гейзенберга и принцип дополнительности Бора.
9. Роль представлений о симметрии в современном естествознании.
Сталкиваемся ли мы с явлением симметрии в сфере социальных и гуманитарных наук?
10. Проблема способа бытия в естественных и гуманитарных науках.
11. Сравните представления о строении, о структуре в естественных и в
гуманитарных науках. Можно ли полагать, что «треугольник Фреге» есть изображение структуры имени?
12. Чем объяснить тот факт, что физика является общепризнанным лидером в сфере естественнонаучных дисциплин? Есть ли нечто аналогичное в
сфере социальных наук?
13. Волновые представления в физике и их влияние на гуманитарные
науки. Идеи Г. Тарда и их развитие. Понятие социального куматоида. Какие
проблемы гуманитарных наук помогает решить эта аналогия с волной?
14. Попытки Н. Бора обобщить квантовомеханический принцип дополнительности на гуманитарные области знания.
15. Кризис элементаризма в естествознании и в гуманитарных науках.
Где мы сталкиваемся с ограниченностью элементаристских представлений? К
чему это ведет?
16. Специальная теория относительности и идеи симметрии в физике.
17. Понятие куматоида. Куматоиды в мире естествознания и социальные куматоиды. В контексте каких проблем возникает это понятие?
18. Основные идеи теории суперструн.
19. А. Эйнштейн, излагая общую теорию относительности, писал: «Поле тяготения обладает одним в высшей степени замечательным свойством,
имеющим фундаментальное значение для дальнейшего. Тела, которые движутся исключительно под действием поля тяжести, испытывают ускорение, не
зависящее ни от материала, ни от физического состояния тела.» Имеем
ли мы нечто аналогичное в мире гуманитарных явлений, например, в семиотике?
20. Принцип дополнительности в гуманитарных науках. При обсуждении
каких проблем мы сталкиваемся с дополнительностью?
21. Современные представления о строении и размерах Вселенной
22. Почвоведение Докучаева и его влияние на науки о Земле.
23. Ф. де Соссюр и А. Эйнштейн. Покажите, что проблемы, с которыми
они столкнулись, аналогичны с методологической точки зрения.
24. Основные идеи современной генетики. А можно ли говорить о социальной наследственности и ее механизмах?
25. Виды элементарных частиц.
28. Действует ли принцип близкодействия в гуманитарных науках?
29. Основные идеи тектоники плит.
30. Что такое глобальные экологические проблемы? Почему мы называем их глобальными? В чем причины возникновения этих проблем?
31. Каким образом по аналогии с биологической экологией возникают
социально-экологические научные дисциплины?
8
32. Экосистемы и их динамика. Экологические сукцессии, причины, механизмы. Что значит управлять сукцессионным процессом в интересах человека?
33. Что означает фраза «биологическое разнообразие – это страховая
политика природы»?
34. Какую задачу ставили перед собой организаторы «Римского клуба»?
В чем заключается идея концепции «устойчивого развития»?
35. В чем состоят причины антропогенного опустынивания?
36. Основные идеи современной теории эволюции.
37. М.М. Бахтин писал «Экспериментатор составляет часть экспериментальной системы (в микрофизике). Можно сказать, что и понимающий составляет часть понимаемого высказывания, текста…» Прокомментируйте это
высказывание.
38. Методологические уроки квантовой механики.
39. Эстетика науки. Принцип усиления Жолковского.
Автор программы:
профессор М.А. Розов
9