Концепции современного...

38
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЛЬЯНОВСКОЕ ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ УЧИЛИЩЕ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ) КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Методические указания по изучению дисциплины Ульяновск 2009

Upload: others

Post on 24-May-2020

32 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УЛЬЯНОВСКОЕ ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ УЧИЛИЩЕ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ)

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Методические указания по изучению дисциплины

Ульяновск 2009

Page 2: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Б я7

К 65

Концепции современного естествознания : метод. указания по изучению

дисциплины / сост. Т. Н. Кодратова. – Ульяновск : УВАУ ГА(И), 2009. – 36 с.

Содержат словарь терминов, содержание дисциплины и методические ука-

зания по ее изучению, вопросы для самоконтроля и список рекомендуемой ли-

тературы.

Предназначены для курсантов и студентов заочной формы обучения специа-

лизаций 080507.65.01, 080507.65.40 – Менеджмент на воздушном транспорте и

220501.65.01 – Управление качеством в технике и технологии авиатранспорт-

ных систем.

Печатаются по решению Редсовета училища.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общие сведения ........................................................................................................... 3

Распределение учебного времени

по дидактическим единицам и видам занятий ......................................................... 6

Словарь терминов ...................................................................................................... 11

Содержание дисциплины

и методические указания по ее изучению .............................................................. 20

Рекомендуемая литература ....................................................................................... 36

© Ульяновск, УВАУ ГА(И), 2009

Page 3: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Необходимость ознакомления курсантов (студентов), обучающихся по на-

правлениям «Управление качеством» и «Экономика и управление» с концепту-

альным фундаментом современного естествознания является насущным требо-

ванием времени. Это связано с переходом на качественно новый уровень под-

готовки специалистов в области управления производством и социальными

структурами.

Настоящее пособие содержит организационный и методический материалы,

которые должны помочь курсантам (студентам) в их работе по изучению курса

«Концепции современного естествознания» (КСЕ).

Учебная дисциплина «Концепции современного естествознания» изучается

в нашем вузе в течение одного семестра, что предъявляет особенно высокие

требования к эффективности использования учебного времени. Преподавание

данной дисциплины осуществляется в традиционной форме: лекции, семинары,

практические занятия, лабораторный практикум, а также предусматривает ин-

дивидуальную работу курсантов (студентов) под руководством преподавателя.

В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:

иметь представление:

− об основных этапах развития естествознания, особенностях современного

естествознания, ньютоновской и эволюционной парадигмах;

− о концепции пространства и времени;

− о принципах симметрии и законах сохранения;

− о корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;

− о динамических и статистических закономерностях в естествознании;

− о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строе-

ния физических объектов, переходах из упорядоченных в неупорядоченные со-

стояния и наоборот;

− о самоорганизации в живой и неживой природе;

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 3

Page 4: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

− об иерархии структурных элементов материи от микромира до макро- и

мегамира;

− о взаимосвязи между физическими, химическими и биологическими про-

цессами;

− о специфике живого, принципах эволюции, воспроизводства и развития

живых систем, их целостности и гомеостазе;

− об иерархичности, уровнях организации и функциональной асимметрии

живых систем;

− о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости

биосферы и принципах систематики;

− о физиологических основах психики, социального поведения, экологии и

здоровья человека;

− о взаимодействии организма и среды, сообществах организмов, экосисте-

мах, принципах охраны природы и рационального природопользования;

− о месте человека в эволюции Земли, о ноосфере и парадигме единой

культуры;

знать:

− основные теории, законы, концепции, принципы, теоремы, понятия;

− основные методы научного познания, методы исследования;

− логические связи между естественными науками;

− примеры применения естественно-научных методов к решению задач

управления качеством;

уметь:

− применять на практике основные законы, принципы, концепции;

− применять основные методы исследования, методы экономического ана-

лиза;

− корректно формировать задачи (проблемы) своей деятельности, устанав-

ливать их взаимосвязи;

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 4

Page 5: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

− самостоятельно использовать знания о естественно-научной картине мира

при овладении профессией;

− использовать научное мировоззрение в организации и управлении произ-

водством;

− использовать современное инновационно-технологическое мышление;

иметь навыки:

− использования классической и неклассической стратегий мышления;

− рассмотрения проблемы экологии и общества в их связи с основными

концепциями естествознания;

− использования естественно-научных знаний, позволяющих непосредст-

венно влиять на инновационный процесс;

− быстрой и правильной оценки тех или иных предложений по совершенст-

вованию современных технологий.

Автор благодарит за помощь в техническом оформлении пособия Ф. Ф. Ве-

лиева, М. А. Горшкову (курсантов группы С-08-2) и И. Нестерова (курсанта

группы УК-08-2).

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 5

Page 6: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ПО ДИДАКТИЧЕСКИМ ЕДИНИЦАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ

Распределение учебного времени для специальности 080507.65 – Менеджмент организации, форма обучения – очная

№ ДЕ

Наименование дидак-тической единицы Темы дидактической единицы

Аудиторные занятия

лекции практ. лаб. раб. самост. раб.

1 Эволюция научного метода и естественно-научной картины мира

1. Научный метод 2 2. Естествознание и его роль в культуре 2 3. Этика научных исследований. Псевдонаука 2 4. Формирование научных программ 2 5. Естественно-научные картины мира 2 6. Развитие представлений о материи 2 2 7. Развитие представлений о движении 2 8. Развитие представлений о взаимодействии 2 4

2 Пространство, время,

симметрия

9. Принципы симметрии, законы сохранения 2 4 10. Эволюция представлений о пространстве и времени 2 11. Специальная теория относительности 2 4 12. Общая теория относительности 10

3 Структурные уровни и системная организация

материи

13. Микро-, макро-, мегамиры 2 14. Взаимосвязь структурных уровней организации ма-терии 2 2

15. Организация материи на физическом уровне 2 2 16. Процессы на физическом уровне организации ма-терии 2 2

17. Организация материи на химическом уровне 10 18. Процессы на химическом уровне организации ма-терии 10

19. Особенности биологического уровня организации материи 2

20. Молекулярные основы жизни 10

6

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 6

Page 7: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Окончание табл. № ДЕ

Наименование дидак-тической единицы Темы дидактической единицы

Аудиторные занятия лекции практ. лаб. раб. самост. раб.

4 Порядок и беспорядок в природе

21. Механический детерминизм. Хаотическое поведение динамических систем 2

22. Динамические и статистические теории 2 2 23. Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение не-определенностей 2 2

24. Принцип дополнительности 2 25. Принцип возрастания энтропии 2 2 26. Закономерности самоорганизации 2 2

5

Эволюционное естест-вознание

27. Космология 2 28. Происхождение жизни 2 29. Биологический эволюционизм 2 30. Генетика и эволюция 10

6 Биосфера и человек

31. Экосистемы 2 32. Биосфера 2 33. Человек в биосфере 10 34. Глобальный экологический кризис 10

ИТОГО: 30 24 18 80 ВСЕГО ЧАСОВ: 152

7

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 7

Page 8: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Распределение учебного времени для специальности 220501.65 – Управление качеством, форма обучения – очная

№ ДЕ

Наименование дидакти-ческой единицы Темы дидактической единицы

Аудиторные занятия лекции практ. лаб. раб. самост. раб.

1 Эволюция научного ме-тода и естественно-

научной картины мира

1. Научный метод познания 2 2 2. Естественно-научная и гуманитарная культуры 2 2 2 3. Развитие научных исследовательских программ и кар-тин мира (история естествознания, тенденции развития) 2 2 4

4. Развитие представлений о материи 2 2 4 5. Развитие представлений о движении 2 2 2 2 6. Развитие представлений о взаимодействии 2 2 2 2

2

Пространство, время, симметрия

7. Принципы симметрии, законы сохранения 2 2 2 2 8. Эволюция представлений о пространстве и времени 2 2 2 2 9. Специальная теория относительности 2 2 2 2 10. Общая теория относительности 4

3 Структурные уровни и системная организация

материи

11. Микро-, макро-, мегамиры 2 2 4 12. Системные уровни организации материи 2 6 13. Структуры микромира 2 2 4 14. Процессы в микромире 2 2 4 15. Химические системы 6 16. Реакционная способность веществ 6 17. Особенности биологического уровня организации материи 2 2

18. Принципы воспроизводства живых систем 6

4 Порядок и беспорядок в природе

19. Динамические и статистические закономерности в природе 2 2 2 2

20. Концепции квантовой механики 2 2 2 2 21. Принцип возрастания энтропии 2 2 2 2 22. Закономерности самоорганизации. Принципы уни-версальности эволюционизма 2 2 4

8

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 8

Page 9: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Окончание табл. № ДЕ

Наименование дидакти-ческой единицы Темы дидактической единицы

Аудиторные занятия лекции практ. лаб. раб. самост. раб.

5 Эволюционное естество-знание

23. Космология 2 2 4 24. Геологическая эволюция 4 25. Происхождение жизни (эволюция и развитие жи-вых систем) 2 2 2

26. Эволюция живых систем 2 2 3 27. История жизни на Земле и методы исследования эволюции (эволюция и развитие живых систем) 2 3

28. Генетика и эволюция 2 3

6 Биосфера и человек

29. Экосистемы (многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости живых систем) 2 3

30. Биосфера 2 2 3 31. Человек в биосфере 2 3 32. Глобальный экологический кризис (экологические функции литосферы, экология и здоровье) 2 6

ИТОГО: 42 48 18 108 ВСЕГО ЧАСОВ: 216

9

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 9

Page 10: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Распределение учебного времени для специальности 080507.65 – Менеджмент организации, форма обучения – заочная

№ ДЕ Наименование дидактической единицы Срок обучения

Аудиторные занятия лекции практ. самост. раб.

1 Эволюция научного метода и естественно-научной картины мира

3 года 2 2 22 3 года 10 мес. 1 23 5 лет 6 мес. 2 22

2 Пространство, время, симметрия 3 года 4 22 3 года 10 мес. 1 2 23 5 лет 6 мес. 2 2 22

3 Структурные уровни и системная организация

материи

3 года 4 22 3 года 10 мес. 1 2 23 5 лет 6 мес. 2 2 22

4 Порядок и беспорядок в природе 3 года 2 22 3 года 10 мес. 1 23 5 лет 6 мес. 2 2 22

5 Эволюционное естествознание 3 года 2 2 22 3 года 10 мес. 2 23 5 лет 6 мес. 2 22

6 Биосфера и человек 3 года 2 2 22 3 года 10 мес. 2 25 5 лет 6 мес. 2 24

ИТОГО ЧАСОВ:

3 года 16 4 132 3 года 10 мес. 8 4 140 5 лет 6 мес. 12 6 134

ВСЕГО:

3 года 152 3 года 10 мес. 152 5 лет 6 мес. 152

10

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 10

Page 11: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Абиогенез – спонтанное самозарождение организмов.

Абсорбция – физико-химический процесс поглощения вещества из раствора

жидкостями или твердыми телами (абсорбентами), при котором оно проникает

внутрь абсорбента.

Абстрагирование – способ образования научных понятий путем мысленного

отвлечения от несущественных для данной теории свойств, связей и отношений

изучаемого объекта.

Автотрофы – организмы, синтезирующие органические соединения из неор-

ганических.

Адаптация – процесс формирования у организмов признаков, обеспечиваю-

щих их существование в условиях той или иной среды.

Адроны – общее название элементарных частиц, подверженных сильному

взаимодействию.

Аксиома – исходное положение какой-либо теории, лежащее в основе доказа-

тельств других положений этой теории, в пределах которой оно принимается без

доказательств.

Аллель – одна из двух или более альтернативных форм гена, только одна из

которых может присутствовать в хромосоме.

Аминокислоты – низкомолекулярные одно- и двухосновные органические

кислоты, содержащие одну или две аминогруппы на одном конце молекулы и

карбоксильную группу на другом. Обладают кислотно-щелочными свойствами,

первые обусловлены карбоксильной группой, вторые – аминогруппой. Являются

мономерами белков.

Анаболизм (ассимиляция) – эндотермический процесс уподобления посту-

пающих в клетку соединений веществам самой клетки (биосинтез компонентов

клетки из молекул предшественников).

Анализ – метод научного исследования, состоящий в мысленном или факти-

ческом разложении объекта исследования на составные части.

Анаэробное дыхание – реакции распада глюкозы без участия кислорода.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 11

Page 12: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Антивещество – вещество, образованное из античастиц.

Античастица – элементарная частица, масса и спин которой точно равны

массе и спину данной частицы, а электрический заряд, магнитный момент и дру-

гие характеристики равны по величине, но противоположны по знаку (например,

позитрон является античастицей электрона).

Антропогенез – исторический процесс эволюционного становления человека.

Витализм – совокупность идеалистических учений в биологии, согласно ко-

торым жизнь объясняется присутствием в организмах особого нематериального

начала – жизненной силы, души, энтелехии и др.

Водородная связь – слабое электростатическое притяжение электроотрица-

тельного атома к атому водорода, который ковалентно связан с другим электроот-

рицательным атомом.

Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во време-

ни и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает

материя в процессе своего развития.

Галактика – стационарная гравитационно связанная звездная система. Назва-

ние нашей Галактики (Млечный путь) пишется с прописной буквы, прочих – со

строчной, наша Галактика объединяет около 1011 звезд.

Ген – 1) функционально неделимая единица генетического материала; участок

молекулы ДНК (у некоторых вирусов – РНК), кодирующий первичную структуру

молекулы белка, транспортной или рибосомальной РНК; 2) в широком смысле (оби-

ходном) – любой наследственный задаток, передаваемый из поколения в поколение

и определяющий наследуемые черты сходства между родителями и потомками.

Генезис – процесс образования и становления какого-либо природного или

социального явления.

Генетический код – способ кодирования структуры белков.

Генная инженерия – методология конструкции и реконструкции молекул

ДНК.

Генобиоз – методологический подход к вопросу происхождения жизни, осно-

ванный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами пер-

вичного генетического кода.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 12

Page 13: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Геном – совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом

данной растительной или животной клетки.

Генотип – генетическая конституция индивидуального организма или сово-

купность генов данного организма.

Геоид – фигура Земли, ограниченная поверхностью, продолженной под кон-

тиненты.

Гетерозигота – клетка или организм, в наследственном наборе (генотипе) ко-

торого гомологичные хромосомы несут разные формы (аллели) того или иного

гена.

Гетеротроф – организм, нуждающийся в энергии и углероде (неспособный к

синтезу органического вещества). К гетеротрофам относятся грибы, многие мик-

роорганизмы, все животные и люди.

Гидросфера – водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, озер,

рек, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.

Гипотеза – научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо

явления и требующее проверки на опыте и теоретического обоснования для того,

чтобы стать достоверной научной теорией.

Гистоны – простые белки основного характера, входящие в ядрах клеток эу-

кариот в состав комплексов с ДНК.

Глюоны – гипотетические частицы с нулевой массой и спином, равным еди-

нице; этими частицами обуславливается взаимодействие между кварками.

Голобиоз – методологический подход к вопросу происхождения жизни, осно-

ванный на идее первичности структур, наделенных способностью к элементарно-

му обмену веществ при участии ферментного механизма.

Гомеостаз – совокупность сложных приспособительных реакций организма

животного и человека, направленных на сохранение динамического состояния его

внутренней среды (температура тела, кровяное давление и др.).

Гравитация – всемирное тяготение, универсальное взаимодействие между

любыми видами физической материи.

Гравитон – квант поля тяготения, имеющий нулевые массу покоя, электриче-

ский заряд и спин (экспериментально пока не обнаружен).

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 13

Page 14: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Дальнодействие – представление, согласно которому действие тел друг на

друга передается мгновенно через пустоту на любое расстояние без каких-либо

посредствующих звеньев.

Дарвинизм – материалистическая теория эволюции живой природы, основан-

ная на идеях Ч. Дарвина, изложенных им в труде «Происхождение видов путем

естественного отбора» (1859).

Дедукция – логическое умозаключение от общего к частному, общенаучный

метод теоретического познания.

Детерминизм – философская концепция, признающая объективную законо-

мерность и причинную обусловленность всех явлений природы и общества.

Диссипация – переход энергии упорядоченного движения в энергию хаотиче-

ского движения (теплоту).

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, биополимер клетки, обладающий

функцией хранения и передачи генетической информации.

Дыхание – расщепление молекул питательного вещества путем их окисления,

сопровождаемого освобождением энергии.

Естественный отбор – дифференциальное размножение, способствующее со-

хранению наиболее благоприятных индивидуальных различий, обеспечивающих

выживание организмов и их приспособление к среде.

Живое вещество (в концепции В. И. Вернадского) – совокупность всех жи-

вых организмов на Земле, включая человечество.

Жизненный цикл – совокупность фаз развития, пройдя которые организм

достигает зрелости и становится способным дать начало следующему поколению.

Звезды – светящиеся плазменные водородно-гелиевые сферы, образующиеся

из газово-пылевой среды в результате гравитационной конденсации. Наиболее

многочисленные объекты всех галактик; в звездах заключена большая часть ве-

щества Вселенной. Основной источник энергии большинства звезд – термоядер-

ные реакции синтеза. Конечные этапы эволюции звезды однозначно определяют-

ся ее массой.

Зигота – оплодотворенная яйцеклетка.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 14

Page 15: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Иерархия – структурная организация сложных систем, которая упорядочива-

ет взаимодействие между уровнями в порядке от высшего к низшему.

Изотопы – радиоактивные или стабильные формы элементов, различающиеся

между собой молекулярной массой, но близкие химически к природным формам

элементов.

Изотропность – одинаковость свойств объектов (пространства, вещества и др.)

по всем направлениям, т.е. независимость свойств среды от направления.

Импульс – физическое понятие, характеризующее количество движения.

Инвариантность – неизменность какой-либо величины при изменении физи-

ческих условий или по отношению к некоторым преобразованиям.

Инверсия – 1) перемена магнитных полюсов Земли; 2) хромосомная мутация,

при которой фрагмент хромосомы переворачивается на 180°, что приводит к из-

менению генной последовательности.

Инерциальные системы – системы отсчета, движущиеся друг относительно

друга равномерно и прямолинейно.

Информационная РНК (иРНК, матричная РНК, мРНК) – рибонуклеиновая

кислота, образующаяся на молекуле ДНК (матрице) в процессе синтеза белков.

Ион – электрически заряженная частица, образующаяся при потере или при-

обретении избыточных электронов атомами или группами атомов.

Ионизация – превращение атомов и молекул в ионы.

Квазары – космические объекты чрезвычайно малых угловых размеров, об-

ладающие интенсивным радиоизлучением.

Квант – частица-носитель свойств какого-либо физического поля (квант элек-

тромагнитного поля – фотон, наименьшая единица энергии света).

Кварки – гипотетические частицы с дробным электрическим зарядом, соеди-

нения которых образуют адроны.

Климат – многолетний статистический режим погоды, характерный для дан-

ной местности в силу ее географического положения.

Клон – вегетативное потомство одной особи, возникшее бесполым путем.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 15

Page 16: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Коацерваты – капли или слои в коллоидном растворе с большей концентра-

цией растворенного вещества, чем окружающий раствор. Агрегаты коллоидных

капель удерживаются вместе электростатическими зарядами.

Ковалентная связь – химическая связь, образуемая парой электронов.

Кодон – триплет нуклеотидов, кодирующий место одной аминокислоты в по-

липептиде.

Кометы – многочисленные, но малоизученные объекты Солнечной системы.

Имеют твердое ядро из загрязненного льда и газовую оболочку. В составе комет

обнаружены разнообразные органические вещества. Известны факты столкнове-

ния комет с планетами. Так, например, комета Шумейкеров–Леви в 1994 г. упала

на поверхность Юпитера.

Континуум – сплошная материальная среда, свойства которой изменяются в

пространстве непрерывно.

Концепция – 1) система взглядов, то или иное понимание явлений, процессов;

2) единый, определяющий замысел, основная точка зрения в различных видах

деятельности.

Корпускула – очень малая частица вещества в классической (неквантовой)

физике.

Космология – физическое учение о Вселенной как о едином целом.

Креационизм – направление, сторонники которого считают, что возникнове-

ние мира, жизни, человека есть результат божественного творения, и отрицают

изменение видов в их историческом развитии.

Лептоны – наиболее легкие элементарные частицы со спином 1/2, не участ-

вующие в сильном взаимодействии.

Литосфера – внешняя сфера «твердой» Земли, включающая земную кору и

часть верхней мантии (субстрат).

Макромолекула – молекула, масса которой составляет от нескольких тысяч

до сотен миллионов дальтонов (а.е.м.).

Макроэволюция – крупномасштабные генетические изменения организмов

во времени, ведущие к новым уровням сложности и появлению организмов, при-

надлежащих к более крупным таксономическим единицам по сравнению с видом.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 16

Page 17: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Мезоны – неустойчивые, самопроизвольно распадающиеся элементарные

частицы с нулевым или целым спином, принадлежащие к классу адронов.

Микрочастица – частица весьма малой массы (элементарные частицы, ядра,

атомы, молекулы). Движение микрочастиц описывается квантовой механикой.

Микроэволюция – совокупность эволюционных изменений, ведущих к видо-

образованию.

Митоз – механизм деления соматических клеток.

Мономеры – небольшие молекулы, которые могут образовывать химическую

связь с другими мономерами и составить полимер.

Мутация – изменение генетического материала, сопровождающееся измене-

ниями фенотипа. Существует несколько принципов классификации мутаций, наи-

более распространено их разделение по степени вовлечения генома в мутацион-

ный процесс (генные, хромосомные, геномные мутации). Все мутации, в особен-

ности генные, а у растений и геномные, являются элементарными эволюционны-

ми факторами, т. к. поставляют материал для естественного отбора. Мутационная

изменчивость – необходимое условие для существования видового многообразия.

Неинерциальные системы – системы отсчета, движущиеся друг относитель-

но друга с ускорением или с замедлением.

Ноосфера (в учении В. И. Вернадского) – биосфера, преобразованная челове-

ческой мыслью и трудом в качественно новое состояние, в котором разумная че-

ловеческая деятельность становится определяющим фактором развития природы

и общества.

Нуклеиновая кислота – постоянная и необходимая часть всех живых сис-

тем, играющая ведущую роль в биосинтезе белка и передаче наследственной

информации.

Нуклон – общее название протона и нейтрона – частиц, из которых построены

атомные ядра.

Онтогенез – индивидуальная история организма, охватывающая все измене-

ния от момента зарождения до окончания жизни.

Панспермия – гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с

других планет неких зародышей жизни.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 17

Page 18: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Парадигма – признанные всеми научные достижения, способ организации

научного знания, которые в течение определенного времени дают человеческому

сообществу определенное видение мира, модель постановки проблем и их реше-

ния. Смена парадигм происходит в ходе научных революций.

Популяция – совокупность особей одного вида, населяющих определенную

территорию, скрещивающихся между собой и относительно изолированных от дру-

гих популяций этого вида; рассматривается как элементарная единица эволюции.

Прокариоты – организмы, не имеющие ядерной оболочки, т.е. оформленного

ядра (археи, эубактерии).

Редукционизм – сведение сложного к простому, составного к элементарному.

Рекомбинация – 1) воссоединение ионов, процесс, обратный ионизации, при

котором образуются нейтральные атомы и молекулы; 2) новое сочетание генов,

устанавливающееся в ходе мейоза или генно-инженерным путем.

Реликтовое излучение – космическое электромагнитное излучение, связан-

ное с эволюцией Вселенной; фоновое космическое излучение, спектр которого

близок к спектру абсолютно черного тела с температурой 2,7 К.

Самоорганизация – природный скачкообразный процесс, переводящий от-

крытую неравновесную систему, достигшую в своем развитии критического со-

стояния, в новое устойчивое состояние с более высоким уровнем сложности и

упорядоченности по сравнению с исходным.

Симметрия (в физике) – свойство физических величин оставаться неизмен-

ными при определенных преобразованиях. Лежит в основе всех физических зако-

нов сохранения.

Сингулярность – точечный объем с бесконечно большой плотностью.

Синергетика – наука о самоорганизации простых систем.

Стохастический – случайный, вероятностный.

Фенотип – часть генотипа, реализованная во внешних и внутренних призна-

ках организма. Фенотип представляет собой результат взаимодействия генотипа и

условий окружающей среды.

Ферментация – аэробное дыхание посредством ферментов.

Фермион – элементарная частица с полуцелым значением спина (1/2; 3/2).

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 18

Page 19: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Филогенез – историческое развитие видов или более крупных систематиче-

ских групп.

Флуктуация – случайное отклонение системы от равновесного положения.

Фотон – частица света, квант электромагнитного поля, одна из нейтральных

элементарных частиц со спином 1 и с нулевой массой.

Химическая эволюция – постепенная трансформация неживого вещества и

энергии в живые клетки.

Хиральность молекулярная – свойство молекулы быть несовместимой со

своим отображением в идеальном плоском зеркале.

Хромосомы – самовоспроизводящиеся структурные образования клеточных

ядер, содержащие гены.

Экстраполяция – перенесение характеристик (в т. ч. и количественных) неко-

торой системы за ее границы на другие системы и явления.

Энтропия – мера хаоса (беспорядка) в изолированной системе, принимаю-

щая только положительные значения. Под энтропией понимают уменьшение

свободной энергии и повышение той части внутренней энергии системы, кото-

рая является мерой степени ее неупорядоченности. В термодинамике известен

принцип возрастания энтропии – стремление любой системы к состоянию тер-

модинамического равновесия – состоянию с наименьшей степенью упорядочен-

ности частиц (хаос).

Эукариот – организм, клетки которого содержат оформленное ядро.

Ядро (в биологии) – самый заметный и самый большой органоид клетки,

обеспечивающий ее важнейшие метаболические и генетические функции.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 19

Page 20: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЕ ИЗУЧЕНИЮ

Тема 1. Эволюция научного метода и естественно-научной

картины мира

Научный метод познания. Методология современного естествознания осно-

вывается на диалектическом методе, общенаучных методах эмпирического и тео-

ретического познания, при ведущей роли теоретического, с использованием соот-

ветствующих частных методов. Метод вооружает наиболее рациональным спосо-

бом познания.

Естественно-научная и гуманитарная культуры. Культура – исторически

определенный уровень развития общества, выраженный в типах и формах органи-

зации жизни и деятельности людей.

Естественно-научная культура базируется на знаниях, добытых человеком в

процессе изучения природы и явлений, происходящих в ней, а гуманитарная

культура опирается на знания о поступках людей, их ценностях и чувственной

оценке, ориентирована на гуманизм, нравственность, права человека, искусство,

литературу, мифологию, религию и т. п. Сфера двух культур перекрывается,

взаимодействует в соответствии с принципом дополнительности Ч. П. Сноу о раз-

личиях двух культур.

История естествознания, тенденции развития. Этика научных исследо-ваний. Псевдонаука. Картины мира.

Периодизация истории естествознания:

1) натурфилософия – с VI в. до н.э. (Пифагор, Демокрит, Аристотель, Архимед);

2) схоластика – до 2-ой половины XV в.;

3) механистическое естествознание – 2-ая половина XV–XVIII вв. (Н. Копер-

ник, Г. Галилей, И. Ньютон, М. Ломоносов);

4) эволюционные идеи естествознания – XIX в. (Ж. Б. Ламарк, Ч. Р. Дарвин,

Т. И. Шванн, Д. Менделеев);

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 20

Page 21: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

5) крушение механистического естествознания – конец XIX – начало XX вв.

(А. А. Беккерель, П. Кюри, Д. Максвелл, К. Циолковский);

6) современное развитие естествознания – XX в. (Н. Бор, А. Эйнштейн, В. Гей-

зенберг).

Возрастание роли морально-этических факторов в процессе научного творче-

ства. Современные проблемы биоэтики, пример взаимодействия научной и гума-

нитарной культур. Евгеника – наука о влиянии наследственных факторов на фи-

зические и умственные способности человека. Корни и социальные функции

псевдонауки, отличительные признаки. Тенденции развития современного естест-

вознания: перевес, лидерство, от физики к наукам о живом. Единство процессов

дифференциации и интеграции научного знания. Картины мироздания: мифоло-

гическая, религиозная, естественно-научная (ЕНКМ), философская. Общие зако-

номерности организации мироздания: системность, самоорганизация, эволюцио-

низм, историчность.

Развитие представлений о материи. Натурфилософия – концепция созерца-

тельного материализма (Фалес, Гераклит); атомизм (Демокрит); классическая ме-

ханика – концепция дискретного строения материи (И. Ньютон); электродинамика

– концепция континуального строения материи (Д. Максвелл); квантовая механика

– концепция корпускулярно-волнового дуализма (М. Планк, В. Гейзенберг,

Э. Шрединберг, Н. Бор). Основные свойства материи, основные виды материи.

Развитие представлений о движении. Способ существования материи –

движение. Диалектическая и метафизическая концепции. Движение – развитие.

Основные формы движения: механическая, биологическая, физическая, химиче-

ская, социальная. Их взаимосвязь.

Развитие представлений о взаимодействиях. Механизмы взаимодействия:

дальнодействие (И. Ньютон); близкодействие (Аристотель, Р. Декарт). Концепция

поля (М. Фарадей, Д. Максвелл). Современные представления о передаче взаимо-

действий. Примеры соответствия. Четыре фундаментальных взаимодействия: гра-

витационное, электромагнитное, сильное ядерное и слабое ядерное, их основные

свойства: тип и количество зарядов, кванты поля, переносящего взаимодействия,

радиус взаимодействия, сила взаимодействия.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 21

Page 22: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Рекомендуемая литература: [3], [11], [15].

Методические материалы: [2], [4].

Вопросы для самоконтроля

1. Какими качествами обладают естественно-научные знания?

2. К каким последствиям приводит проблема «двух культур»?

3. Какие проблемы биоэтики Вам известны? Как они решаются?

4. Какие формы научного знания Вам известны?

5. Что является источником истинного знания, по мнению Платона? А по мне-

нию Аристотеля?

6. Почему методы познания, разработанные древнегреческими мыслителями,

нельзя признать научными?

7. На каких открытиях была основана ньютоновская механика?

8. Каковы были представления механической картины мира о материи? О

движении? О пространстве и времени? О причинности и закономерности? О

взаимодействии?

9. Каковы характерные признаки псевдонауки?

10. Каковы основные тенденции развития естествознания в настоящее время?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 22

Page 23: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Тема 2. Пространство, время, симметрия

Принципы симметрии, законы сохранения. Понятие симметрии, асимметрии

их взаимосвязь. Формы симметрии: геометрическая, динамическая. Симметрия

как инвариантность (неизменность) объектов. Значение симметрии в естествозна-

нии. Фундаментальные законы сохранения.

Эволюция представлений о пространстве и времени. Основные формы су-

ществования материи: пространство, время. Развитие концепции пространства и

времени в естествознании. Субстанциональная концепция (Демокрит, Ньютон),

реляционная концепция (Аристотель, Г. Лейбниц). Пространство и время в клас-

сической физике. Основные симметрии пространства и времени и их следствия.

Теорема Нетер. Анизотропности времени и проблема механики.

Специальная теория относительности. Принцип относительности и посту-

латы Эйнштейна. Опыт Майкельсона–Морли. Следствие из постулатов Эйнштей-

на: относительность одновременности, относительность расстояний, относитель-

ность промежутков времени. Релятивистские симметрии пространства–времени:

инвариантность интервала, принцип причинности и ограниченности возможных

скоростей движения. Преобразования Лоренца. Принцип соответствия. Не про-

странство и время, а пространство-время. Эквивалент массы и энергии: соотно-

шение Эйнштейна.

Общая теория относительности. Принцип эквивалентности. Гравитация

как неискривление пространства–времени. Экспериментальная проверка общей

теории относительности.

Рекомендуемая литература: [3], [23].

Методические материалы: [2], [4].

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под симметрией в естествознании?

2. Какие два основных подхода к пониманию пространства и времени извест-

ны в истории естествознания?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 23

Page 24: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

3. Что такое однородность? А изотропность?

4. Какими основными свойствами симметрии обладают пространство и время?

5. Какова связь между симметрией пространства-времени и законами сохра-

нения?

6. В чем смысл и каково значение результатов эксперимента Майкельсона–

Морли?

7. Что такое система отсчета? Что такое инерциальная система отсчета? Что

такое неинерциальная система отсчета?

8. В чем заключается принцип относительности?

9. В чем состоят постулаты Эйнштейна?

10. Каковы основные следствия из постулатов Эйнштейна?

11. Какие величины в теории относительности являются абсолютными, т.е.

инвариантными относительно выбора системы отсчета?

12. Почему современные ученые говорят не о пространстве и времени, а о

пространстве-времени?

13. Почему мы не ощущаем эффектов теории относительности непосредст-

венности?

14. Можно ли считать, что теория относительности Эйнштейна опровергла

механику Ньютона? Почему?

15. В чем разница между специальной и общей теориями относительности?

16. При каких условиях специальной теории относительности недостаточно и

приходится обращаться к общей теории относительности?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 24

Page 25: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Тема 3. Структурные уровни и системная организация материи

Микро-, макро-, мегамиры. Взаимосвязь структурных уровней организации материи. Системность материи. Микромир в современном понимании – это

мир элементарных частиц, атомов, молекул и некоторых надмолекулярных струк-

тур (клетка и т.п.). Это мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых

микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется от 10 16− до 106− см, а время жизни от 10 24− с. до бесконечности.

Макромир – объекты, окружающие человека в повседневной жизни, сораз-

мерные человеку: пространственные размеры от 10 15− см до 10 4 км, время жизни

от 10 3− до 1010 с.

Мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в

котором измеряется световыми годами, время – миллионами и миллиардами лет.

Структура – совокупность связей между элементами. Система – совокупность

элементов и связей между ними. В органической природе в качестве структурных

уровней организации материи выделяют: элементарные частицы, атомы, молеку-

лы, поля, физический вакуум, макроскопические тела, планеты, планетные систе-

мы (галактики), систему галактик (метагалактики). С уменьшением размеров сис-

тем их элементы связываются между собой прочнее.

Системные уровни организации материи. Биологические системы. Соци-

альные системы.

Организация материи на физическом уровне. Вещество: микро-, макро-, ме-

гамир. Поля: гравитационное (кванты – гравитоны), электромагнитное (кванты –

фотоны), ядерное (кванты – мезоны), электронно-позитронное (кванты – электро-

ны, позитроны).

Структура микромира. Процессы в микромире. Структурные уровни веще-

ства в микромире: молекулярный, атомный, нуклонный, кварковый. Основные

характеристики элементарных частиц. Общая классификация элементарных час-

тиц. Фундаментальные частицы (лептоны, кварки, кванты полей). Виды взаимо-

действий элементарных частиц. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 25

Page 26: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Современные представления о полях и частицах. Строение, структура атома.

Строение молекул.

Организация материи на химическом уровне. Химические системы. Про-

цессы на химическом уровне организации материи. Четыре концептуальные

системы химического значения: учение о составе вещества, структура вещества,

учения о химических процессах, эволюционная химия.

Учение о составе вещества: проблема химического элемента, соединения, во-

влечение и применение все большего числа химических элементов для производ-

ства новых материалов. Структурная химия исследует способы взаимодействия

элементов вещества. Учение о химических процессах связано с исследованием

внутренних механизмов и условий протекания химических процессов. Это на-

глядный пример глубокой взаимосвязи физических, химических и биологических

знаний, химической термодинамики и кинетики. Эволюционная химия предпола-

гает более глубокое изучение природы и условий протекания химических процес-

сов. На этом уровне наблюдается самоорганизация химических систем. Проблема

биогенеза. Катализ.

Особенности биологического уровня организации материи. Структурные

уровни организации живой материи: молекулярно-генетический – это элементар-

ная основа эволюции, клеточный; онтогенетический – на этом уровне создаются

структурные уровни (макро- и микро-), функциональный (физиология, биофизи-

ка, биохимия); популяционно-видовой (процесс видообразования); биосферный

(биогеоценотический) – биосферный круговорот (дарвинизм и антидарвинизм).

Рекомендуемая литература: [3], [5], [7].

Методические материалы: [2], [4].

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте краткую характеристику модели атома Томпсона.

2. Охарактеризуйте планетарную модель атома.

3. Можно ли с помощью теории Бора объяснить структуру атомов всех эле-

ментов таблицы Менделеева?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 26

Page 27: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

4. Назовите основные характеристики элементарных частиц.

5. Из каких частиц состоит атомное ядро?

6. Кто и когда предложил гипотезу кварков?

7. В чем сущность учения о составе?

8. Какова сущность теории химического строения вещества? Кто ее создал?

9. С помощью каких современных методов определяется сложная молекуляр-

ная структура?

10. Какую роль играют неорганические элементы и соединения в живых сис-

темах?

11. Что такое хиральный центр?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 27

Page 28: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Тема 4. Порядок и беспорядок в природе

Механический детерминизм. Хаотическое поведение динамических сис-тем. В классической механике согласно принципу причинности (принципу де-

терминизма) всякая частица движется по определенной траектории и всегда имеет

точечное значение координаты, импульса, энергии. Это позволяет точно описать

состояние частицы в любой последующий момент, таким образом, классическая

механика так понимает причинно-следственные связи: взаимодействие частиц,

определяющее данное состояние механической системы, есть причина, а ее по-

следующее состояние – следствие. Детерминизм также свойственен электромаг-

нитной картине мира (состояние системы определяется значениями электриче-

ских и магнитных полей). Молекулярно-кинетическая теория: неизбежность слу-

чайности. Динамический хаос. Примеры.

Динамические и статистические теории закономерности в природе. Ди-

намический закон – закон, управляющий поведением отдельного объекта и позво-

ляющий предсказать однозначную связь его состояний. Динамическая теория –

совокупность динамических законов. Динамические теории: классическая меха-

ника, классическая теория излучения, релятивистская механика. Динамические

теории не учитывают флуктуаций.

Статистический закон – закон, управляющий поведением больших совокупно-

стей и в отношении отдельного объекта позволяющий делать лишь вероятные вы-

воды о его поведении. Статистическая теория – теория, представляющая совокуп-

ность статистических законов. Статистические теории – квантовая механика,

квантовая теория излучения, релятивистская квантовая механика. Статистический

закон выражает диалектическую связь необходимости и случайности. Флуктуа-

ции в биологии и социальных науках. Фундаментальность статистических теорий.

Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение неопределенностей. Кор-

пускулярная и континуальная концепция описания природы (Э. Мах, Демокрит,

Эпикур, Аристотель). Двойственная природа света. Фотоэффект (Эйнштейн). За-

коны Столетова. Свойства теплоемкости твердых тел при низких температурах.

Единство корпускулярных и волновых свойств материальных объектов – корпус-

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 28

Page 29: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

кулярно-волновой дуализм. Соотношение Гейзенберга: нельзя принципиально

определить одновременно координаты и импульс частицы точнее, чем это допус-

кает соотношение неопределенности, причем неопределенность этих величин

удовлетворяет условию: hpх ≥Δ⋅Δ , где h – постоянная Планка.

Принцип дополнительности. Н. Бор сформулировал основополагающий

принцип в общем процессе научного познания. Суть принципа: при эксперимен-

тальном исследовании микрообъектов могут быть получены точные данные либо

об их энергиях и импульсах (энергетически импульсная картина), либо о поведении

в пространстве и времени (пространственно-временная картина). Эти взаимоис-

ключающие картины применяться одновременно не могут, т.к. свойства квантовых

объектов запрещают их одновременное использование.

Принцип возрастания энтропии. Понятие энтропии. Необратимые (неравно-

весные) процессы. Сущность второго начала термодинамики. Количественная

формулировка второго начала термодинамики: для всех происходящих в замкну-

той системе тепловых процессов энтропия системы возрастает, достигая макси-

мально возможного значения в тепловом равновесии: 0≥ΔS , где 12 SSS −=Δ –

приращение энтропии при переходе системы из состояния 1 в состояние 2. Про-

блема «тепловой смерти» Вселенной (ТСВ). Флуктуационная гипотеза Больцмана.

Современное состояние проблемы ТСВ.

Закономерности самоорганизации. Синергетика – междисциплинарное на-

правление научных исследований; предмет синергетики, общие закономерности

самоорганизации природных и социальных систем. Условия самоорганизации:

открытость системы, наличие флуктуации, нарушение симметрии. Достоверность

количества взаимодействующих предметов. Равновесное состояние. Неравновес-

ное состояние. Примеры самоорганизации в простейших системах (ячейка Бенара,

реакция Белоусова–Жаботинского). Нелинейность. Пороговый характер самоор-

ганизации. Бифуркации. Диссипация энергии.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 29

Page 30: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Рекомендуемая литература: [1], [3].

Методические материалы: [1], [2], [4].

Вопросы для самоконтроля

1. В чем суть атомистической и континуальной концепций? Какая из них по-

бедила в естествознании?

2. Что такое «свет» с современной точки зрения?

3. Что такое корпускулярно-волновой дуализм?

4. В чем разница между концепциями дальнодействия и близкодействия? Ка-

кая из них соответствует реальности?

5. В чем состоит концепция механического детерминизма?

6. Почему концепция механического детерминизма оказалась несостоятельной?

7. Почему в молекулярно-кинетической теории приходится использовать ме-

тоды теории вероятностей?

8. Что такое динамический хаос?

9. Чем различаются понятия «хаос» и «беспорядок»?

10. Почему возможен точный прогноз погоды?

11. В чем смысл и значение квантовых соотношений неопределенностей?

12. В чем состоит смысл и значение принципа дополнительности?

13. Почему квантовая механика дает лишь вероятное описание природы?

14. Почему концепция механического детерминизма оказалась в конечном

счете несостоятельной?

15. Что такое динамическая теория? Приведите примеры динамических теорий.

16. Что такое статистическая теория? Приведите примеры статистических теорий.

17. Что такое флуктуация? Что может служить причиной флуктуаций?

18. Какие теории более фундаментальны – динамические или статистические?

Почему?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 30

Page 31: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Тема 5. Эволюционное естествознание

Космология. Концепции космологической эволюции. Мегамир. Возникнове-

ние научной космологии. Соотношения между критической плотностью тяго-

теющей материи ( крρ ) и средней ρ . Модели Вселенной. Закон Хаббла. Горячая

Вселенная и реликтовое излучение. Модель Большого взрыва. Галактики, их

структура. Звездная система Млечный путь. Общая эволюция звезд. Виды звезд.

Варианты развития звезд. Солнечная система. Модель Солнечной системы. Пла-

неты Солнечной системы. Земля: строение, поверхность, атмосфера. Геологиче-

ская история земли.

Происхождение жизни. Концепции эволюционного происхождения жизни.

Теории возникновения жизни: стационарного состояния, креационизм, самопро-

извольного зарождения, панспермия, биохимической эволюции. Самовоспроизво-

дящие молекулы.

Биологический эволюционизм. Начальная стадия биологической эволюции.

Абиогенез. Прокариоты, эукариоты. Основные этапы биологической эволюции

(эффект Пастера, кембрий). Эволюция основных форм живой природы (молеку-

лярный уровень, клеточный, тканевый, органный и организменный, популяцион-

ный, популяционно-видовой, биогеоценоз).

Генетика и эволюция. Концепция развития Ж. Б. Ламарка. Эволюционная

теория Ч. Дарвина – теория естественного отбора. Закон Меделя. Генетический

антидарвинизм. Синтетическая теория эволюции. Микроэволюция. Макроэволю-

ция. Естественный отбор. Популяции. Изменение генотипического состава попу-

ляции. Мутационный процесс, «волны жизни». Основные законы эволюции. Ан-

тропогенез. Человек умелый, человек прямоходящий, человек разумный, совре-

менный человек.

Рекомендуемая литература: [3], [17], [21], [22], [25].

Методические материалы: [2], [4].

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 31

Page 32: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключались возражения Кювье против эволюционной теории Ла-

марка?

2. Перечислите компоненты дарвиновского механизма эволюции. Как они на-

зываются, если из формулировки эволюционного механизма исключить биологи-

ческую специфику?

3. Какие недарвиновские эволюционные концепции Вам известны?

4. Когда и как возникла синтетическая теория эволюции? Каковы ее основные

положения?

5. Какие формы естественного отбора Вам известны?

6. Каковы основные достижения молекулярной генетики?

7. Каково соотношение между классическим дарвинизмом, синтетической

теорией эволюции и современным биологическим эволюционизмом?

8. Какие концепции происхождения жизни Вам известны? Какая из них лучше

соответствует известным фактам?

9. В чем заключается проблема «тепловой смерти Вселенной»? Как физики

пытались ее разрешить?

10. Что такое синергетика? Почему ее так называют?

11. Каковы необходимые условия самоорганизации?

12. Каковы основные закономерности самоорганизации?

13. Как ведут себя флуктуации в окрестности точки бифуркации? Какова их

роль в возникновении новой упорядоченной структуры?

14. Как в результате самоорганизации в системе изменяются ее энтропия и эн-

тропия окружающей среды?

15. Что такое диссипативная структура? С чем связано такое название?

16. Назовите основные иерархические уровни организации материи в микро-

мире, макромире и мегамире.

17. Какой вклад в создание научной космологии внесли Эйнштейн, Фридман,

Хаббл?

18. Что такое Большой взрыв?

19. Что такое реликтовое излучение?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 32

Page 33: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

20. Каковы современные оценки возраста Вселенной?

21. Как определен возраст Земли? Чему он равен?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 33

Page 34: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Тема 6. Биосфера и человек

Экосистемы. Биогеоценоз: биотоп и биоценоз (продуценты, консументы, ре-

дуценты). Биосистемы: экологическая популяция, пищевая цепь, экологическая

пирамида. Системные законы. Аксиома эмерджентности. Законы взаимодействия

организма и среды. Закон максимума биогенной энергии (энтропии). Законы

функционирования биоценозов и сообществ. Экосистемные законы.

Биосфера. Учение о биосфере В. И. Вернадского. Понятие. Границы. Состав.

Биогеохимические функции. Структура. Принцип коэволюции.

Человек в биосфере. Учение Вернадского о ноосфере. Понятие ноосферы. Со-

циосфера. Планетарное мышление. Концепция планетарной духовности.

Глобальный экологический кризис. Основные формы воздействия человека

на биосферу. Изменение структуры земной поверхности. Изменение состава био-

сферы, изменение энергетического баланса. Изменение биоты. Сущность совре-

менной экологической ситуации: быстрое истощение природных ресурсов, бы-

строе загрязнение природной среды, быстрое увеличение численности человече-

ства. Пути выхода из кризиса: разумное самоограничение в расходовании при-

родных ресурсов; поддержание динамического равновесия между природой и че-

ловеком; формирование экологического сознания.

Рекомендуемая литература: [3], [16], [20].

Методические материалы: [2], [4].

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое биосфера?

2. В каком эволюционном отношении находятся человек и современные чело-

векообразные обезьяны, человек и австралопитеки, человек разумный и неандер-

тальцы?

3. Когда на Земле появились первые представители рода Homo? А вида Homo

sapiens?

4. Где находится родина человека по современным представлениям?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 34

Page 35: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

5. Когда и почему произошел первый глобальный антропогенный экологиче-

ский кризис? Чем он закончился?

6. Что такое экосистема? Каковы ее составляющие?

7. Какие законы определяют величину и направление потоков вещества и

энергии в экологических системах?

8. Что такое биосфера? Каковы ее особенности по сравнению с другими эко-

системами?

9. Каковы законы и правила взаимодействия человека с биосферой?

10. Что такое ноосфера? Каковы пути ее достижения?

11. В чем смысл понятия «устойчивое развитие»?

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 35

Page 36: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная 1. Горелов, А. А. Концепции современного естествознания : учебное пособие /

А. А. Горелов. – М. : Центр, 2003. – 208 с.

2. Дубнищева, Т. Я. Концепции современного естествознания. Основной курс

в вопросах и ответах : учебное пособие / Т. Я. Дубнищева ; Учен. совет Новоси-

бирской гос. акад. экономики и управления. – Новосибирск : Сиб. унив. изд-во,

2003. – 407 с.

3. Дубнищева, Т. Я. Концепции современного естествознания : учебник для

вузов / Т. Я. Дубнищева. – 6-е изд., испр. и доп. – М. : Академия, 2006. – 608 с.

4. Карпенков, С. Х. Концепции естествознания : учебник для вузов / С. Х.

Карпенков. – М. : Культура и спорт : ЮНИТИ, 1997. – 520 с.

5. Карпенков, С. Х. Концепции современного естествознания. Практикум :

учебное пособие для вузов / С. Х. Карпенков. – М. : Культура и спорт : ЮНИТИ,

1998. – 239 с.

6. Карпенков, С. Х. Основные концепции естествознания : учебное пособие

для вузов / С. Х. Карпенков. – М. : Культура и спорт : ЮНИТИ, 1998. – 208 с.

7. Концепции современного естествознания : учебник для вузов / В. Н. Лаври-

ненко, В. П. Ратников, Г. В. Баранов др. ; под ред. В. Н. Лавриненко, В. П. Ратни-

кова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : ЮНИТИ-ДАНА, 1999. – 303 с.

8. Концепции современного естествознания : учебник для вузов / под ред.

В. Н Лавриненко, В. П. Ратникова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : ЮНИТИ-

ДАНА, 2005. – 317 с.

9. Концепции современного естествознания : учебное пособие / под общ. ред.

С. И. Самыгина. – 6-е изд., перераб. и доп. – Ростов-н/Д. : Феникс, 2005. – 448 с.

10. Мазур, И. И. Опасные природные процессы. Вводный курс : учебник для

вузов / И. И. Мазур, О. П. Иванов. – М. : Экономика, 2004. – 702 с.

11. Покровский, А. К. Концепции современного естествознания : учебник для

вузов / А. К. Покровский, Л. Б. Миротин ; под ред. Л. Б. Миротина ; МАДИ

(ГТУ). – М. : Экзамен, 2005. – 480 с.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 36

Page 37: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

12. Потеев, М. И. Концепции современного естествознания : учебник для ву-

зов / М. И. Потеев. – СПб. : Питер, 1999. – 352 с.

13. Ремизов, А. Н. Курс физики : учебник для вузов / А. Н. Ремизов, А. Я. По-

тапенко. – 2-е изд., стер. – М. : Дрофа, 2004. – 720 с.

14. Стрельник, О. Н. Концепции современного естествознания : пособие для

сдачи экзамена / О. Н. Стрельник. – М. : Юрайт, 2006. – 224 с.

Дополнительная 15. Азимов, А. Популярная физика. От архимедова рычага до квантовой меха-

ники / А. Азимов. – М. : Центрполиграф, 2006.

16. Вернадский, В. И. Биосфера и ноосфера / В. И. Вернадский ; сост.

Н. А. Костяшкин, Е. М. Гончарова. – М. : Айрис-пресс, 2004.

17. Казневский, В. П. Феномен человека: космические и земные истоки /

В. П. Казневский. – Новосибирск : Кн. изд-во, 1955.

18. Комаров, В. Н. Тайны космических катастроф / В. Н. Комаров. – М. : Вече,

1999.

19. Коротцев, О. Н. Астрономия. Популярная энциклопедия / О. Н. Коротцев. –

СПб. : Азбука-классика, 2003.

20. Моисеев, Н. Н. Человек и ноосфера / Н. Н. Моисеев. – М. : Мол. гвардия,

1990.

21. Ридпат, Я. Звезды и планеты: атлас звездного неба / Я. Ридпат ; пер. с англ.

М. Заболотских, А. Федоровой. – М. : АСТ, Астрель, 2004.

22. Хван, М. П. Неистовая Вселенная: от большого взрыва до ускоренного

расширения. От кварков до суперструн / М. П. Хван. – М. : ЛЕНАНД, 2006.

23. Хокинг, С. Кратчайшая история времени / С. Хокинг, Л. Млодинов ; пер. с

англ. Б. Оралбекова. – СПб. : Амфора, 2006.

24. Цветков, В. П. Космос: полная энциклопедия / В. П. Цветков. – М. : Эксмо,

2005.

25. Черкасов, Д. Строение и законы Вселенной / Д. Черкасов. – М. : АСТ,

СПб. : Сова, 2006.

26. Шимбалев, А. А. Атлас созвездий / А. А. Шимбалев ; под ред. И. А. Мале-

вича. – Минск : Харвест, 2003.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 37

Page 38: Концепции современного естествознанияvenec.ulstu.ru/lib/disk/2015/Kodratova_2.pdf · − о соотношении порядка и беспорядка

 

Перечень методических материалов и технических средств обучения и контроля знаний

1. Концепции современного естествознания : лабораторный практикум / сост.

Т. Н. Кодратова, О. Е. Кемер, Ю. Ф. Пугачев. – Ульяновск : УВАУ ГА, 2004.

2. Лекционный курс на компьютерах по КСЕ.

3. Обработка результатов физических измерений : метод. указания к лаб. рабо-

там по физике / сост. Ю. Ф. Пугачев, К. Е. Никитин, Г. В. Макарова, А. И. По-

пов. – Ульяновск : УВАУ ГА, 1997.

4. Программа-тренажер для тестового контроля знаний по Концепциям совре-

менного естествознания.

5. Физика: лаб. практикум на ПЭВМ. Моделирование физического экспери-

мента / сост. Ю. Ф. Пугачев, А. И. Попов, Г. В. Макарова – Ульяновск :

УВАУ ГА, 1996.

Автор: Кондратова Т.Н. Концепции современного естествознания

Электронная версия: Ильиных ГА ©НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и) 2010г. 38