УРАЛЬСКИЙ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АКАДЕМИИ ТРУДА И СОЦИАЛЬНЫХ ОТНОШЕНИЙ
Кафедра общественных дисциплин
Концепции современного естествознания
Программа курса и учебно-методические материалы
Челябинск
2009
Концепции современного естествознания: программа курса и учебнометодические материалы / сост.: Н.Д. Кравец, С.В. Серебрянский; УрСЭИ АТиСО. – Челябинск, 2009. – 40 с.
Программа и учебно-методические материалы разработаны в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. Содержат программу курса, методические рекомендации, планы практических занятий, список рекомендуемой литературы, контрольные вопросы по курсу, тематику рефератов, тесты, словарь терминов по каждой теме.
Предназначены для студентов I курса очной формы обучения всех специальностей.
Составители Кравец Н.Д., канд. филос. наук, доцент кафедры общественных дисциплин УрСЭИ Серебрянский С.В., канд. филос. наук, доцент кафедры общественных дисциплин УрСЭИ
Рецензенты Никонов А.И., канд. филос. наук, профессор УрСЭИ Кашапов Ф.А., д-р филос. наук, профессор ЧГМА
Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом УрСЭИ
©Уральский социально-экономический институт Академии труда и социальных отношений, 2009
©Кравец Н.Д., Серебрянский С.В., 2009
2
ВВЕДЕНИЕ
Основное назначение учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» (КСЕ) – формирование у студентов основ современного научного мышления на материале естествознания, повышение обще-
культурного статуса через ознакомление с естественно-научной культурой,
достижение высокого и устойчивого уровня профессионализма через фундаментализацию естественно-научного образования.
Задача курса – ввести студентов в проблематику современной науки,
раскрыть основные тенденции развития научного знания и особенности его функционирования, сформировать четкие представления о стандартах научности и на этой основе упрочить научное мировидение у студентов.
Изучение основных концепций современного естествознания исключительно важно для современного специалиста, оно расширяет кругозор,
позволяет включить профессиональную деятельность в общекультурный контекст и установить связи специальной науки с общим полем науки.
Естествознание представляет собой феномен мировой культуры,
базирующийся на некоторых исходных фундаментальных принципах, которые значимы как для естественных, так и гуманитарных и социально-
экономических наук. Это подразумевает изложение не только технических и технологических приложений естественных наук, но, прежде всего,
представлений о классической и 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 естественно-научного мышления человечество обрело дар понимания природы и одновременного осознания значимости мысленной позиции исследователя для получения того или иного знания.
К необходимым элементам курса «КСЕ» помимо изучения теоретического материала относятся практические занятия. Их целью является не только активизация материала, но и стимулирование самостоятельных размышлений о происходящих процессах и законах природы. Тематика практических занятий раскрывает разделы и пункты программы и позволяет дополнить знания студентов по ключевым проблемам различных отраслей современного естествознания. Литература, необходимая для подготовки практических занятий, представлена по каждой теме программы курса.
3
По итогам изучения данной дисциплины студент должен:
–понимать специфику гуманитарного и естественно-научного компонентов культуры, ее связей с особенностями мышления;
–иметь представление о ключевых особенностях стратегий естественно-
научного мышления;
–понимать задачи и возможности науки, основные закономерности ее развития, структуру;
–знать особенности формирования и сущность естественно-научной картине мира как глобальной модели природы, отражающей целостность и многообразие естественного мира;
–осознать проблемы экологии и общества в их связи с основными концепциями естествознания;
–иметь представление о месте человека в мире, о сущности парадигмы единой культуры.
Методические указания по изучению дисциплины
Современный специалист в области экономики должен иметь общие представления о ведущих тенденциях развития современной науки, об особенностях и основных концепциях современного естествознания,
разбираться в объективных связях экономики и естественных наук.
Изучение дисциплины «Концепции современного естествознания» предполагает предварительные знания по естественным наукам в объеме средней школы, а также самостоятельную работу над изучаемыми проблемами. Для этого к каждой теме программы дается основная и дополнительная литература. Основная литература рассчитана на подготовку вопросов, рассматриваемых на практических занятиях, а дополнительная поможет в работе над докладами и рефератами. Подготовку к практическому занятию необходимо начинать с изучения лекционного материала, учебной и основной литературы. Желательно, чтобы к каждому вопросу студент подготовил краткий опорный конспект, который поможет ему при обсуждении поставленных проблем.
Многие термины, с которыми столкнется студент при подготовке к практическим занятиям, а также при работе над докладами и рефератами,
являются для него или неизвестными, или нечеткими. Чтобы студент мог ориентироваться в терминологии, в методическом комплексе приведен подробный словарь терминов.
Для самопроверки студент должен использовать тесты для самоконтроля.
4
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН И СЕТКА ЧАСОВ КУРСА «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
№ |
Тема |
Всего |
Лекции |
Практ. |
п/п |
|
|
|
занятия |
1. |
Современная наука: законы функционирования и |
4 |
2 |
2 |
|
роль в обществе |
|||
|
|
|
|
|
2. |
Научное познание и научный метод |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
3. |
Естествознание в историческом контексте |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
4. |
Механистическая и электромагнитная картины |
6 |
2 |
4 |
|
мира |
|
|
|
5. |
Концепция относительности пространства и |
4 |
2 |
2 |
|
времени |
|
|
|
6. |
Концепция синергетики |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
7. |
Концепции космологии |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
8. |
Уровни познания вещества и химические системы |
4 |
2 |
2 |
9. |
Концепции биологических систем |
8 |
4 |
4 |
10. |
Концепции происхождения и эволюции человека |
4 |
2 |
2 |
11. |
Концепции экологии |
4 |
2 |
2 |
|
Всего: |
50 |
24 |
26 |
ПРОГРАММА КУРСА «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
Тема 1. Современная наука: законы функционирования и роль в обществе
Понятие науки, ее особенности. Наука и мифология. Наука и искусство. Отличие художественных образов от научных моделей. Наука и религия. Классификация наук. Гуманитарные науки (человек на фоне природы) и естественно-научное знание (природа на фоне человека). Специфика естествознания как науки.
Естественно-научная культура как воплощение целостной системы представлений о мире, характеризующей уровень развития общества.
Естествознание как феномен общечеловеческой культуры. Вклад естественно-научной культуры в создание искусственной среды обитания человека (технические и технологические приложения естественно-научного знания). Процесс изучения природы как средство духовного развития человека. Идейный вклад естествознания в развитие культуры мышления человечества. Естествознание как феномен общечеловеческой культуры. Необходимость преодоления самодостаточности гуманитарной и естественно-научной форм культуры. Триада «целостность природы – целостность культуры – целостность человеческой личности» как перспектива духовного совершенствования человечества.
Тема 2. Научное познание и научный метод
Научное познание, его уровни и формы. Объективность научного знания как условие его адекватности объекту. Воспроизводимость теоретических и
5
экспериментальных научных результатов. Факт как форма научного познания. Роль факта в науке. Гипотеза и ее значение для развития естествознания. Теория как высшая форма научного познания. Структура теории, проблемы ее обоснования. Роль математики в теоретическом познании. Интуиция в науке.
Возникновение естественно-научного метода. Эмпирические и теоретические методы естественно-научного познания. Специфика эмпирических методов познания в науке (измерение, наблюдение, эксперимент). Наблюдение, измерение и лабораторный эксперимент в естествознании. Неоднозначная воспроизводимость результатов эксперимента. Неустранимое влияние прибора на процесс измерений.
Реальные и мысленные эксперименты. Эксперимент как средство оценки качества теоретического знания. Проблема интерпретации эксперимента. Взаимосвязь теории и эксперимента.
Прибор как идеальный канал связи между исследователем и объектом. Однозначная воспроизводимость результатов эксперимента. Влияние прибора на процесс реальных измерений.
Особенности теоретических методов и условия их применения в современном естествознании.
Тема 3. Естествознание в историческом контексте
Исторические корни классической стратегии естественно-научного мышления. Античная наука и ее особенности. Основные программы естественно-научного познания в античности. Атомистическая программа Демокрита. Коперник, Бэкон, Декарт, Ньютон и Максвелл как родоначальники классического мышления в естествознании. Классическая наука и ее особенности.
Специфика неклассической стратегии естественно-научного мышления. Больцман, Планк, Бор, Гейзенберг как родоначальники неклассического мышления в естествознании. Становление современной науки и ее особенности.
Тема 4. Механистическая и электромагнитная картины мира
Научная картина мира (НКМ) как научный образ действительности. Характерные особенности механистической картины мира. Уровни организации материи. Основные законы (принципы) механики Ньютона. Особенности описания механического движения. Принцип скрытых параметров объекта. Однозначный детерминизм и классическая логика. Принципиальная контролируемость и устранимость воздействий. Наглядность и онтологизация как характерные черты классических представлений в естествознании. Характеристики системы как предмет классического исследования.
Свойства пространства и времени. Обратимость времени. Соотношение пространства, времени и движения в механистической картине мира.
Предпосылки становления электромагнитной картины мира. Электромагнитная теория Максвелла. Свободные и связанные заряды. Магнитный поток. Макроток. Ток смещения. Циркуляция вектора
6
напряженности. Макроскопичность теории. Поле. Микрополе. Принцип близкодействия. Различие вещества и поля. Степени свободы. Электромагнитная картина мира и ее основные принципы.
Тема 5. Концепция относительности пространства и времени
Механический принцип относительности Галилея. Инерциальные системы. Абсолютность пространства и времени в классической механике. Специальная теория относительности А.Эйнштейна. Пространство-время в специальной теории относительности. Преобразования К.Лоренца. Предельный переход преобразований в преобразования Галилея. Релятивистская механика. Условия инвариантности отрезков длин, интервалов времени, массы и энергии.
Тема 6. Концепция синергетики
Законы термодинамики. Классификация термодинамических систем. Представления о закрытой, открытой и замкнутой системах. Концепция «тепловой смерти». Энтропия. Энтропия как мера упорядоченности системы. «Стрела времени». Особенности термодинамических процессов в открытых системах.
Процессы самоорганизации и их специфика. Условия осуществимости процессов самоорганизации в системе. Точка термодинамического равновесия системы. Принцип образования нового порядка через флуктуации. Роль обратных связей в системе. Особенность математических моделей, описывающих открытые системы и процессы самоорганизации.
Тема 7. Концепции космологии
Роль фундаментальных взаимодействий в процессе эволюции. «Горячее» рождение Вселенной; сценарии хаотической инфляции и Большого Взрыва. Нестационарность однородной Вселенной (закон Хаббла). Энтропия неравновесной Вселенной; адиабатическое расширение и остывание «горячей» Вселенной. Эволюция ранней Вселенной (первые три минуты). Каскад фазовых переходов и расщепление единого фундаментального взаимодействия. Возникновение топологии пространства-времени, фундаментальных частиц, кварк-лептонной плазмы и адронов. Барион-антибарионная асимметрия. Первичный синтез легких ядер.
Возникновение и эволюция «прозрачной» Вселенной; отделение безмассового излучения от массивного вещества. Рекомбинация электронов и ядер водорода и гелия. Реликтовое излучение и его роль как термостата Вселенной. Гравитационная неустойчивость и фрагментация вещества; критические масса и радиус. Роль первичных возмущений в формировании крупномасштабной структуры Вселенной. Сверхскопления и скопления галактик; звездная и газо-пылевая компоненты галактик.
Образование звезд и межзвездной среды в галактиках. Классификация звезд и их эволюция, поколения звезд.
Формирование Солнечной системы из протосолнечной туманности. Элементы сравнительной планетологии. Две группы планет; Земля и планеты земной группы. Солнечно-земные связи и усложнение структуры биосферы.
7
Формирование планеты Земля, ее строение и эволюция. Возникновение и динамика взаимосвязанных геосфер – литосферы, гидросферы, атмосферы, магнитосферы и биосферы. Контуры глобальной модели эволюции недр Земли. Модель тектоники плит. Роль нестационарной конвекции в мантии Земли. Периодическое возникновение и распад суперконтинентов.
Тема 8. Уровни познания вещества и химические системы
Особенности химии как науки и ее технологичность. Соотношение теоретической химии и физики. Великие химики и их открытия (Бутлеров А.М., Менделеев Д.И., Вант Гофф Я.Х. и др.). Закон постоянства состава Дальтона. Модели химии как модели вещества (химические элементы и соединения).
Представления о валентности как отражение способности отдельных атомов к взаимодействию. Постоянство валентности по отношению к определенным атомам и группам атомов. Энергетическая неэквивалентность химических связей.
Контролируемые условия химических реакций: зависимость скорости реакций от температуры (Аррениус); смещение химического равновесия под влиянием температуры, давления (Ле-Шателье); воздействие магнитного поля.
Катализ как неконтролируемое воздействие окружения. Значение катализа в процессах химического синтеза. Автокатализ. Идеи и модели эволюционной химии.
Тема 9. Концепции биологических систем
Предмет биологии как науки, ее особенности. Место биологии в современном естествознании. Основные образы биологии. Натуралистское направление в биологии и представления о ведущих таксономических единицах как эмпирический уровень описания живой природы. Особенности эволюционной биологии. Движущие силы эволюции по Ч. Дарвину. СТЭ и проблемы эволюции. Физико-химическая биология и ее вклад в понимание живого.
Представления о структурных уровнях в биологии. Клетка как фундаментальная модель живой материи на микроуровне. Обмен веществ и энергии как модель классической динамики живых объектов. Представления о межклеточных и внутриклеточных связях. Нейроны и гормоны как каналы передачи информации. Мессенджеры – переносчики информации. Прокариоты и эукариоты. Многоклеточные организмы. Биоценоз. Сообщества живых организмов и их иерархия. Понятия популяции, биоценоза, биогеоценоза, биосферы. Эволюция представлений о биосфере. Концепция биосферы В.И. Вернадского. Классификация веществ (по В.И. Вернадскому). Особенности живого вещества. Абиогенные гипотезы происхождения жизни на Земле. Ноосфера.
Тема 10. Концепции происхождения и эволюции человека
Основные гипотезы происхождения человека. Вклад Ч. Дарвина в учение об естественном происхождении человека. Антропология как наука и история ее формирования. Современная теория антропогенеза. Дискуссионные вопросы
8
антропогенеза. Эволюция человека (его предшественники). Движущие силы антропогенеза. Интегральная природа человека. Человек и ноосфера. Многообразие и единство человечества. Человек – дитя земли. Человек как космологическое существо.
Тема 11. Концепции экологии
Экосистемный подход: структура, взаимодействие между частями и целым. Взаимодействие экосистем с окружающей средой. Обмен веществом, энергией, информацией. Принцип обратной связи. Принцип избыточности. Виды устойчивости экосистем. Глобальные проблемы человечества и пути их решения. Основные модели современного общества.
ПЛАНЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Тема 1. Наука как специфическая форма духовной деятельности
1.Понятие науки и ее критерии.
2.Проблема классификации наук.
3.Демаркация науки от других видов знания.
4.Роль науки в современном обществе. Сциентизм и антисциентизм.
Темы докладов
1.Наука и ее особенности.
2.Социальные функции науки.
3.Сущность и последствия сциентизма.
4.Причины формирования антисциентизма.
5.Антисциентизм и глобальные проблемы человечества.
6.Особенности фундаментальных и прикладных наук.
7.Естественные, общественные и технические науки их особенности и роль в обществе.
8.Наука и религия в системе культуры.
9.Наука и кризис цивилизации.
10.Наука, квазинаука, лженаука.
11.Основные достижения науки ХХ века.
Литература
Учебная
1.Алексеев, С.И. Концепции современного естествознания: учеб. пособие /
С.И. Алексеев, Н.М. Юрина. М., 2004. С. 17-23.
2.Рузавин, Г.И. Концепции современного естествознания / Г.И. Рузавин. М., 1997.
Основная
1.Бабур, И. Религия и наука / И. Бабур. М., 2000.
2.Моисеев, Н.Н. Идеи естествознания и общественные науки / Н.Н. Моисеев.
М., 1991.
3.Наука и ее место в культуре. Новосибирск, 1990.
4.Поликарпов, В.С. Наука и мистицизм в ХХ веке / В.С. Поликарпов. М., 1990.
9
5.Разум или вера?: сб. ст. / под ред. Н.Л. Васильева. М., 2004.
6.Риккерт, Г. Науки о природе и науки о культуре: пер. с нем / Г. Риккерт. М., 1998.
7.Фейнберг, Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке / Е.Л. Фейнберг. М., 1992.
Дополнительная
1.Бестужев-Лада, И.В. Глобальный технологический прогноз / И.В. Бестужев-
Лада // Социс. – 2007. – №4. – С. 22-33.
2.Борзенков, В. проблема единства науки на рубеже веков / В. Борзенков // Высшее образование в России. – 2004. – № 8. – С.108-118.
3.Водопьянова, Е.В. Судьбы российской науки / Е.В. Водопьянова // Свободная
мысль – ХХI. – 2005. – 1. – С. 93-106.
4.Костюк, В.Н. Специфика экономики, основанной на знании / В.Н. Костюк // Общественные науки и современность. – 2004. – №4. – С.134-144.
5.Левин, Г.Д. Можно ли религиозное знание приравнять к научным гипотезам? /
|
Г.Д. Левин // Вопросы философии. – 2004. – |
С. 563. |
|
6. |
Менский, М.Б. Квантовая механика – |
сознание и мост между двумя |
|
|
культурами / М.Б. Менский // Вопросы философии. – 2004. – |
№6. – С.64-71. |
|
7. |
Семенов, В.С. Наука и религия: взаимоотношения, противоборство, |
||
|
перспективы / В.С. Семенов // Вопросы философии. – 2006. – |
№6. – С. 73-88. |
|
Тема 2. Естествознание в системе культуры
1.Естествознание как феномен культуры.
2.Естествознание и гуманитарные науки.
3.Парадигмы единой культуры.
Темы докладов
1.Естественнонаучное и экономическое знание: проблемы взаимовлияния.
2.Мировоззренческий аспект естественно-научного знания.
3.Дифференциация наук о природе.
4.Ч.П. Сноу о двух культурах.
5.Связь естествознания и экономических наук.
Литература
Основная
1.Гайденко, П.П. Эволюция понятия науки (ХVII-ХVIII) / П.П. Гайденко. М., 1987.
2.Ильин, В.В. Природа науки / В.В. Ильин, А.Т. Калинкин. М., 1985.
3.Ильин, В.В. Классика – неклассика – неоклассика: три эпохи в развитии науки / В.В. Ильин // Вестник МГУ. – Сер.7. Философия. – 1993. – №2.
4.Кузнецова, Н.И. Наука в ее истории / Н.И. Кузнецова. М.,1982.
5.Степин, В.С. Становление идеалов и норм постнеклассической науки / В.С. Степин / Проблемы методологии постнеклассической науки. М., 1992.
Дополнительная
1.Глазунов, В.А. Робототехника и постнеклассическая наука / В.А. Глазунов //
Вопросы философии. – № 11. – 2002. – С.135-148.
10