Вопрос 1

Предмет изучения и содержание дисциплины КСЕ…

Концепции – основные понятия, идеи, законы, принципы, общие для всех естественных наук (напр., природа, материя, движение, энергия, масса, сила, температура, энтропия, элемент, атомы и молекулы, эволюция и т. п.). Естествознание – комплекс естественных наук о явлениях и законах природы, включает астрономию, физику, химию, геологию, биологию, экологию и др., которые подразделяются на более узкие направления научных исследований (сегодня насчитывают несколько тысяч естественных наук). Традиционно отделяют естественные науки от технических, общественных, экономических, гуманитарных и т. п.

Природа – все то, что нас окружает, включая самого человека, продукты его материальной и духовной деятельности (включая мысли, идеи, мифы, философию, искусство и т. п.), а также институты и организации человеческого общества. Современное научное естествознание не учитывает существование каких-либо внеприродных сил (Бога, Творца, Мирового разума и т. п.), т. е. того, что нельзя проверить на практике или доказать (напр., нематериальность духа, бессмертие души), считая, что духовная деятельность человека не- отделима от материальной основы. Одна из центр задач естествознания – установление границ природы, доступной нашему наблюдению и изучению. Сегодня мы можем наблюдать природу по пространственным масштабам от 10²⁶ м (радиус космологического горизонта) до 10^-18 (радиус слабых взаимодействий), но теоретически предполагается, что размеры нашей Вселенной гораздо шире в ту и другую стороны. Закон природы – утверждение в словесной или математической форме, которое выражает постоянство, повторяемость, порядок, необходимую причинно-следственную связь природных явлений и процессов, взаимосвязи объектов и систем природы и их свойств (напр., законы сохранения, закон возрастания энтропии, закон всемирного тяготения, закон радиоактив. распада, периодический закон, законы генетики и т. п.). К законам примыкают принципы, лежащие в основе ест-науч теорий, которые проверяются по их следствиям (напр., фундам. прин-пы материаль единства природы, прич-ости и случай-сти, симметрии и сохр-ния, эволюции и самоорг-ии и др.)

Краткая история развития естествознания.

Естествознание возникло в Новое время в Западной Европе.

1.Донаучный (натурфилософия)

С античности до 15-16 вв. Главные особенности: наука не оформилась в форме научного теоретического знания. Факты объясняются на основе общих принципов. Главные методы: сочинение принципов, наблюдение. В античное время сложилась 1-ая научная программа – анатомизм, программа Аристотеля. Достижения: в античности на теоретическом уровне оформились астрономия (геоцентрич. система мира), геометрия Эвклида.

2. Научная революция 16-17 вв. Сущность в переходе от натурфилософской картины мира к естественно-научн. 1.гелиоцентрич. картина мира Коперника 2.открытие движения планет Коперником 3. Галилео Галилей ввёл количественный метод исследования, сформулир. закон инерции. 4. Ньютон создал теорию механика – теорию, которая описывает основные законы движения объекта.

3. Классический период в истории естествознания. 18 в.- до конца 19 в., начала 20 в. Физика – лидер естествознания. Новейшая революция в физике (переход от объективного макромира к микромиру ) Развивается механика Ньютона (термодинамика в нач. 19 в. и весь 19 в.) (Карно, Больцман) закон сохранения, энтарпия замкнут. систем. Биология классификация (Линней, Ламарк, бэр, дарвин) Химия (Менделеев, лавуазье) Геология

4. Неклассический период (связан с развитием физики) Особенности: изучение микрообъектов Физика: переход к квантовой механике, теория относительности противник Лагунов. Достиж.: атом. физика, теор. физич. вакуума (Шипов), эфиродинам., ритмодинам. Биология: генетика, квантов. генетика.

5.Постнеклассич. период. Связан с развитием сети. Начало 21 в. Наука стала изучать информацию. Информатика (прикладная), информациология (фундаментальная)

Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания.

Что дает наука для улучшения жизни людей? Что она дает небольшой группе людей, желающих знать, как устроен окружающий нас мир? Один из существенных признаков разделения естественных наук на прикладные и фундаментальные базируются именно на этих двух смыслах: ценной в первом случае считается прикладная наука, во втором – фундам. Причем следует отметить, что фун. наука – это работа на будущее, и если мы не хотим оставить себя без будущего, то фун. наука должна существовать. Разумеется, все люди в целом, и особенно те, кот вкладывают деньги в науку, думают немного по-другому. Для них – основная цель все-таки машины. И функция ученых, по их мнению, «скатывается» не к тому, чтобы искать, а к тому, чтобы находить. В 50-х годах нашего века, в США были сформулированы основные характеристики термина «фун.е»:

• исследование, которое не соотнесено ни с каким конечным результатом

• бесполезно решительно для всех

• ищущее знание, которого пока нет

• предпринимаемое только потому, что этого желает исследователь

• не нуждающееся в ограничениях секретности

• проводимое исследователем, кот не в состоянии объяснить, чем он занят

• новое исследование в области, не имеющей практического значения

Проблемы, кот ставятся перед учеными извне, называются прикладными. Проблемы, возникающие в самой науки, - фун.

Прикладное исследование может иметь очень большое значение и для самой науки, в то время, как фундаментальное исследование может быть пустяковым.

Большинство фундаментальных исследований никогда не найдут своего применения. Этому три причины:1) зачем «копать» глубоко, если можно доказать или получить необходимое с помощью прикладных наук;2) фундаментальные исследования делаются с большим превышением потребностей во временных направлениях науки, от кот зачастую потом отказываются. Тем более в последнее время чаще стали использоваться теоретические методы исследования, в отличие от эксперимента. Причина этого в дорогом оборудовании для экспериментальных исследований. Так рождаются многочисленные теории ради теорий;3) ученые всегда стремились к неоправданному обобщению. У общества нет выбора, и оно вынуждено идти на издержки просто потому, что отделить заранее бесполезное от полезного невозможно. Сегодня полезность должна рассматриваться не только в возможной выгоде завтра, но и в том, что они позволяют поддерживать высокий научный уровень. Кстати, низкий уровень прикладных институтов объясняется тем, что рядом с прикладниками в них нет спец-тов, занимающихся фун. исследованиями.

Важнейшие достижения современного естНевозможно перечислить все достижения во всех отраслях естествознания, но можно однозначно утверждать, что большинство из них воплотилось в современных наукоемких технологиях. Высокотемпературная сверхпроводимость, молекулярные пучки, химические лазеры, достижения ядерной химии, химический синтез ДНК, клонирование и т.п.- вот некоторые очень важные достижения современного ест.

Высокотемпературная сверхпроводимость. История нач с 1911, когда датский ученый Камерлинг-Оннес, исслед электрическое сопротивление охлажденных металлов, обнаружил, что при охлаждении ртути до температуры жидкого гелия (4,2 К), электрическое сопротивление этого металла скачком уменьшается до нуля. А это значит, что металл при данной температуре переходит в сверхпроводящее состояние. В 1941 для бинарного сплава NвN была устан t сверхпроводящего перехода около 15К, а в 1973 примерно 23 К для другого бинарного сплава NвGe. С1986 нач новый этап исследованя сверхпроводимости, положивший начало высокотемп сверхпроводимиостм: был синт 4компонент материал на основе оксидов меди, темп перехода кот сост приблиз 37К. Широкое применение сверхпроводников позволит сократить рассеяние энергии в различного рода электрических цепях.

Химические лазерыЭксперементальное исслед смеш 2 газообразных соединений позволило устан распределение энергии между молекулами. Например, в результате реакции атомного водорода с молекулярным хлором в газовой форме образуется хлороводород и атомарный хлор, кот излучают и-к свет. Анализ спектра излучения показывает, что существення часть энергии представляет собой энергию олебательного движения молекулы HCl. Данные исследования привели к созданию первого химического лазера – лазера, получ энергию от взрыва смеси водорода с хлором.

Молекулярные пучкиПредставляет собой струю молекул, образ при испарении в-ва в специальной печи и пропускании его через узкое сопло, формирующее пучок в камере, в которой поддерживается сверхвысокий вакуум, исключающий межмолекулярные столкновения. Направ молек пучка на реагенты.За эксперим Ноб премия по химии Юан-Чен Ли и Дадли Хермбаху. Опыты позв опред ключевые реакции при горении этилена, при котором в реакции этилена с кислородом образуется короткоживущая молекула.