- •Концепции современного естествознания
- •А.И. Бочкарёв, в.М. Васюков, о.В. Козловская, и.А. Дымченко
- •«Поволжский государственный университет сервиса»
- •Концепции современного естествознания
- •1. Рабочая учебная программа дисциплины
- •1.1. Цели освоения дисциплины
- •1.2. Место дисциплины в структуре ооп специальности
- •1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- •1.4. Структура и объем дисциплины
- •1.4.1. Структура дисциплины (распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий)
- •1.4.2. Содержание дисциплины (распределение фонда времени по темам и видам занятий)
- •Человеческой культуры. История естествознания
- •1.1. Научное познание и роль науки в обществе. Структура естествознания
- •1.2. Естественные и гуманитарные науки
- •1.3. Эмпирический и теоретический уровни в естествознании
- •1.4. Возникновение рационального мышления. Формирование научного метода. Классический и неклассический периоды естествознания Геоцентрическая система мира
- •Гелиоцентрическая система мира
- •2.1. Механика Ньютона и детерминизм Лапласа. Законы сохранения
- •2.2. Дискретность и непрерывность материи в классическом естествознании
- •2.3. Концепции дальнодействия и близкодействия
- •3.1. Эволюция представлений о пространстве и времени
- •3.2. Постулаты и следствия специальной теории относительности
- •3.3. Взаимосвязь массы и энергии как основа ядерной энергетики. Основные положения и выводы общей теории относительности
- •3.4. Описание состояний в динамических и статических теориях. Законы термодинамики
- •3.5. Хаос, беспорядок и порядок в природе. Энтропия
- •В физике микромира. На переднем плане микромира
- •4.1. Противоречия в классической теории излучения и проявления концепции квантов. Корпускулярно-волновой дуализм
- •4.2. Особенности описания состояний в квантовой механике. Дискретные уровни энергии электронов в атомах и принцип Паули
- •4.3. Методы изучения микромира. Ускорители элементарных частиц. Стандартная модель элементарных частиц
- •I. Классификация элементарных частиц по значению спина
- •II. Классификация элементарных частиц по участию во взаимодействиях
- •4.4. Проблемы объединения фундаментальных взаимодействий
- •5.1. Химия и алхимия
- •5.2. Учение о составе вещества. Понятие о химических элементах. Периодическая система д.И. Менделеева
- •5.3. Учение о структуре вещества
- •5.4. Химические связи и строение молекул. Учение о химических процессах
- •5.5. Неорганические и органические соединения
- •Неорганические соединения
- •Органические соединения
- •5.6. Каталитическая и эволюционная химия
- •6.1. Масштабы и строение Вселенной
- •6.2. Развитие космологических и космологических представлений
- •6.3. Экспериментальные обоснования концепции Большого Взрыва. Темная материя и темная энергия
- •6.4. Разнообразие звезд, их строение и устойчивость. Рождение и термоядерная жизнь звезд. Смерть звезд
- •6.5. Солнце и солнечная система
- •6.6. Предмет и методы наук и Земле. Возникновение Земли и основные периоды геологической эволюции
- •6.7. Внутренние и внешние оболочки Земли
- •6.8. Тектоника литосферных плит. Эволюция атмосферы и гидросферы
- •7.1. Структурная иерархия живой материи. Феноменология жизни Признаки живой материи
- •Уровни организации живой материи
- •7.2. Молекулярные процессы в клетке
- •Строение клеток
- •Воспроизведение клеток
- •Обмен веществ и превращение энергии в клетке
- •Биосинтез белка
- •3 Нуклеотида → 1 аминокислота
- •7.3. Происхождение жизни и основные этапы ее эволюции Гипотезы происхождения жизни на Земле
- •Начальные этапы развития жизни на Земле
- •7.4. Генетика и эволюция
- •Закономерности наследования
- •Изменчивость
- •Генная инженерия и клонирование
- •Основные эволюционные теории
- •Микро- и макроэволюция
- •Факторы эволюции
- •Основные направления эволюции
- •Правила эволюции
- •8.1. Человек в иерархической структуре царства животных. Основные стадии антропогенеза
- •8.2. Социальная природа человека
- •8.3. Человек разумный Социально-географические особенности демографии
- •Социально-экологические особенности демографии. Окружающая среда и здоровье человека
- •8.4. Экосистема и ее элементы
- •Типы взаимодействия организмов
- •8.5. Геохимические функции живого вещества. Биосфера и человек
- •8.6. Глобальный экологический кризис
- •9.1. Естествознание и техника
- •9.2. Особенности эволюционных процессов в природе Самоорганизация в неживой природе
- •Самоорганизация в живой природе
- •Принципы универсального эволюционизма
- •Структурность и целостность в природе
- •Принципы целостности современного естествознания
- •9.3. Синергетика как наука о самоорганизации. Закономерности самоорганизации. Генезис синергетики. Моделирование самоорганизующихся процессов в природе и обществе
- •Методология постижения открытого мира
- •Принципы синергетики и синергетическая среда
- •Формирование инновационной культуры
- •3.Практические занятия (лабораторный практикум)
- •Практическое занятие 7. Естествознание и научно-технический прогресс. Самоорганизация в природе и в обществе (раздел 9)
- •Правила выполнения и оформления лабораторных работ
- •Лабораторная работа № 1. Изучение движения тел
- •Лабораторная работа № 2. Изучение статического равновесия механических систем
- •Лабораторная работа № 3. Изучение эволюции организационных структур методом моделирования электростатических полей
- •Лабораторная работа № 4. Исследование обменных процессов
- •Лабораторная работа № 5. Основные закономерности протекания химических процессов
- •Лабораторная работа № 6. Земля во вселенной
- •Лабораторная работа № 7. Солнечная активность
- •Лабораторная работа № 8. Сравнение строения клеток прокариот и эукариот
- •Лабораторная работа 9. Выявление активности процесса фотосинтеза
- •Лабораторная работа № 10. Исследование динамики открытых систем
- •Лабораторная работа № 11. Имитационное моделирование филогенеза
- •Лабораторная работа № 12. Изучение индивидуальных авторитмов
- •Лабораторная работа № 13. Исследование принципа симметрии
- •Лабораторная работа № 14. Экологическая характеристика места жительства, жилища и образа жизни
- •Лабораторная работа № 15. Изучение информационного поля конкурентного взаимодействий в малой социальной группе
- •Лабораторная работа № 16. Изучение оптических явлений и иллюзий восприятия действительности
- •Иллюзии цвета и контраста
- •Иллюзии восприятия глубины
- •4.Самостоятельная работа
- •Перечень тем творческих реферативных работ
- •5.Образовательные технологии
- •6.Оценочные средства для контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
- •Примерные тестовые задания для текущего, промежуточного и итогового контроля успеваемости обучающихся
- •Тема 1. Естествознание в контексте человеческой культуры. История естествознания
- •Тема 2. Механический детерминизм. Корпускулярные и континуальные концепции в естествознании
- •Тема 3. Пространство, время, относительность. Статистические закономерности в природе
- •Тема 4. Квантовые представления в физике микромира. На переднем крае физики микромира
- •Тема 5. Строение вещества
- •Тема 6. Вселенная. Звезды. Земля
- •Тема 7. Жизнь
- •Тема 8. Человек. Биосфера
- •Тема 9. Естествознание и научно-технический прогресс. Самоорганизация в природе и в обществе
- •7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
- •«Концепции современного естествознания»
- •445677, Г. Тольятти, ул. Гагарина, 4.
1.4. Возникновение рационального мышления. Формирование научного метода. Классический и неклассический периоды естествознания Геоцентрическая система мира
Первые картины мира созданы древнегреческими натурфилософами (философами природы) в период V–VI вв. до н.э.
Философия – форма постижения мира в целом, выявления общих принципов и закономерностей его бытия и познания.
Отличие философии от науки заключается в том, что философия пытается ответить на общие вопросы (о бытие, о свободе, о бессмертии, о таинствах мироздания), которые вряд ли будут иметь конечное решение. Наука же не берется за изучение мира в целом, она представляет частное познание и предполагает экспериментальную проверку результатов своих знаний.
Фалес Милетский (VI–VII вв. до н.э.) сформулировал проблему субстанции мира и выдвинул идею математического доказательства (круг делится диаметром пополам; в равнобедренном треугольнике углы при основании равны). Физическое начало всего сущего – вода, из нее все произошло: земля, воздух и живые существа.
Анаксимандр (VI–VII вв. до н.э.) первоначалом всего сущего считал «апейрон» – некое бесконечное и неопределенное начало.
Анаксимен (VI в. до н.э.) первоначалом жизни провозглашал воздух. Разряженный воздух превращается в огонь, затем становится эфиром, а сгущаясь, становится последовательно ветром, облаками, водой, землей, а потом камнем.
Гераклит (V–VI вв. до н.э.) первичным элементом считал огонь, но главной в его учении заложена идея изменчивости вещей и ему принадлежит фраза «все течет, все изменяется».
Пифагор (V–VI вв. до н.э.) в основу своей философии положил учение о числах: «все есть число». Пифагор символизировал справедливость с квадратом. В числах он видел и ключ к организации и пониманию Вселенной. Великим достижением пифагорейцев было открытие несоизмеримости диагонали и стороны квадрата, равной единице (открытие иррациональных чисел). Пифагорейцы представляли Землю в виде шара и считали, что она движется вместе с небесными телами Солнцем и Луной и таинственной протоземлей вокруг постоянно невидимого центрального огня.
Демокрит (IV–V вв. до н.э.) основал атомистическое учение: Вселенную состоит из маленьких бесчисленных неделимых частиц – атомов разной геометрической формы, движущихся в пустоте незаполненного пространства, которые никогда не возникают и не исчезают бесследно. Демокрит впервые сформулировал принцип детерминизма (причинности): настоящие события (причины) влекут за собой определенные последствия, являясь в свою очередь следствием предыдущих событий.
Евклид (III–IV вв. до н.э.) создал основы античной математики: элементарной геометрии, общей теории отношений, метода определения площадей и других разделов. Его геометрия до сих пор носит имя автора – евклидова геометрия, которая исходит из ряда интуитивных представлений, например, аксиома о непересекающихся параллельных прямых.
Аристотель (IV вв. до н.э.) – логик, ученый и философ, внес значительный вклад в физику, космогонию, биологию, математику, этику, риторику и другие науки, по существу основал их в качестве формальных дисциплин. Развивая учение по физике, Аристотель впервые разработал, хотя и противоречивые, представления о движении, т.е. заложил основы современной механики. Он был любимым учеником Платона, но отверг идеалистическую теорию идей учителя, подвергнув ее критике. Аристотель создает первую научно-философскую картину мира. Мир Аристотеля состоит из пяти стихий – земли, воды, воздуха, огня, эфира. Материя в его понимании – это то, «из чего вещь состоит», и то, «из чего вещь возникает», причем материя делима до бесконечности. В центре мира находится Земля, которая образует нашу планету, неподвижна и имеет форму шара. Вокруг Земли распределяются вода, воздух и огонь. Огонь распространяется до Луны, за которой находится небесный мир, принципиально отличающийся от земного. Небесный мир не пустой, все его тела и он сам состоят из некоего вещества – эфира. Эфир вечен, он не меняется и не превращается в другие элементы. Земле определялось центральное положение и абсолютная неподвижность – геоцентрическая система мира.
Клавдий Птолемей (I–II вв. н.э.) завершил геоцентрическая картина мира, построенную Аристотелем, создал математическую теорию видимого движения планет и представил ее в своем сочинении «Альмагест». Он предполагал, что вокруг неподвижной Земли находятся окружности и по ним происходит движение небесных тел.
Картина мира, созданная Аристотелем и Птолемеем, продержалась в науке почти два тысячелетия. Тезис Аристотеля о неизменности мира был принят на вооружение церковью. Этот период характеризуется как время первой естественнонаучной революции, которая привела к утверждению геоцентрической картины мира.