- •1.История и закономерности развития естествознания в различные исторические периоды.
- •2.Роль естествознания в научно-техническом прогрессе.
- •3.Особенности методологии естествознания
- •4.Классификация методов естествознания и их роль в познании
- •2.Теоретические
- •3.Общие
- •5.Системность и редукционизм в науке
- •6.Интеграция в естественнонаучном знании
- •7.Закон, категория, парадигма как инструменты естественнонаучного познания.
- •8.Естественные и гуманитарные науки, специфика естественнонаучного познания
- •9.Естественная и гуманитарная культуры, их взаимосвязь и различие. Путь к единой культуре.
- •10.Натурфилософская картина мира. Период схоластики в естествознании.
- •11.Гелиоцентрическая система мира. Основные ученые этого периода и их заслуги.
- •12.Предпосылки становления классической картины мира
- •13.Особенности механистической картины, ее значение для развития науки
- •14.Электромагнитная картина мира
- •15.Квантово-полевая картина мира
- •16.Движение – способ существования материи. Основные формы движения материи и их взаимосвязь.
- •17.Структурные уровни организации материи (микро-, макро-, мегамир)
- •18.Пространство и время. Пространственно-временной континуум.
- •19.Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
- •20.Общая характеристика теории относительности
- •21.Поле как универсальный переносчик взаимодействия. Виды фундаментальных взаимодействий. Сравнительная характеристика.
- •22.Открытые системы. Диссипативные системы. Самоорганизация материи. Синергетика как основа объединения естественных наук.
- •23.Порядок и хаос в материальном мире. Роль синергетики.
- •24.Самоорганизация и эволюция материального мира
- •25.Динамические и статистические закономерности в природе
- •26.Законы дальнодействия и близкодействия
- •27.Учение Демокрита об атомизме
- •28.Общая характеристика элементарных частиц. Теория кварков.
- •29.Происхождение Вселенной. Гипотеза большого взрыва.
- •30.Модели Вселенной. Эволюция Вселенной. Современная модель Вселенной по Гамову.
- •31. Строение Вселенной: галактики(типы), звезды, звездные системы. Квазары, пульсары.
- •33. Эволюция звезд и галактик.
- •34. Теории происхождения небесных тел во Вселенной.
- •35. Концепции происхождения, эволюции и строения Солнечной системы.
- •36.Характеристика планет солнечной системы.
- •36.Строение Солнца и процессы, происходящие в его недрах.
- •37.Строение планеты Земля. Основные характеристики.
- •39 История геологического развития Земли. Принцип униформизма (Лайель) и теория катастроф (Кювье).
- •Униформизм. Актуалистический метод
- •40.Различные модели строения атома.
- •41.Значение периодического закона Менделеева для понимания естественнонаучной картины мира.
- •42.Основные законы классической химии.
- •43.Сущность химической связи и ее виды.
- •44.Химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность веществ.
- •45.Катализ и каталитические процессы.
- •46.Сиснтез новых химических материалов- способ хранения природных ресурсов.
- •47.Уровни организации и свойства живых систем.
- •48.Понятие о клетке как первооснове живой материи. Функции клетки.
- •49.Современые представления о роли днк и рнк как носитель наследственной информации.
- •50.Биополимеры, их классификация, функции и роль в организме.
- •51.Основные положения клеточной теории.
- •52.Фотосинтез – основополагающий процесс живой природы
- •53.Молекулярные основы воспроизведения генетической информации
- •54.Механизмы изменчивости организмов
- •55.Генетика – ключевая наука современной биологии. Генная инженерия
- •56.Генетический код-основа наследственности. Свойства генетического кода.
- •57.Концепции эволюции Ламарка и Дарвина.
- •58.Синтетическая теория эволюции.
- •59.Эволюционное учение и современные представления об эволюции.
- •60.Естественный отбор - движущая сила эволюции.
- •61.Концепции происхождения жизни на Земле (5 гипотез)
- •62. Учение Вернадского о биосфере. Живое вещество. Ноосфера.
- •63.Роль экологии в естественнонаучном и прикладном аспектах. 4 закона экологии Барри Коммонера.
- •4 Закона экологии Барри Коммонера:
- •64 Глобальные экологические проблемы и пути их решения.
- •65.Строение атмосферы и влияние человека на нее.
- •66. Сущность глобального экологического кризиса, его компоненты и пути преодоления.
23.Порядок и хаос в материальном мире. Роль синергетики.
В соответствии с классическими физическими представлениями в замкнутой системе происходит выравнивание температур, система стремится к своему термодинамическому равновесию, порядку, соответствующему максимуму энтропии (Энтропия – это мера неупорядоченности системы). В физической картине мира принцип возрастания энтропии соответствует одностороннему течению явлений, т. е. в направлении хаоса, беспорядка и дезорганизации. Один из основателей классической термодинамики Р. Клаузис в своей попытке распространить законы термодинамики на Вселенную пришел к выводу: энтропия Вселенной всегда возрастает. Если принять этот постулат как реальный факт, то во Вселенной неизбежно наступит тепловая смерть.
В мире постоянно идет процесс возникновения нового, эволюции и развития разного рода систем. Согласно эволюционной теории Дарвина, живая природа развивается в направлении усовершенствования и усложнения всё новых видов растений и животных. В обществе наблюдается процесс социального творчества, т. е. созидания нового.
Ответить на вопрос, как происходит эволюция и возникновение в природе, как происходит организация порядка из хаоса, «решила» новая наука синергетика (совместно с новой неравновесной термодинамикой, теорией открытых систем).
Синергетика -наука, целью которой является выявление, исследование общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравноценных системах различной природы (физических, химических, биологических, экологических и др.).
Классическая термодинамика в своем анализе систем отвлекалась от их сложности и проблем взаимосвязи с внешней средой. По существу, она рассматривала изолированные, закрытые системы. Но в мире есть и открытые системы, которые обмениваются веществом, энергией информацией со средой. В открытых системах тоже возникает энтропия, происходят необратимые процессы, но за счет получения материальных ресурсов, энергии и информации система сохраняется, а энтропию выводит в окружающую среду. Открытые системы характеризуются неравновесной структурой. Неравновесность связана с адаптацией к внешней среде (система вынуждена изменять свою структуру), система может претерпевать много различных состояний неопределенность и т. д. Переход от термодинамики равновесных процессов, к анализу открытых систем ознаменовал крупный поворот в науке, многих отраслях научных знаний. В открытых системах обнаружен эффект самоорганизации, эффект движения от хаоса к порядку.
Немецкий физик Герман Хакен термином «синергетика» предложил обозначить совокупный, коллективный эффект взаимодействия большого числа подсистем, приводящих к образованию устойчивых структур и самоорганизации в сложных системах.
24.Самоорганизация и эволюция материального мира
Самоорганизация – это способность материи к самоусложнению и созданию упорядоченных структур в ходе эволюции.
В зависимости от подхода к описанию самоорганизации в определение включают характеристики системы, тип внутреннего фактора, особенности процесса.
История.
Гипотеза о упорядочении в системе за счёт её внутренней динамики высказывалась философом Р. Декартом в пятой части «Рассуждения о методе». Позже он подробно разработал эту идею в так и не опубликованной книге «Le Monde».
И. Кант выдвинул небулярную гипотезу, согласно которой планеты образовались из туманности за счёт притяжения и отталкивания,
Диссипативная самоорганизация (синергетический подход).
Определение, данное Г. Хакеном в 1980-е гг. в рамках синергетики:
«Самоорганизация — процесс упорядочения (пространственного, временного или пространственно-временного) в открытой системе, за счёт согласованного взаимодействия множества элементов её составляющих».
Характеристики системы:
-открытая (наличие обмена энергией/веществом с окружающей средой)
-содержит неограниченно большое число элементов (подсистем)
-имеется стационарный устойчивый режим системы, в котором элементы взаимодействуют хаотически (некогерентно).
Характеристики процесса:
-интенсивный обмен энергией/веществом с окружающей средой, причём совершенно хаотически (не вызывая упорядочение в системе)
-макроскопическое поведение системы описывается несколькими величинами — параметром порядка и управляющими параметрами (исчезает информационная перегруженность системы)
-имеется некоторое критическое значение управляющего параметра (связанного с поступлением энергии/вещества), при котором система спонтанно переходит в новое упорядоченное состояние (переход к сильному неравновесию)
-новое состояние обусловлено согласованным (когерентным) поведением элементов системы, эффект упорядочения обнаруживается только на макроскопическом уровне
-новое состояние существует только при безостановочном потоке энергии/вещества в систему. При увеличении интенсивности обмена система проходит через ряд следующих критических переходов; в результате структура усложняется вплоть до возникновения турбулентного хаоса.
Методы синергетики были использованы практически во всех научных дисциплинах: от физики и химии до социологии и филологии.
Консервативная самоорганизация (супрамолекулярная химия и фазовые переходы).
В 1987 г. Жан-Мари Лен — основатель супрамолекулярной химии ввел термины самоорганизация и самосборка, вследствие необходимости описания явлений упорядочения в системах высокомолекулярных соединений при равновесных условиях, в частности образование ДНК. Изучение вещества в наносостоянии, образование сложной структуры в процессе кристаллизации без внешнего воздействия также потребовало описание этих явлений как самоорганизации. Но в отличие от синергетического подхода эти явления происходят в условиях близких к термодинамическому равновесию.
Континуальная самоорганизация (концепция эволюционного катализа).
Концепция эволюционного катализа разработанная А. П. Руденко является альтернативной концепцией самоорганизации для биологических систем. В отличие от когерентной самоорганизации в диссипативных системах с большим числом элементов (макросистем), рассматривается континуальная самоорганизация для индивидуальных (микро-) систем. В рамках данного подхода определяется, что самоорганизация как саморазвитие системы происходит за счёт внутренней полезной работы против равновесия.