Концепции современного естествознания (стр. 5 )

3.  Становление науки в средневековой Европе.

4.  Физические идеи средневековья.

5.  Алхимия как феномен средневековой культуры.

6.  Трактовка происхождения жизни.

7.  Историческое значение средневекового познания.

Семинар 5. Тема обсуждения: Познание природы в эпоху Возрождения.

Вопросы для обсуждения:

1.  Условия и предпосылки формирования основ современного естествознания в XIY-XYII вв.

2.  Зарождение научной биологии.

3.  Гелиоцентрическая теория Н. Коперника.

4.  Формирование классической механики: И. Кеплер, Г. Галилей, Р. Декарт, И. Ньютон.

5.  Изучение магнитных и электрических явлений.

Семинар 6. Тема обсуждения: Естествознание XVIII – первой половины XIX в.

Вопросы для обсуждения:

Становление основных отраслей классической физики. Принцип дальнодействия. Развитие учения об электричестве и магнетизме в XVIII веке. Волновая теория света Т. Юнга. Возникновение полевой концепции. Закон сохранения и превращения энергии. Методологические установки классической астрономии. Возникновение и развитие научной химии. Значительные гипотезы теории эволюции: ламаркизм, катастрофизм, униформизм. Дарвиновская революция. Методологические установки классической биологии.

Семинар 7. Естествознание второй половины XIX - XX в.

Вопросы для обсуждения:

Изучение необратимых систем.

2.  Развитие представлений о пространстве и времени. Специальная и общая теория относительности А. Эйнштейна.

Теория электромагнитного поля. Открытие рентгеновских лучей.

5.  Возникновение и развитие квантовой физики.

Открытие радиоактивности. Открытие фотоэффекта и его законов.

8.  Прогресс в химических дисциплинах. Периодический закон и система элементов .

Становление учения о наследственности (генетики).

Семинар 8. Структура материального мира. Природа материи.

Вопросы для обсуждения:

Уровни организации материального мира.

2.  Фундаментальные взаимодействия в природе: гравитационное, электромагнитное, ядерное, слабое.

Элементарные частицы и их квантово-корпускулярная сущность.

4.  Вещество и поле.

Качественное многообразие вакуума.

Семинар 9. Физическая картина Мира.

Требуется специальная домашняя подготовка к семинару и предварительная работа с литературой. Студенты делятся на несколько групп (не более 5-7 человек в группе) и каждая группа готовит доклад, содержащий ответы на поставленные задачи. Каждая группа делегирует по одному докладчику. Докладчики выступают по очереди, члены других групп задают вопросы по ходу доклада.

Задания:

Выделить характерные особенности механистической картины Мира. Выделить характерные особенности электромагнитной картины Мира. Выделить характерные особенности квантово-полевой картины Мира.

Семинар 10. Тема обсуждения: Звездная форма бытия космической материи.

Вопросы для обсуждения:

1.  Виды звезд.

2.  Общая характеристика звезд (цвет, спектральный класс, температура, светимость, масса, радиус). Главная последовательность Герцпшрунга - Рассела.

3.  Эволюция звезд.

4.  Внутризвездные процессы.

5. Общая характеристика Солнца.

Семинар 11. Тема обсуждения: Планета Земля.

Вопросы для обсуждения:

Общая характеристика Земли. Строение Земли. Поверхность Земли. Атмосфера Земли. Концепции развития Земли: «теория катастроф», эволюционная теория. Геологическая история Земли: концепции движения материков, концепция эволюции океана и атмосферы, трансгрессия и регрессия океана, ледниковые эпохи, теории колебаний оледенений.

Семинар 12. Тема обсуждения: Эволюционное учение.

Вопросы для обсуждения:

Эволюционные идеи в додарвиновский период. Основные идеи теории эволюции Ч. Дарвина. Микроэволюция – процесс образования вида живого. Макроэволюционные процессы и закономерности. Современное эволюционное учение. Основные законы эволюции.

Семинар 13. Тема обсуждения: Мир живого.

Вопросы для обсуждения:

Определение жизни. Отличия живого от неживого. Гипотезы происхождения жизни на Земле. Учение о клетке. Размножение и индивидуальное развитие организмов. Особенности живых систем.

Развитие органического мира.

Семинар 14. Тема обсуждения: Феномен человека.

Вопросы для обсуждения:

Хронологические рамки эволюции человека. Действие основных факторов эволюции (естественный отбор, изоляция, волны численности, мутационный процесс) в современных человеческих популяциях и возможные пути эволюции человека в будущем. Особенности человеческого организма. Биологическое и социальное в онтогенезе человека. Генезис сознания и языка.

Семинар 15. Тема обсуждения: Биосфера и человек.

Вопросы для обсуждения:

Основные законы экологии. Факторы среды и общие закономерности их действия на живые организмы. Типы биотических взаимоотношений. Учение о сообществах: биоценозы; экосистемы; биосфера.

5.  Основные положения концепции биосферы .

Основные антропогенные факторы, преобразующие биосферу. Живое и биокосное вещество. Живые организмы – создатели современного облика биосферы. Ноосфера.

Семинар 16. Тема обсуждения: Химическая картина Мира.

Вопросы для обсуждения:

1.  Четыре основных способа решения основной проблемы химии.

2.  Химический элемент и химическое соединение.

3.  Пределы и проблемы структурной органической химии.

4.  Учение о химических процессах.

Эволюция химических систем.

Семинар 17. Тема обсуждения: Глобальные проблемы человечества.

Вопросы для обсуждения:

1.  Основные пути миграции и накопления в биосфере вредных химических соединений, опасных для человека.

2.  Типы загрязнения и их влияние на здоровье человека.

3.  Основные глобальные проблемы человечества.

4.  Устойчивое развитие человечества: экологический, экономический и социальный аспекты.

1.9 Самостоятельные работы по темам курса.

Общие рекомендации. Работы выполняются на отдельном листочке письменно от руки. Указывается имя, фамилия, группа и дата сдачи работы.

Самостоятельная работа № 1: История естествознания. Древняя Греция.

Задачи:

1. Кратко изложите суть теории, концепции или открытия философов древней Греции: Фалес, Пифагор, Гераклит, Анаксагор, Эмпедокл, Гиппократ, Аристотель, Теофраст, Гиппарх, Евклид, Архимед, Эратосфен.

2. Оцените роль этого открытия в развитии науки того времени и дайте современную оценку данной теории (осталась без изменения, развивалась дальше, отвергнута).

Примечание: в данном вопросе не требуется подробной библиографической и исторической справки о жизнедеятельности отдельных ученых.

Самостоятельная работа № 2: История естествознания. Эпоха Возрождения.

1. Кратко изложите суть теории, концепции или открытия отдельных ученых эпохи Возрождения: Леонардо да Винчи; Парацельс; У. Гарвей; Н. Коперник, Х. Гюйгенс.

2. Оцените роль этого открытия в развитии науки того времени и дайте современную оценку данной теории (осталась без изменения, развивалась дальше, отвергнута).

Примечание: в данном вопросе не требуется подробной библиографической и исторической справки о жизнедеятельности отдельных ученых.

Самостоятельная работа № 3: Способы формирования научной картины мира.

Задачи:

1. Самостоятельно сформулируйте определение понятий: Научная картина мира. Информация, Факты, Знания, Наука.

2. Изобразите с помощью любой графической схемы соотношение и зависимость этих понятий.

Самостоятельная работа № 4: Логика и закономерности развития науки

Задачи:

1. Сравните отличия представлений Т. Куна, и И. Лакатоса о движущих силах развития науки.

2. Рассмотрите необходимые условия для свершения научной революции, выдвинутые .

Литература:

–  К. Поппер «Предположения и опровержения: рост научного знания, гл. I» Логика и рост научного знания: избранные работы. М., Прогресс, 1983.

–  Т. Кун. Структура научных революций. 2-е издание. М., Прогресс, 1977.

–  И. Лакатос. «Фальсификация и методология научно-исследовательских программ» (главы 1, 3 и 4) / http://www. *****/library/lakat/01/1.html, http://www. *****/library/lakat/01/3.html, http://www. *****/library/lakat/01/4.html

–  Вернадский труды по истории науки. М.: Наука, 1981.

Самостоятельная работа № 5: Зависимость информации от энтропии.

Задачи:

1. Дайте определение понятиям "информация" и "энтропия" с точки зрения синергетического подхода"

2. Определите условия ограничения для количественных параметров информации (I) и энтропии (H).

3. Постройте график зависимости количества информации от энтропии для естественной системы.

Самостоятельная работа № 6: Концепции самоорганизации и системности.

Задачи:

1. Рассмотрите основные компоненты систем.

2. Перечислите типы систем.

3. Приведите примеры иерархического порядка систем.

4. Выделите условия процесса самоорганизации открытых систем.

5. Приведите примеры явлений самоорганизации в различных системах.

2. методические указания по самостоятельной работе студентов И КРИТЕРИИ ОЦенки знаний

Самостоятельная работа по курсу предполагает изучение рекомендованной литературы, подготовку к промежуточным тестам, написание предусмотренных программой работ, работу над рефератом и подготовку к семинарским занятиям.

Деятельность студентов в течение семестра оценивается следующим образом: работа на семинарах (50%), самостоятельные работы (30%), реферат (20%).

Работа на семинарах (50%)

Чтение текстов и участие в дискуссиях являются важными составляющими работы на семинарах. Приветствуются вопросы по структуре и содержанию текста, комментарии, помогающие уяснить значение основных категорий и т. п.

Пропущенные семинары необходимо отработать письменно. «Отработка» должна содержать основные моменты пропущенной темы занятия. Оценка за «отработки» не выставляется. Последний срок сдачи «отработок» – заключительное занятие по курсу (тем, кто не сможет присутствовать на заключительном занятии «отработку» необходимо принести заранее).

Неотработанные семинары являются основанием незачета по данному курсу.

Критерии оценки: регулярное присутствие и активное участие, уместность и глубина вопросов и комментариев, способность задавать живой импульс дискуссии и вовлекать других студентов в дебаты.

Оценки за активность на семинарах выставляются по 10-ти балльной шкале.

Критерии оценки работы студентов на семинарах следующие:

10 баллов – индивидуальный ответ, изложенный по существу структурно, логично, своими словами.

8 – 9 баллов - индивидуальный ответ, изложенный своими словами. Возможны мелкие проблемы с логикой изложения.

5 – 7 баллов - индивидуальный ответ, изложенный частично своими словами и чтением текста.

1 – 4 балла – индивидуальный ответ – уточнение (дополнение) по рассматриваемым вопросам семинарского занятия, задаваемые вопросы.

Самостоятельные работы (30%)

Самостоятельные работы выполняются на отдельном листочке письменно от руки. Указывается имя, фамилия, группа и дата сдачи работы.

Все письменные работы НЕ принимаются позже установленных сроков сдачи, за исключением документально подтвержденных случаев отсутствия вследствие болезни или форс-мажорных обстоятельств.

Критерии оценки письменных работ следующие:

10 – выдающаяся работа на высоком уровне, присутствует логика и оригинальность изложения, выдвинут и доказан тезис, видно уверенное владение освоенным материалом.

8-9 – очень хорошая работа, продемонстрированы не только усвоенные знания по курсу, но навыки анализа материала и самостоятельного мышления. Возможны мелкие проблемы с логикой изложения.

6-7 – хорошая работа, продемонстрированы усвоение фактических знаний по курсу и основные навыки аргументации, но изложение не вполне закончено с точки зрения обоснования тезиса и раскрытия вопроса.

4-5 – средняя работа, неполное усвоение фактических знаний по курсу, слабая логика изложения и обоснования.

2-3 – плохая работа, отрывочные знания по курсу, путаница в изложении.

1 – отсутствие каких-либо знаний.

0 – доказанный случай плагиата.

Реферат (20%)

Темы рефератов студенты выбирают согласно нумерации по учебному журналу.

Реферативная работа оформляется письменно от руки. Допускается печатное исполнение титульного листа, списка литературы, графических и табличных приложений.

Реферат оценивается по 20-ти бальной системе: 10 баллов – содержание; 6 баллов – используемая литература; 4 балла – оформление. Реферат возвращается на доработку при условии набора 10 баллов и менее.

Студенты, вовремя не сдавшие реферат, защищают свою работу на консультации или в дополнительно отведенное время.

Своевременное выполнение работ является предпосылкой к обоснованию возможности допуска студента к зачету (экзамену).

Методические рекомендации к написанию рефератов.

Реферат – это самостоятельная работа студента, литературный обзор какой-либо проблемы. В реферате сопоставляются с точки зрения разных авторов на поставленную проблему. Реферат не является конспектом, поэтому в нем не допускается прямая компиляция текстов из литературных источников. Если в реферате приводятся дословные цитаты или выдержки из литературных источников, то обязательна ссылка на автора с указанием года издания.

Реферат должен быть структурирован и иметь:

- Содержание (план) реферата;

- «Введение» с описанием цели исследования и постановкой проблемы;

- основную часть с главами (их количество не регламентировано);

- «Выводы» или «Заключение», где отражается результативная часть реферата (заключение шире по материалу, чем выводы). В заключении помимо объективных результатов исследования часто указываются области их применения, высказывается мнение о путях дальнейшего развития рассматриваемой проблемы, поэтому в «Заключении», как правило, более отчетливо выражена авторская позиция. Выводы излагают в утвердительной форме. Формулировать выводы надо ясно, просто, кратко и убедительно. Выводы необходимо пронумеровать.

- Список литературы, в который в алфавитном порядке включают только те работы, которые имеют прямое отношение к изложенному в реферате вопроса. Список оформляют по библиографическим правилам согласно ГОСТ.

При написании реферата:

- текст должен быть литературно обработан;

- отдельные части логически связаны;

- желательно, чтобы страницы работы имели поля: левое 30 мм, верхнее 20 мм, правое 10 мм, нижнее 20 мм;

- все страницы работы, включая иллюстрации и приложения, были пронумерованы по порядку от титульного листа до последней страницы (первой странице считается титульный лист, но на нем цифра «1» не ставится, на следующей странице ставится цифра «2» и т. д.).

На обороте последней страницы реферативной работы по данному курсу студенты обязаны от руки написать фразу: «Данная работа выполнена мной самостоятельно, все заимствования из работ других авторов, будь то парафраз или прямые цитаты, оформлены согласно правилам цитирования», и поставить под ней число и свою подпись. Работа, на которой данная надпись отсутствует, оцениваться не будет.

Для разъяснения непонятных вопросов лектором курса еженедельно проводятся консультации, о времени которых группы извещаются заранее.

Итоговый контроль осуществляется в форме экзамена (или зачета). Вопросы для экзаменов и зачета приведены в разделе 5.

3. Список ТЕМ РЕФЕРАТИВНЫХ РАБОТ

1.  История естествознания: наука в древних Вавилоне и Египте.

2.  История естествознания: наука в древнем Китае.

3.  История естествознания: наука в древнем Риме.

4.  История естествознания: наука в Европе в период Средневековья.

5.  История естествознания: наука в эпоху Возрождения.

6.  История естествознания: наука в XIX –XX в. в.

7.  Методология современного естествознания. Основные методы научного познания: общелогические, эмпирические, теоретические, исторические.

8.  Порядок и беспорядок в природе, энтропия, хаос.

9.  Иерархический принцип организаций систем.

10.  История взглядов на пространство и время.

11.  Гравитация и пространство-время. Общая теория относительности.

12.  Специальная теория относительности.

13.  Лапласовский и вероятностный детерменизм: сходства и различия.

14.  Симметрия. Основные законы симметрии. Симметрия в неживой и живой природе.

15.  Четыре иерархические концептуальные системы химии.

16.  Проблемы катализа химических реакций и решение задачи химического преобразования ядерной и солнечной энергии.

17.  Хромосомы - материальные носители генетической информации.

18.  Видообразование – источник возникновения многообразия в живой природе.

19.  Эволюция человека.

20.  Закономерности протекания эволюции.

21.  Микроэволюция – образование вида живого.

22.  Общая характеристика макроэволюции (образование крупных групп живого: родов, семейств, отрядов и т. д.).

23.  Механизм старения.

24.  Биологические ритмы – основа функционирования организма.

25.  Стресс.

26.  Патологии населения, связанные с загрязнением среды.

27.  Превращение вещества и энергии в биосфере.

28.  К вопросу об эволюции биосферы в ноосферу. (Работы и Тейяр де Шардена).

29.  Глобальные экологические проблемы человечества.

30.  Процессы самоорганизации в обществе.

31.  Основные особенности жизни с позиций термодинамики. Созидательная тенденция живого вещества.

32.  Проблемы происхождения и развития Земли.

4. вопросы для зачета / экзамена

1.  Естествознание как наука. Предмет, цели, задачи и методы естествознания.

2.  Наука и ее место в культуре. Структура науки и ее функции

3.  Этапы и методы научного познания. Отличие научных знаний от информации.

4.  Гипотеза и требования к выдвижению гипотез. Теория и закон.

5.  Понятие «система». Основные компоненты систем. Теория систем.

6.  Структура материального мира. Примеры иерархического порядка систем.

7.  Понятие самоорганизации. Условия самоорганизации. Синергетика. Теория катастроф. Явления самоорганизации в различных системах.

8.  Понятие информация. Аспекты исследования связи эволюции с информацией.

9.  Симметрия объектов и симметрия у законов природы.

10.  Принципы и законы симметрии.

11.  Основные начала термодинамики и применение их к организации окружающего мира.

12.  Формирование представлений об энергии и энтропии.

13.  Энтропия как инструмент для анализа эволюционных процессов.

14.  Условия и предпосылки возникновения теоретического и научного мышления в Древнем мире.

15.  Античная наука. Возникновение первых научных программ.

16.  Естественнонаучные достижения средневековой арабской культуры.

17.  Становление науки в средневековой Европе.

18.  Возникновение классической механики (И. Кеплер, Г. Галилей, Р. Декарт, И. Ньютон).

19.  Научные достижения XIX - XX веков.

20.  Научная революция в физике начала XX века: возникновение релятивистской и квантовой физики.

21.  Возникновение и развитие научной химии. Концептуальные системы химических знаний.

22.  Проблемы современной химии: учение о составе вещества, классификация вещества, структура химических соединений, проблемы учения о химических процессах, эволюционная химия.

23.  Развитие представлений о пространстве и времени. Общие свойства пространства-времени.

24.  Специальная и общая теории относительности.

25.  Становление современной космологической модели Вселенной.

26.  Галактики и их скопления.

27.  Звезды и их эволюция. Диаграмма Герцпшрунга – Рассела.

28.  Солнечная система и ее происхождение.

29.  Принципы современной физики (симметрия, ассиметрия, принцип дополнительности, законы сохранения, принцип соответствия, принцип неопределенности).

30.  Механистическая картина мира (основоположники, характерные особенности).

31.  Электромагнитная картина мира (основоположники, характерные особенности).

32.  Квантово-полевая картина мира (основоположники, характерные особенности).

33.  Классификация элементарных частиц.

34.  Материя как физическая реальность. Эволюция представлений о материи.

35.  Структурные уровни материи в физике. Фундаментальные физические взаимодействия в природе: общая характеристика.

36.  Образы, идеи, принципы и понятия биологии

37.  Ламаркизм. Катастрофизм. Униформизм.

38.  Основные идеи эволюционного учения Ч. Дарвина. Основные формы естественного отбора в популяциях.

39.  Становление учения о наследственности (генетики).

40.  Создание синтетической теории эволюции. Основные идеи, понятия и принципы синтетической теории эволюции.

41.  Биосфера. Биогеохимические функции биосферы.

42.  Основные уровни организации живого (общая характеристика).

43.  Существенные черты живых систем.

44.  Основные гипотезы возникновения жизни на Земле.

45.  Основные этапы геологической истории Земли.

46.  Развитие органического мира (основные пути эволюции растений и животных).

47.  Естествознание о происхождении человека.

48.  Феномен человека (онтогенез человека, особенности строения человека, отличительные черты психики и сознания человека).

49.  Биологическое и социальное в онтогенезе человека.

50.  Генезис сознания и языка.

51.  Глобальные проблемы человечества.

52.  Современная естественнонаучная картина мира.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ТЕСТЫ ПО КУРСУ

«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»

6.ПРИЛОЖЕНИЕ В СХЕМАХ И ТАБЛИЦАХ ЧАСТИ ПОЛОЖЕНИЙ КУРСА «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕНОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»

(*использованы материалы из Грядовой современного естествознания. Структурный курс основ естествознания. Учебное пособие в схемах, определениях и таблицах. – М.: УЧПЕДГИЗ, 2000.-284 с.)

Схема 1. Предмет учебного курса «Концепции современного естествознания»

Схема 2. Основные признаки естественнонаучной и гуманитарной культур

ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ КУЛЬТУР
Специфика естественнонаучной культуры состоит в том, что знания о природе отличаются высокой степенью объективности и достоверности (истинности)	Специфика гуманитарной культуры состоит в том, что системообразующие ценности гуманитарного знания определяются и активизируются исходя из социальной позиции человека

Схема 3. Общая классификация методов научного познания

МЕТОДЫ
Эмпирические наблюдение описание измерение эксперимент сравнение	Теоретические формализация аксиоматизация гипотетико-дедуктивный метод

Схема 4. Наука о природе, естествознание

Естествознание – это:

система знаний и деятельности (по её достижению), объектом которых является природа – часть бытия, существующая по законам, не созданным активностью людей; система наук о природе.

Естествознание имеет двоякую цель:

Раскрытие сущности явлений природы, познание их законов и предвидение на их основе новых явлений. Указание на возможность использовать на практике познанные законы природы.

Схема 5. Общая периодизация истории естествознания

Период	Этап	Имена ученых, внесших существенный вклад в развитие естествознания
I период (с VI в. до н. э.)	Этап натурфилософии	Фалес, Пифагор, Демокрит, Аристотель, Евклид, Архимед, Птолемей и др.
II период (до второй половины XV в.)	Этап схоластики	Мухаммед аль-Баттани, Ибн-Юнас, Ибн-Рушд, Ибн-Сина (Авиценна), Ф. Аквинский, У. Оккам и др.
III период (вторая половина XV-XVIII в.)	Этап механистического естествознания	Н. Коперник, Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, И. Ньютон, А. Лавуазье, и др.
IV период (конец XVIII - XIX век)	Этап эволюционных идей в естествознании	И. Кант, Ж. Кювье, , Ч. Дарвин, М. Фарадей, Г. Гельмгольц, Д. Менделеев, А. Бутлеров и др.
V период (конец XIX – начало XX в.)	Этап крушения механистического естествознания	, П. Кюри, Д. Томпсон, Э. Резерфорд, Э. Геккель, Д. Максвелл, Г. Герц, Ж. Пуанкаре, К. Циолковский и др.
VI период (XX век)	Этап современного развития естествознания	Н. Бор, А. Эйнштейн, Э. Резерфорд, М. Планк, А. Фридман, В. Гейзенберг, Луи де Бройль, М. Борн, Д. Уотсон, Ф. Крик, Н. Винер, Э. Шредингер и др.

Схема 6. Общие закономерности организации мироздания (естественнонаучная картина мира)

Схема 7. Структурные уровни организации мироздания (естественнонаучная картина мира)

Три уровня строения мироздания

Мегамир	Макромир	Микромир
Мир больших космических масштабов и скоростей. Пространство измеряется в астрономических единицах, световых годах и парсеках; время – в миллионах и миллиардах лет.	Мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами жизни на Земле. Пространство измеряется в миллиметрах, сантиметрах и километрах; время – в секундах, минутах, часах, годах.	Мир микрообъектов. Мир предельно малых масштабов. Пространственные характеристики исчисляются от 10-8 до 10-16 см, а время – от бесконечности до 10-24 сек.

Схема 8. Физическая картина мира

Физическая картина мира – общее теоретическое знание в физике, которое включает:

основополагающие философские и физические идеи; фундаментальные физические идеи; основные принципы, законы и понятия;

·  принципы и методы познания.

С одной стороны, физическая картина мира есть обобщение всех ранее полученных знаний о природе и определенная ступень познания человеком материального Мира и его закономерностей.	С другой стороны, физическая картина мира есть процесс введения в физику новых основополагающих идей, принципов, понятий и гипотез, которые меняют основы теоретической физики; одна физическая картина заменяется другой.
Схема физической картины мира связана со сменой представлений о материи: от атомистических, корпускулярных представлений о материи к полевым, континуальным, а затем к квантовым. Отсюда вытекает и три физических картины мира: механистическая, электромагнитная и квантово-полевая.
Механистическая картина мира Формируется на основе механики Леонардо да Винчи, гелиоцентрической системы Н. Коперника, экспериментального естествознания Г. Галилея, законов небесной механики И. Кеплера, механики И. Ньютона.
Электромагнитная картина мира Формируется на основе начал электромагнетизма М. Фарадея, теории электромагнитного поля Д. Максвелла, электронной теории , постулатов теории относительности А. Эйнштейна.
Квантово-полевая картина мира Формируется на основе квантовой гипотезы М. Планка, волновой механики Э. Шредингера, квантовой механики В. Гейзенберга, квантовой теории атома Н. Бора.

Схема 9. Философское и естественнонаучное представления о материи

Философский подход │ Понятие материи │ Единственное свойство материи быть объективной реальностью │ Гносеологический аспект понятия материи Материя есть философская категория для обозначения всей объективной реальности, с помощью которой решается основной вопрос философии.

Естественнонаучный подход │ Учение о материи │ Свойства материи: всеобщность, неуничтожимость, неисчерпаемость, …∞ │ Онтологический аспект понятия материи Материя – научное понятие, с помощью которого исследуются основные формы, состояния, свойства, основные характеристики предметов, явлений, процессов природы. Знания о материи опираются на данные физики, химии, биологии и т. п.

Схема 10. Структурность и системность материи

В неорганической природе в качестве структурных уровней организации материи выделяют:

элементарные частицы; атомы; молекулы; поля; физический вакуум; макроскопические тела; планеты и планетные системы; звезды и звездные системы (галактики); системы галактик (Метагалактика).

Множество объектов будет целостной системой, если энергия связи между ними больше их суммарной кинетической энергии совместно с энергий внешних воздействий, направленных на разрушение системы.

С переходом от мегосистем к макросистемам, молекулам и атомам к гравитационным силам добавляются электромагнитные, намного более мощные, чем первые. В атомных ядрах действуют еще более мощные ядерные силы. Чем меньше размеры материальных систем, тем более прочно связаны между собой их элементы.

Примечание:

Система – совокупность элементов и связей между ними;

Структура – совокупность связей между элементами.

Схема 11. Концептуальные системы химических знаний

Развитие химии – это процесс становления концептуальных систем, причем каждая новая возникала на основе предыдущей и включала ее в себя в преобразованном виде.

I. Учение о составе (1660-е г. г.).

Это первый концептуальный уровень. Данный уровень связан с исследованием различных свойств веществ в зависимости от их химического состава, определяемого их элементами. В период с середины XVII в. до второй половины XIX в. учение о составе вещества представляло собой всю химию. Оно существует и сегодня, представляя собой часть химии.

II. Структурная химия (1800-е г. г.)

Второй концептуальный уровень познания свойств предполагает исследование структуры, т. е. способа взаимодействия элементов вещества. К этому времени стало очевидно, что свойства веществ, их качественное многообразие обусловливаются не только составом, но и структурой молекул. Этот уровень, как более высокий, включает в себя первый.

III. Учение о химических процессах (1950-е г. г.).

Третий концептуальный уровень связан с исследованием внутренних механизмов и условий протекания химических процессов (скорость протекания процессов, температура, давление и т. п.). Химия становится наукой не только о веществах, сколько наукой о процессах и механизмах изменения вещества.

IV. Эволюционная химия (1970-е г. г.).

Четвертый концептуальный уровень представляет собой дальнейшее развитие предыдущего уровня. Он предполагает более глубокое изучение природы и условий протекания химических процессов (применение катализаторов и т. п.). На этом уровне наблюдается самоорганизация химических систем.

Схема 12. Проблемы современной химии (эволюционная химия)

Самоорганизация эволюционных систем (субстратный подход)

Отбор химических элементов в процессе самоорганизации предбиологических систем внес определенные закономерности в этот процесс:

- Основу живых систем составляют только шесть элементов, получивших название органогенов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, общая весовая доля которых в организме составляет более 97%. За ними следуют 11 элементов, которые принимают участие в построении многих физиологически важных компонентов биосистем: натрий, калий, кальций, магний, железо, кремний, алюминий, хлор, медь, цинк, кобальт. Их весовая доля в организме -1,6%. Есть еще 20 элементов, участвующих в построении и функционировании отдельных узкоспецифических биосистем, доля которых составляет около 1%. Участие всех остальных элементов в построении биосистем практически не зафиксировано.

- Картина химического мира свидетельствует об отборе элементов. В настоящее время насчитывается около 8 млн. химических соединений. Из них 96% - органические, состоящие из тех же 6-18 элементов. Из остальных 90 химических элементов Природа создала всего около 300 тыс. неорганических соединений.

- Геохимические условия не играют существенной роли в отборе химических элементов при формировании органических и биологических систем. Определяющими факторами в отборе химических элементов в данном случае выступают условия соответствия этих элементов определенным требованиям:

а) способность образовывать прочные и энергоемкие химические связи;

б) эти связи должны быть лабильны, т. е. легко подвергающиеся гомолизу, гетеролизу или циклическому перераспределению.

Вот почему углерод отобран из многих других элементов как органоген № 1.

Схема 13. Некоторые основные обобщения биологических наук

Живые системы подчиняются физическим и химическим законам	Все живые организмы – животные, растения и бактерии состоят из клеток (клеточная теория)
Многообразие живой природы является результатом действия трех взаимосвязанных факторов эволюции: наследственности, изменчивости, естественного отбора	Наследственный фактор живого, функционально неделимая единица наследственной информации – ген (генная теория)
Процессы метаболизма происходят с участием ферментов	ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - главный носитель генетической информации
Витамины – предшественники коферментов	Биохимические реакции находятся под контролем генов
Гормоны регулируют функции клеток	Все живые организмы определенной области находятся в тесных взаимоотношениях друг с другом и с окружающей средой

Схема 14. Структурные уровни живой материи

В современной теоретической биологии выделяют пять основных уровней организации:

Молекулярно-генетический уровень. На этом уровне происходит репродукция в неизменном или изменном виде молекулярных структур, ответственных за жизненные процессы, в которых закодирована генетическая информация, - в первую очередь нуклеиновых кислот и белков. Этим обеспечивается передача наследственной информации от поколения к поколению, почему указанный уровень должен считаться элементарной основой эволюции. Клеточный уровень. На этом уровне происходит пространственное разграничение и упорядочение процессов жизнедеятельности благодаря разделению функций между специфическими структурами. Онтогенетический (организменный уровень). На этом уровне осуществляется декодирование и реализация генетической информации, завершающиеся становлением дефинитивной организации; при этом возникают фенотипические признаки, служащие материалом для естественного отбора. На этом уровне создаются особенности как структурные, изучаемые макро - и микроморфологией, так и функциональные, изучение которых составляет предмет физиологии, биофизики и биохимии. Популяционно-видовой уровень. На этом уровне изменения, возникающие на первых трех уровнях, приводят к настоящим эволюционным преобразованиям (микроэволюция) за счет выработки новой адаптивной нормы и связанного с ней процесса видообразования.

Биогеоценотический (биосферный) уровень. На этом уровне протекают вещественно-энергетические круговороты, вызванные жизнедеятельностью организмов и образующие в сумме большой биосферный круговорот.

Схема 15. Феномен человека (онтогенез человека)

*В познании роли наследственности и среды в онтогенезе человека немаловажное место занимают понятия – «генотип» и «фенотип». Генотип – генетическая (наследственная) конституция организма. Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма, формирующихся в процессе взаимодействия его генетической структуры (генотипа) и внешней по отношению к нему среды. Фенотип человека включает ряд элементов (биологические задатки, кодируемые в генах; природная и социальная среда; деятельность индивида; его сознание).