методические указания
по изучению дисциплины и подготовке к различным видам занятий, текущему контролю знаний и промежуточной аттестации
Изучение курса “Концепции современного естествознания” складывается из следующих занятий:
1. Изучение основного материала по учебному пособию
Юнита 1
Введение.
В.1. Парадигма физической реальности.
В.2. Материя и её структура: микро-, мезо-, мегамир, био - и ноосфера.
В.3. Упорядоченность природы. Основные элементы гармонии.
В.4. Пространство и время. Релятивистский взгляд на законы природы.
Глава первая. Количественные характеристики материи, гармонии и
пространства-времени.
1.1. Количественная оценка (мера) пространства и времени.
1.2. Энергия–универсальная мера материи, движения и взаимодействия.
1.3. Энтропия и информация – количественные оценки случайного и закономерного.
1.4. Энергетические (материальные) и информационные процессы. Их взаимосвязь.
Глава вторая. Роль энтропии и взаимодействий в возникновении и накоплении гармонии.
2.1. Второе начало термодинамики и необратимость времени.
2.2. Физические взаимодействия и время.
2.3. Неустойчивость хаоса.
2.4. Возникновение упорядоченных состояний в микромире.
2.5. Формирование простейших систем – ядер, атомов и молекул.
Глава третья. Конденсированное состояние вещества. Неравновесные и диссипативные системы.
3.1. Термодинамика неравновесных систем.
3.2. Основные законы накопления порядка в диссипативных системах.
3.3. Химическая эволюция.
Глава четвёртая. Строение и эволюция Вселенной.
4.1. Релятивистская модель Вселенной. Эффекты Хаббла и Ольбера.
4.2. Возникновение и строение галактик.
4.3. Возникновение и эволюция звёзд.
4.4. Возникновение и эволюция Солнечной системы.
Глава пятая. Управляемые системы.
5.1. Обратная связь – главный принцип управления.
5.2. Динамика систем обратной связи.
5.3. Дискретные (цифровые) и непрерывные (аналоговые) системы передачи и накопления информации.
5.4. Сложные структуры обратной связи. Системы оптимального управления.
Юнита 2
Глава шестая. Информационные процессы в биологических системах.
6.1. Определение и основные признаки биологических систем.
6.2. Термодинамика клетки.
6.3. Структура информационной системы клетки.
6.4. Информационные процессы в клетке.
6.5. Управление в клетке.
6.6. Управление в многоклеточных организмах.
6.7. Происхождение и эволюция живых организмов.
6.8. Биосфера.
6.9. Кибернетика поведения высших животных. Поведенческий инстинкт.
Глава седьмая. Интеллектуальные системы.
7.1. Интеллект - высшая форма развития неравновесных управляемых систем.
7.2. Интеллект как инстинкт. Связь с другими инстинктами человека.
7.3. Познание окружающего мира. Самопознание человеком самого себя.
7.4. Духовная жизнь человека.
7.5. Происхождение и эволюция интеллекта.
7.6. Искусственный интеллект.
Глава восьмая. Социальные системы. Цивилизация. Ноосфера.
8.1. Основные признаки, элементы и свойства социальных систем.
8.2. Природные факторы, обуславливающие возникновение социальных систем.
8.3. Общественное производство. Рынок. Роль интеллекта в расширенном
воспроизводстве.
8.4. Управление социальными системами. Роль государства и права.
8.5. Потребление.
8.6. Происхождение и эволюция общественного интеллекта.
8.7. Ноосфера.
2. Написание контрольной работы по одной из следующих тем
1. Парадокс близнецов.
2. Как был открыт закон тяготения?
3. Инертная и гравитационная массы.
4. Симметрия в физике, математике и жизни.
5. Суть квантовой теории.
6. Законы атомного мира.
7. Что такое познание природы?
8. Астрология - блеф или наука?
9. Религия и естествознание.
10. Закономерность и случайность.
11. Естественно – научные взгляды , Эйнштейна, Пуанкаре,
Фейнмана, Винера, Бора (на выбор).
12. Звезды и их эволюция.
13. Эволюция Вселенной.
14. Черные дыры.
15.Что такое управляемая система?
16. Кибернетика живых организмов.
17. Эволюция живой природы.
18. Что такое интеллект?
19. Основы психологии человеческого общения.
20. Основы политэкономии социализма.
21. Роль воды в электронно-ионных процессах живых организмов.
22. Проблемы экологии.
23. Эволюция человека.
24. Психология толпы и общества.
25. Психология научных коллективов.
26. Человек и компьютер.
27. Что такое память?
1. Структурные уровни организации материи: микромир, макромир и
мегамир.
29. Познание окружающего мира. Самопознание человеком самого себя.
Духовная жизнь.
30. Определение и основные признаки биологических систем.
31. Энтропия и информация – качественные оценки случайного и
закономерного.
32. Энергия – универсальная мера материи.
33. Синергетика и информация.
34. Физика и геометрия. Геометродинамика.
35. Энтропия и информация.
36. Вещество и поле.
37. Симметрия и асимметрия в неживой и живой природе.
38. Античастицы и антивещество.
3. Самопроверка качества усвоения знаний по темам практических занятий:
Тема 1. Время и относительность
1. Самые точные часы.
2. Почему у движущихся объектов разное время?
3. Чем отличается близнец космонавт от близнеца землянина?
4. Может ли время протекать в обратную сторону?
Тема 2. Парадокс близнецов
1. Самые точные часы.
2. Почему у движущихся объектов разное время?
3. Чем отличается близнец космонавт от близнеца землянина?
4. Может ли время протекать в обратную сторону?
Тема 3. Инертная и гравитационная массы
1. Как доказать, что инертная и гравитационная массы эквивалентны?
2. Как теория относительности объясняет возникновение инерциальных и гравитационных сил?
3. Одинаково ли время на 7-м и 1-м этажах УТИС? Где оно протекает быстрее?
4. Одинаково ли время на остановке и в движущемся трамвае?
5. Может ли масса переходить в движение или взаимодействие и наоборот?
6. Отличается ли масса нагретого и холодного тела?
7. Отличается ли масса провода с током от массы обесточенного провода?
Тема 4. Симметрия в физике, математике и жизни
1. Симметрия во времени: чем отличается фильм, запущенный в обратную сторону?
2. Симметрия в пространстве: почему осколки в калейдоскопе кажутся красивыми, а без – грудой бытового стекла?
3. Симметрия взаимодействий элементарных частиц – когда и как она нарушается?
4. Нарушение взаимодействия элементарных частиц и возникновение мира?
5. Почему цветок розы кажется красивее ромашки?
6. Почему стихотворная речь красивее прозы?
Тема 5. Как был открыт закон Всемирного тяготения
1. Как установить, что вокруг чего вращается: Земля вокруг Солнца или наоборот?
2. Что дала гелиоцентрическая концепция науке?
Открытия, сделанные на основании закона всемирного тяготения?
3. Как теория относительности объясняет гравитацию?
Тема 6. Суть квантовой теории
1. Как обнаружить, где расположена птица в лесу?
2. А можно ли также обнаружить комара?
3. Какие Вы знаете, объекты природы, обладающие в определенном месте пространства и времени?
4. Являются элементарные частицы корпускулами (шариками)?
5. Почему при описании частиц прибегают к волновому процессу?
6. Волной чего является функция частиц?
7. Можно ли вывести уравнение Шредингера для обыкновенной волны?
8. Можно ли из уравнения Шредингера вывести закон Кулона?
Тема 7. Элементарные частицы
1. Что такое элементарные частицы: корпускулы (шарики), сгустки, волны?
2. Что больше по размерам электроны или протоны?
3. Может ли ядро состоять только из нескольких протонов?
4. Почему Солнце и все звезды состоят в основном из водорода?
5. Чем отличается нейтрино от фотона?
6. Видел ли кто-нибудь элементарную частицу?
7. Что такое дефект массы?
8. Что такое аннигиляция? Могут ли исчезать элементарные частицы?
9. Что такое кварки?
Тема 8. Что такое познание природы
1. Что общего между молнией, клеем, радиоволнами, компасом и формой снежинки?
2. Как отличить сон от реальности?
3. Видел ли ( или слышал, или нюхал) кто-нибудь электрон?
4. Можно ли предвидеть будущее?
5. Видим ли мы, глядя из окна, деревья?
6. Что такое закон природы?
7. Ленин сказал: «Материя – это объективная реальность, данная нам в ощущении». Найти в этой фразе, по крайней мере, три логические ошибки.
Тема 9. Что такое память
1. Информация и память.
2. Механизмы памяти.
3. Виды памяти.
4. Забывание.
5. Потеря памяти – амнезия.
6. Восстановление памяти.
7. Возможности и резервы памяти.
Тема 10. Закономерность и случайность
1. Можно ли точно рассчитать траекторию пули?
2. Точно ли повторяется траектория движения Земли вокруг Солнца из года в год?
3. Можно ли точно рассчитать время Солнечного затмения? А погоду в это время?
4. Привести примеры упорядоченного движения воздуха.
5. С какой средней скоростью движутся молекулы воздуха при температуре 200С? А при температуре – 200C?
6. В каких единицах измеряется хаос?
7. Физический смысл энтропии?
8. Каково наиболее вероятное состояние атомов углерода, водорода, азота, фосфора, кислорода – в виде отдельных газов или в виде молекулы ДНК?
9. Что в природе вызывает возникновение встречного процесса – от хаотического состояния к упорядоченному?
Тема 11. Звезды и их эволюция
1. Из чего состоят звезды?
2. Действие каких сил определяет размеры звезды?
3. Откуда берется тепловая энергия звезды?
4. Из каких этапов состоит эволюция звезды?
5. Могут ли планеты образовываться из материала звезды?
6. Как ученые устанавливают химический состав звезд?
7. Прогноз эволюции Солнца.
8. Что будет с Землей, когда Солнце будет красным гигантом?
Тема 12. Эволюция Вселенной
1. Почему ночью небо черное?
2. Конечна или бесконечна Вселенная? Ограничена ли она? В чем разница?
3. Модель Фейнмана. Два варианта развития Вселенной.
4. Как обосновывается расширение Вселенной?
5. Строение Вселенной?
6. Хаотически или упорядоченно расположены галактики? Какая модель больше подходит для Вселенной «капли» или «кристалла».
7. Как устроена наша Галактика?
8. Где в Галактике находится Солнце и как оно движется?
9. Что такое большой взрыв и большой треск?
10. Могла ли сформироваться Вселенная, если бы не было ассимметрии взаимодействий между элементарными частицами?
11. Какова средняя температура Вселенной?
12. Почему Вселенная остыла после Большого взрыва?
Тема 13. Черные дыры
1. Структура черной дыры.
2. Что такое сферы Шварцшильда и горизонт событий?
3. Сколько времени понадобится космонавту, летящему к черной дыре, чтобы достигнуть горизонта событий? Будет ли он и его корабль деформироваться?
4. Заметит ли космонавт изменение течения времени при приближении к горизонту событий?
5. Из чего состоит ядро черной дыры?
6. Как вырваться из плена черной дыры?
7. Какую информацию и как сообщает о себе черная дыра в окружающее пространство?
8. Что является более упорядоченной системой: черная дыра или звезда, из которой она образована?
9. Какие еще есть варианты завершения эволюции звезд и когда они возникают?
10. Дальнейшая судьба черной дыры?
Тема 14. Астрология – наука или блеф
1. Какие причинно – следственные связи (законы) лежат в основе астрологии?
2. Можно ли предвидеть будущее?
3. Зависит ли психология и физиология человека от космических факторов?
4. Можно ли увязать психологические признаки человека с его сезонным развитием?
5. Как астрологи определяют связь даты с созвездием зодиака?
6. Почему в наше время, в нашем обществе так сильно возросла тяга к астрологии?
7. Есть ли у астрологии признаки научной теории – точный предмет исследования, постулаты, теоремы, суждения и выводы?
8. Почему космические религии отвергают астрологию?
Тема 15. Что такое управляемая система
1. Привести примеры управляемых систем?
2. Определение процесса управления.
3. Обратная связь.
4. Устойчивость управляемых систем.
5. Что такое аттрактор?
6. Оптимизация процесса управления пассивным и активным объектом.
Тема 16. Модели поведения живых организмов
1. Что в клетке напоминает по своим функциям ПЗУ, процессор, монитор?
2. Как кодируется и как считывается информация, записанная в ДНК?
3. Что такое память?
4. Как устроена в живом организме память?
5. Что в клетке играет роль источника питания?
6. Можно ли сосчитать информацию, записанную в ДНК?
7. Электронная модель нейрона.
8. Сколько бит информации содержит мозг человека?
9. В чем трудность создания искусственного интеллекта?
Тема 17. Кибернетика живых организмов
1. Что в клетке напоминает по своим функциям ПЗУ, процессор, монитор?
2. Как кодируется и как считывается информация, записанная в ДНК?
3. Что такое память?
4. Как устроена в живом организме память?
5. Что в клетке играет роль источника питания?
6. Можно ли сосчитать информацию, записанную в ДНК?
7. Электронная модель нейрона.
8. Сколько бит информации содержит мозг человека?
9. В чем трудность создания искусственного интеллекта?
Тема 18. Естественно - научные взгляды Эйнштейна, Пуанкаре, Бора, Винера, Фейнмана
1. Почему Эйнштейн в своих работах часто идентифицировал законы природы с богом?
2. Действительно ли он верил в бога?
3. Допускал ли Эйнштейн существование пространства – времени без материи?
4. Почему Эйнштейн не соглашался с постулатами квантовой механики, одним из создателей которой был он сам?
5. Что лежало в основе убеждений Эйнштейна в существовании единой причины всех взаимодействий.
6. Взгляды какого философа Эйнштейн считал наиболее близкими к своим?
7. В чем видел основную причину в физике Пуанкаре?
8. Что считал Пуанкаре истинными знаниями? Как, по его мнению, можно отличить истинные знания от мнимых?
9. Что побудило Пуанкаре утверждать, что, по его мнению, материя исчезла?
10. Из каких этапов состоит по Пуанкаре, творческий процесс в науке?
11. Какую догму отбросил Винер при создании кибернетики?
12. Возможно ли создание устойчивых управляемых систем без отрицательной обратной связи?
13. Что такое управление?
14. Что такое кибернетика, и из каких разделов она состоит?
15. Какой компонент природы изучает кибернетика?
16. Как объяснил Бор устойчивость и дискретность электронных орбит атома?
17. Как объяснить принцип неопределенности?
18. Можно ли обнаружить частицу, совершающую равномерное вращательное движение? А равномерное прямолинейное движение?
19. Какой минимальный путь должна совершить частица, движущаяся равноускоренно (ускорение ā) и прямолинейно, чтобы ее можно было обнаружить прибором? В течение какого времени частица пройдет этот путь?
Тема 19. Религия и естествознание
1. Почему у дикарей помимо вождя обязательно есть шаман? Почему его нет ни в одном стаде обезьян?
2. Связано ли развитие науки и религии?
3. Может ли Христос, Будда, Магомет и Иегова отменить закон Бойля – Мариотта?
4. В чем главное отличие взглядов религии и современной науки на законы природы?
5. Почему материалисты отвергали генетику и кибернетику?
6. Можно ли считать материализм научным взглядом на мир?
7. Какова нынешняя роль религии?
Тема 20. Основы психологии человеческого общения
1. Почему умная Софья полюбила не Чадского, а Молчалина?
2. В чем цель каждого человека, вступившего в общение с другими?
3. Роль подсознания в мышлении человека.
4. Психологическая структура человеческого сознания. Как ее учитывать в процессе человеческого общения.
5. Как правильнее вести диалог, дискуссию?
6. Должен ли директор завода общаться с рабочими? Хорош ли тот директор, который общается с рабочими?
7. Какие способы передачи мыслей от человека к человеку вы знаете?
Тема 21. Кибернетика социальных систем (законы управления рыночной и административно – командной системами)
1. Была ли уничтожена при социализме эксплуатация и эксплуататорский класс?
2. Структура управления производством при социализме. Как осуществляется обратная связь?
3. Как осуществляется обратная связь при рыночной экономике?
4. Можно ли воплотить в жизнь лозунг – от каждого по способностям, каждому – по труду?
5. Какова цель производства при социализме?
6. Какова цель производства при капитализме?
7. Возможна ли свобода личности при социализме?
8. В чем разница между социальной справедливостью и равенством?
4. Сдача экзамена и зачета:
а) зачет ставится при правильном написании контрольной работы.
б) экзамен проводится по тестам (см. файл 5).
Самопроверку знаний, полученных при изучении основного материала (Юнит 1 и 2) рекомендуется проводить после изучения конкретных тем так, как указано в Юнитах.
