Рабочая программа дисциплины Естественнонаучная картина мира (стр. 2 )

Общая характеристика естественнонаучного развития в эпоху средневековья. Господство религиозной схоластики и искоренение научных достижений античности в V-ХII в. в. н. э. Роль алхимии в развитии естествознания и ее достижения в эпоху средневековья.

Арабская линия в средневековой науке, ее общие черты и отличия от европейской линии. Возрождение и развитие античных естественнонаучных достижений в работах выдающихся арабских ученых (Хорезми, Бируни, Авиценны, Омара Хайяма, Улугбека).

Естественнонаучное развитие в эпоху Возрождения. Постепенный отход от натурфилософии и зарождение элементов современной науки. Взаимосвязь развития естествознания и техники как материальной базы новой науки. Леонардо да Винчи – универсальный гений эпохи Возрождения, его заслуги перед естествознанием.

Развитие астрономической метрологии и необходимость пересмотра системы мира Птолемея. Коперника об устройстве Вселенной. Первая научная революция в естествознании.

Зарождение специальных естественных наук – анатомии (А. Везалий), физиологии и эмбриологии (У. Гарвей). Зарождение новой физики и выдающаяся роль в ней Г. Галилея.

Формирование новой научной методологии, ее основные положения. Выдающийся вклад в методологию Ф. Бэкона и Р. Декарта.

Развитие достижений Н. Коперника в работах И. Кеплера. Завершение подготовительного этапа формирования механики как единой науки о движении земных и небесных тел.

Естественнонаучное развитие в новое время (эпоха капитализма). Выдающаяся роль И. Ньютона как создателя классической механики – первой законченной научной теории. Влияние классической механики на научное мировоззрение эпохи капитализма. Формирование первой физической картины мира и ее воздействие на развитие специальных наук. Вторая научная революция. Механистическая картина мира (Г. Галилей, И. Кеплер, И. Ньютон). Основные положения механической картины мира.

Основные достижения специальных наук в ХVII-ХVIII вв., базирующиеся на механистическом подходе к явлениям природы: физики жидкости (Э. Торричелли, Б. Паскаль), газа (Р. Бойль, Э. Мариотт), твердого тела (Р. Гук), электричества и магнетизма (Кулон, Гальвани, Вольта, Ом), химии (А. Бойль, А. Лавуазье, А. Авогадро), физиологии.

Возрождение античного системно-эволюционного подхода к изучению биологических объектов (Ж. Кювье, К. Линней, Ж. Ламарк).

Естественнонаучное развитие в ХIХ веке и его характерные особенности. Третья революция в естествознании. Открытие закона сохранения и превращения энергии и его значение для естествознания (Ю. Майер, Д. Джоуль).Вклад химиков в диалектизацию естествознания (Ф. Велер, Ш. Жерар, ).

Открытие полевой формы материи и его значение для естествознания (М. Фарадей, Д. Максвелл). Принципиальное отличие полевого подхода в изучении взаимодействия тел от неполевого (дальнодействие и близкодействие). Уравнение Максвелла как теоретическое обоснование единой природы электричества и магнетизма.

Замена физической механистической картины мира электромагнитной, ее основные положения. Преимущества электромагнитной картины мира в объяснении явлений и объектов природы.

Четвертая научная революция в естествознании. Проникновение вглубь материи. Доказательства дискретности строения вещества: открытие электрона (Д. Томсон) и радиоактивности атома (А. Беккерель, П. и М. Кюри). Модель атома Резерфорда-Бора.

Торжество дискретно-атомистического подхода в химии и биологии ХIХ в. Менделеева, в области химии.

Создание клеточной теории и ее значение в биологии (М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов).

Дарвином основных закономерностей биологической эволюции и их общенаучное значение. Менделем основных законов биологической наследственности, общенаучное значение этого достижения. Взаимоотношения открытий Ч. Дарвина и Г. Менделя на начальном этапе эволюционного учения и в дальнейшем.

Естествознание в конце ХIХ – первой половине ХХ вв. как отражение качественного скачка познания природы. Взаимоотношения классической и релятивистской механики. Общая теория относительности А. Эйнштейна и относительность пространства и времени.

Новейшая революция в естествознании и замена электромагнитной картины мира квантово - полевой, ее основные положения.

Проявление новейшей естественнонаучной революции в области биологии, становление и развитие молекулярной биологии (Ф. Крик, Д. Уотсон, Т. Морган, Л. Полинг, Ф. Сенгер). Значение молекулярной биологии для биологических наук и естествознания в целом.

Модуль 2. Современная естественнонаучная картина мира

Панорама современного естествознания. Основные направления развития современного естествознания (в области физики, химии, биологии) и их главные научные проблемы.

Современная научно-техническая революция (НТР) и ее характерные особенности. Влияние НТР на развитие естествознания и общественный прогресс. Основные направления развития НТР (освоение новых источников энергии, создание материалов с заданными свойствами, разработка информационных технологий и т. д.).

Основные категории естествознания: материя, движение, пространство, время, организация. Материя как объективная реальность. Антипод материи – идеальное. Материализм и идеализм как два альтернативных методологических подхода к происхождению мира. Формы материи: вещество, поле и вакуум. Их взаимопревращение и основные закономерности таких процессов. Общность и различие вещественной и полевой форм материи. Корпускулярно-волновой дуализм.

Движение – неотъемлемое свойство материи. Формы движения материи, их иерархия. Естествознание как общая наука о природных формах движения материи.

Пространство – как основная категория естествознания. Абсолютное и относительно, однородное и неоднородное, дискретное и непрерывное пространства, их отличия. Евклидова и неевклидовы геометрии пространства, их особенности.

Время как форма существования материи. Абсолютное и относительное, однородное и неоднородное, дискретное и непрерывное время, их отличия. Направленность («стрела») времени.

Понятие о 4-х мерном пространстве-времени (). Интервал между событиями и его инвариантность. Проблема «путешествий во времени и пространстве».

Организация – важнейшее свойство движущейся материи. Организация - как мера упорядоченности системы. Виды организации: структура и ритм. Их различие и диалектическое единство. Основные количественные характеристики организации: неопределенность, энтропия, информация.

Вероятность и организация. Единицы измерения информации – бит и байт. Передача информации по каналам связи. Способы борьбы с помехами: избыточное кодирование, фильтрация. Применение информационного подхода в естествознании (информационная емкость молекул, уровень организации биосистем, пропускная способность рецептивных каналов, кодирование и фильтрация информации в органах чувств и др.)

Понятие о самоорганизации.

Схема структурной организации материи и ее основные свойства (древовидность, самозамкнутость, иерархичность).

Уровни структурной организации фундаментальной материи. Элементарные частицы как низший уровень материальных структур. Классификация элементарных частиц по различным критериям (массе, электрическому заряду, времени жизни и др.) Гипотеза кварков и ее значение для объяснения многообразия элементарных частиц, кварковая модель адронов.

Фундаментальные взаимодействия (силы природы) – решающий фактор движения и организации материи. Виды фундаментальных взаимодействий и их основные характеристики (радиус действия, относительная величина, частицы – переносчики). Современные научные представления о единстве фундаментальных взаимодействий. Перспективы теоретического объединения всех сил.

Объединение элементарных частиц в атомные ядра, основные закономерности этого процесса. Ядерные реакции синтеза и расщепления. Объединение атомов в молекулы. Виды химической связи и ее фундаментальная природа. Объединение молекул в простые вещества. Основные агрегатные состояния вещества. Плазма – особое состояние вещества. Отличия низкотемпературной и высокотемпературной плазмы. Основные свойства плазмы.

Уровни структурной организации геологической ветви материи: минералы – горные породы – геологические формации –надформационные структуры (геосинклинали, геоплатформы) - земная кора Геосфера и ее оболочки (магнитосфера, атмосфера, гидросфера, литосфера, мантия, барисфера).

Структуры мегамира: планеты, звездно-планетные системы, звездные системы (галактики), Вселенная (Метагалактика), соотношение их уровней организации. Органическое единство мега - и микромира, обусловленное единством их происхождения.

Структурные уровни организации биологической ветви материи. Биологические макромолекулы - основные структурно-функциональные элементы жизни. Основные виды биомолекул, особенности строения, функции. Клетка - структурная и функциональная единица организма. Основные положения клеточной теории (Т. Шванн, М. Шлейден, Р. Вирхов). Органоиды клетки, их функции. Ткани, органы, системы органов, организм, сообщества организмов. Сложные биологические системы: популяция, вид, биогеоценоз. Их особенности и иерархия.

Человек – тело и разум. Ветвь интеллекта в организации материи. Единство материального и идеального в организации мозга. Человеческий мозг как высший уровень организации материи.

Геосфера, биосфера, ноосфера как завершение ветвей структурной организации материи. Единство и различие всех сфер.

Ритмическая организация материи – закономерное следствие ее временной организации. Гипотетические представления о внутренней природе, происхождении и эволюции естественных ритмов.

Электромагнитные взаимодействия как субстрат и причина большинства известных ритмов. Их проявление в изменениях состояний атомов, молекул и надмолекулярных структур. Астрономические мегаритмы (для Вселенной, Галактики, Солнечной системы), и их проявление на уровне глобальных геологических и биологических процессов.

Солнечные ритмы. Два вида солнечных ритмов: - физические (ритм солнечной активности); - геометрические (астрономические). Ритмы магнитосферы Солнца, их связь с «солнечным ветром» и влияние на земные процессы.

Гравитационные солнечно-лунно-земные ритмы и их проявление на нашей планете. Лунно-земные ритмы, обусловленные периодичностью лунных фаз. Гидросферные, атмосферные и литосферные приливы, их связь с жизнедеятельностью