Монография «Концепции современного естествознания

Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Введение………………………………………………………
Организационно-методические указания…………………………..
Тематический план…………………………………………………
Содержание дисциплины…………………………………………..
Список литературы………………………………………………...
Электронные издания………………………………………………
Ссылки на Интернет-ресурсы……………………………………...
Периодические издания……………………………………………
Методические рекомендации по подготовке к семинарам
Общие методические рекомендации преподавателям и
студентам…………………………………………………….
Методические рекомендации преподавателям…………….
Методические рекомендации студентам…………………...
Методические указания студентам по организации
самостоятельной работы…………………………………….
Методические рекомендации по написанию контрольных
работ…………………………………………………………..
Темы контрольных работ………………………………………….
Требования к содержанию и оформлению рефератов…….
Темы рефератов…………………………………………………….
Вопросы к зачету…………………………………………….
Вопросы к экзамену………………………………………….
Контрольные тесты по всему курсу………………………...
Тезаурус……………………………………………………………
Персоналии…………………………………………………………
Заключение…………………………………………………………
3
4
8
12
26
28
33
34
35
36
131
131
132
133
135
138
140
144
147
149
152
162
180
184
Введение
Учебно-методическое пособие по дисциплине «Концепции
современного естествознания» составлено в соответствии с
требованиями
Государственного
образовательного
стандарта
высшего профессионального образования и программой по
специальностям:
060400
«Финансы
и
кредит»,
060500
«Бухгалтерский учет, анализ и аудит»,
061100 «Менеджмент
организации»,
080500»Менеджмент» (бакалавриат), 080100
«Экономика» (бакалавриат), 021100 «Юриспруденция», 030500
«Юриспруденция» (бакалавриат).
Дисциплина « Концепции современного естествознания» входит
в федеральный компонент цикла общих математических и
естественнонаучных дисциплин и является обязательной для
изучения.
Понятие "концепция" означает единый, определяющий замысел,
ведущую мысль какого-либо произведения. Соответственно под
концепциями
естествознания
следует
понимать
такие
фундаментальные естественнонаучные идеи, модели и положения,
которые проявляют себя во всех естественных науках. Курс
Концепции современного естествознания введен в цикл общих
естественнонаучных дисциплин базового высшего образования с
целью ознакомления студентов гуманитарных направлений с
достижениями современного естествознания и формирования у них
представлений о современной научной картине мира.
К концепциям современного естествознания относятся наиболее
фундаментальные, общие закономерности в природе, которые единой
нитью проходят не только через естественнонаучное знание, но и
через гуманитарную культуру. Цель изучения КСЕ - показать и
обосновать целостность всего современного знания о природе
недифференцированного на естественнонаучный и гуманитарный
сегменты. Задачи - раскрыть содержание, историю становления и
логику основных концепций современного естествознания. Исходя из
современных достижений естественных наук, нашу планету и
окружающее ее пространство необходимо рассматривать как
совокупность сложных динамических систем (климатическую,
биологическую,
геологическую,
космическую,
социальную),
4
объединенных нелинейными связями. Поведение таких систем в
определенных фазах развития непредсказуемо и малые изменения
параметров связей могут привести их в режим хаоса. Именно этот
сценарий разыгрывается сейчас в планетарном масштабе, когда
антропоцентрическая
парадигма
мышления
приводит
к
непредсказуемым
катастрофическим
последствиям.
Пришло
понимание того, что природу, человеческое общество, научную
мысль следует рассматривать в их нерасторжимой целостности.
Возникает необходимость обобщения знаний об эволюции нашей
планеты как единого космического, геологического, биогенного и
антропогенного процесса. Выявляется роль науки как важнейшей
силы преобразования и эволюции в настоящем и будущем планеты.
Необходимо сформировать единое представление об окружающем
Мире, о неразрывности и взаимной дополнительности знаний о
Природе (естественнонаучная сторона) и знаний о Человеке
(гуманитарная сторона).
Главная цель данного курса - ознакомление с современной
естественнонаучной картиной мира, усвоение, пусть даже в общем
виде, основных принципов и методов исследования, применяемых в
современном естествознании. Это дает возможность формировать у
будущих специалистов естественнонаучный способ мышления,
целостное мировоззрение, что поможет лучше овладеть собственной
профессией.
Актуальность курса «Концепции современного естествознания»
обусловлена еще и тем, что в последнее время в нашей стране
получают все большее распространение различного рода ненаучные
виды знания, такие, например, как астрология, магия, эзотерические,
мистические и т.п. учения. Постепенно, но достаточно определенно,
они
вытесняют
на
периферию
общественного
сознания
естественнонаучную картину мира, основанную на рациональных
способах его объяснения. Поэтому сегодня, как никогда ранее, важно
утверждение естественнонаучного знания в обществе. Речь идет об
усвоении основных концепций в области физики, химии, биологии и
других естественных наук, получении представлений о важнейших
школах, и направлениях в развитии современного естествознания.
Курс дисциплины « Концепции современного естествознания»
прежде всего, опираясь на конкретные естественные науки (в первую
очередь физику, химию, биологию и астрономию), в то же время не
5
является совокупностью отдельных дисциплин. В отличие от
специальных наук оно исследует Природу как единое целое.
Изучение курса «Концепции современного естествознания»
предполагает, что студент владеет основами знаний в области
естественных наук, которые закладываются при освоении школьной
программы по физике, химии, биологии, астрономии, физической
географии. Для студентов, поступивших в вуз после окончания
средних специальных учебных заведений или по прошествии
значительного срока после окончания школы, это может вызывать
трудности для понимания, как отдельных вопросов дисциплины, так
и основных ее идей. В этой связи ниже приводятся основные понятия
по ряду естественных дисциплин, знание которых является
необходимой предпосылкой успешного освоения курса, это, прежде
всего – физика, химия, биология, астрономия.
По физике это:
Законы Ньютона. Понятия массы, энергии, работы, момента
количества движения. Инерциальные системы отсчета. Принцип
относительности Галилея. Принцип относительности Эйнштейна.
Основные положения релятивистской механики. Закон сохранения
механической энергии.
Общий закон сохранения энергии (I Начало термодинамики).
Термодинамические циклы. II Начало термодинамики
Основные законы электричества и магнетизма. Понятия
электростатического,
магнитного,
электромагнитного
поля.
Основные положения электронной теории металлов. Элементарные
частицы. Строение атома. Строение атомного ядра.
По химии это:
Физические и химические изменения веществ. Химические
элементы.
Признак
химического
элемента.
Распределение
электрических зарядов в атоме. Заряд ядра. Молекулы. Типы связей в
молекуле. Понятие о химической реакции. Прямые и обратные
химические реакции. Тепловые эффекты химических реакций.
Валентность. Экзо - и эндотермические реакции.
Катализ. Химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье.
Органические соединения. Изомерия органических соединений.
Важнейшие классы органических соединений. Углеводы. Роль
углеводов в природе. Аминокислоты, их строение и роль в природе.
Белки,
структура
белков.
Роль
белков
в
обеспечении
жизнедеятельности.
6
По биологии это:
Основные свойства живого. Строение клетки. Химический
состав. Реакции обмена в клетке. Анаболизм и катаболизм. Аэробное
и анаэробное дыхание. Фотосинтез.
Формы размножения. Онтогенез. Генетика. Наследственность и
изменчивость. Законы Менделя. Генетика пола.
Эволюционное учение. Эволюционная теория Ламарка.
Эволюционная теория Дарвина – Уоллеса. Факторы эволюции.
Доказательства эволюции органического мира.
Система органического мира. История развития органического
мира.
Антропогенез. Ступени эволюции человека. Происхождение рас.
По астрономии это:
История
развития
астрономических
представлений.
Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира. Научная
деятельность Н. Коперника, Г. Галилея, Дж. Бруно. Законы Кеплера.
Строение Солнечной системы. Солнце, его строение, химический
состав, источник энергии. Планеты. Кометы. Метеориты.
Звезды. Звездные величины. Физические характеристики звезд
(цвет, спектр, размеры, температура, масса). Годичный параллакс и
измерение расстояния до звезд. Звездные системы. Млечный Путь.
Галактики. Метагалактика.
7
1. Организационно- методические указания
Данное учебно-методическое пособие, разработано на основе
Государственного
стандарта
Министерства
общего
и
профессионального образования Российской Федерации, является
частью
цикла
программ
общих
математических
и
естественнонаучных дисциплин. В пособие представлены разделы
учебного материала, ориентированного на междисциплинарный
подход к изучению современных основополагающих идей, понятий,
принципов, концепций, моделей, природных и культурных
феноменов, систем взглядов на естественнонаучные проблемы,
которые формируют естественнонаучную картину мира в условиях
конвергенции естественнонаучного и гуманитарного знания.
Требования к обязательному минимуму содержания и уровню
подготовки выпускника вуза, предъявляемые государственным
образовательным
стандартам
высшего
профессионального
образования
по
дисциплине
«Концепции
современного
естествознания».
8
Дидактические единицы
Естественнонаучная и гуманитарная культуры; научный метод;
история естествознания; панорама современного естествознания;
тенденции развития; корпускулярная и континуальная концепции
описания природы; порядок и беспорядок в природе; хаос;
структурные уровни организации материи; микро-, макро- и
мегамиры; пространство, время; принципы относительности:
принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие;
близкодействие,
дальнодействие;
состояние;
принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности;
динамические и статистические закономерности в природе; законы
сохранения энергии в макроскопических процессах; принцип
возрастания энтропии; химические процессы, реакционная
способность
веществ;
внутреннее
строение
и
история
геологического развития земли; современные концепции развития
геосферных оболочек; литосфера как абиотическая основа жизни;
экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая,
геофизико-геохимическая; географическая оболочка Земли;
особенности биологического уровня организации материи;
принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем;
многообразие живых организмов - основа организации и
устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек:
физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность;
биоэтика, человек, биосфера и космические циклы; ноосфера,
необратимость времени, самоорганизация в живой и неживой
природе; принципы универсального эволюционизма; путь к единой
культуре.
Настоящая
дисциплина
имеет
своей
главной
целью
формирование общих представлений о естественнонаучном знании,
отвечающих современному состоянию культуры, преодоление
барьера между гуманитарными и естественнонаучными знаниями.
Разобщенность естественнонаучного знания и наличие двух
изолированных конгломератов наук – естественных и гуманитарных
– на исходе ХХ столетия становится ненормальным явлением.
Направление научных исследований приобретает все более
междисциплинарный характер, требующий освоения универсально9
адекватного языка, способного дать возможность современному
специалисту продуктивно работать в широком спектре направлений.
Задачей настоящей дисциплины является наведение мостов
между
фрагментарными
естественнонаучными
знаниями,
естественнонаучными дисциплинами и системой наук в целом, а
также выявление места и роли науки в единой системе культуры.
В процессе изучения курса специалист должен:
а) знать:
- историю и тенденции развития естествознания;
- корпускулярную и континуальную концепции описания
природы;
- структурные уровни организации материи;
- динамические и статистические закономерности в природе;
- внутреннее строение Земли и историю ее развития;
- особенности биологического уровня организации материи;
- принципы суперпозиции, неопределенности и
дополнительности;
б) иметь представление:
- о природе универсального (фундаментального) и специального
знания;
- о естественнонаучной и гуманитарной культуре;
- о принципах относительности пространства и времени;
- о путях конвергенции естественнонаучного и гуманитарного
знания;
- о порядке и беспорядке в природе;
- о генетике и эволюции;
- о многообразии живых организмов;
- о химических процессах;
– о вариантах целостного взгляда на окружающий мир
б) уметь:
- правильно организовать свой труд в процессе поиска и
обработки информации естественнонаучного содержания;
- грамотно оформлять результаты своих исследований в виде
рефератов и статей;
- логично отстаивать свою точку зрения;
- применять теоретические знания в процессе разработки и
принятия грамотных различного рода решений;
Курс “Концепции современного естествознания” должен помочь
студенту овладеть особенностями междисциплинарного подхода к
10
изучению природных систем и свести в единую систему знаний
учебный материал других изучаемых дисциплин.
Студенты ориентируются на использование концептуальных
знаний и представлений естествознания применительно к своей
конкретной профессии менеджера, экономиста или юриста.
Основными формами изучения данной дисциплины являются:
лекционный материал и аудиторные семинарские занятия.
Текущий контроль работы студентов осуществляется в виде
контрольных письменных работ или рефератов.
Промежуточная
аттестация
осуществляется
в
форме
контрольного тестирования.
Итоговая аттестация осуществляется в форме экзамена.
11
2. Тематический план
Финансы и кредит ( очное отделение)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование темы
Виды занятий
Лекц Семин Сам.р
ия
ар
аб.
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение.
Естественнонаучная
и 4
гуманитарная культуры. Научный метод.
История
естествознания.
Панорама
современного естествознания. Тенденции
развития.
Тема 2.
Физические
концепции
описания природы
Корпускулярная
и
континуальная 4
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе. Хаос. Структурные
уровни организации материи. Микро-,
макро - и мегамиры. Пространство и время.
Принципы относительности. Принципы
симметрии.
Законы
сохранения.
Взаимодействие.
Близкодействие.
Дальнодействие. Состояние. Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности.
Динамические
и
статистические закономерности в природе.
Законы
сохранения
энергии
в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии.
Тема 3.
Химические концепции
описания мира
Химические системы. Химические 6
процессы.
Энергетика
химических
процессов.
Реакционная
способность
вещества.
Тема 4. Геологические концепции
описания мира
12
4
4
4
4
4
4
5.
6.
7.
8.
9.
Внутреннее строение Земли и история
ее развития. Современные концепции
развития геосферных оболочек. Литосфера
как
абиотическая
основа
жизни.
Экологические
функции
литосферы:
ресурсная, геодинамическая, геофизикогеохимическая. Географическая оболочка
Земли.
Тема 5. Биологические концепции
описания мира
Особенности биологического уровня
организации материи. Принципы эволюции,
воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа
организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Тема 6. Человек: происхождение,
физиология, здоровье, биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье,
эмоции, творчество, работоспособность,
биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема 7. Проблема самоорганизации
материи и универсальный эволюционизм
Необратимость
времени.
Самоорганизация в живой и неживой
природе,
Принципы
универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
Всего: 80
Форма отчетности
13
2
2
2
4
4
4
4
4
4
4
4
4
28
26
экзамен
26
Бухучет, анализ и аудит
( очное отделение)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование темы
Виды занятий
Лекц Семин Сам.р
ия
ар
аб.
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение.
Естественнонаучная
и 4
гуманитарная культуры. Научный метод.
История
естествознания.
Панорама
современного естествознания. Тенденции
развития.
Тема 2.
Физические
концепции
описания природы
Корпускулярная
и
континуальная 4
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе. Хаос. Структурные
уровни организации материи. Микро-, макро
- и мегамиры. Пространство и время.
Принципы относительности. Принципы
симметрии.
Законы
сохранения.
Взаимодействие.
Близкодействие.
Дальнодействие. Состояние. Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности.
Динамические
и
статистические закономерности в природе.
Законы
сохранения
энергии
в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии.
Тема 3.
Химические концепции
описания мира
Химические системы. Химические 6
процессы.
Энергетика
химических
процессов.
Реакционная
способность
вещества.
Тема 4. Геологические концепции
описания мира
14
4
9
4
9
4
9
5.
6.
7.
8.
9.
Внутреннее строение Земли и история ее
развития. Современные концепции развития
геосферных оболочек. Литосфера как
абиотическая основа жизни. Экологические
функции
литосферы:
ресурсная,
геодинамическая, геофизико-геохимическая.
Географическая оболочка Земли.
Тема 5. Биологические концепции
описания мира
Особенности биологического уровня
организации материи. Принципы эволюции,
воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа
организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Тема 6. Человек: происхождение,
физиология, здоровье, биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье,
эмоции, творчество, работоспособность,
биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема 7. Проблема самоорганизации
материи и универсальный эволюционизм
Необратимость
времени.
Самоорганизация в живой и неживой
природе,
Принципы
универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
Всего: 80
Форма отчетности
2
2
9
4
4
9
4
4
9
4
4
14
28
26
экзамен
15
26
Менеджмент организации
(очное отделение)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование темы
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение.
Естественнонаучная
и
гуманитарная культуры. Научный метод.
История
естествознания.
Панорама
современного естествознания. Тенденции
развития.
Тема 2.
Физические
концепции
описания природы
Корпускулярная
и
континуальная
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе. Хаос. Структурные
уровни организации материи. Микро-, макро
- и мегамиры. Пространство и время.
Принципы относительности. Принципы
симметрии.
Законы
сохранения.
Взаимодействие.
Близкодействие.
Дальнодействие. Состояние. Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности.
Динамические
и
статистические закономерности в природе.
Законы
сохранения
энергии
в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии.
Тема 3.
Химические концепции
описания мира
Химические системы. Химические
процессы.
Энергетика
химических
процессов.
Реакционная
способность
вещества.
Тема 4. Геологические концепции
описания мира
Внутреннее строение Земли и история ее
развития. Современные концепции развития
16
Виды занятий
Лекц Семин Сам.
ия
ар
раб.
5
5
10
5
5
10
5
5
15
5
5
10
5.
6.
7.
8.
9.
геосферных оболочек. Литосфера как
абиотическая основа жизни. Экологические
функции
литосферы:
ресурсная,
геодинамическая, геофизико-геохимическая.
Географическая оболочка Земли.
Тема 5. Биологические концепции
описания мира
Особенности биологического уровня 5
5
организации материи. Принципы эволюции,
воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа
организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Тема 6. Человек: происхождение,
физиология, здоровье, биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье, 5
5
эмоции, творчество, работоспособность,
биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема 7. Проблема самоорганизации
материи и универсальный эволюционизм
Необратимость
времени. 6
6
Самоорганизация в живой и неживой
природе,
Принципы
универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
Всего: 152
36
36
Форма отчетности
экзамен
17
10
10
15
80
Менеджмент
(очное отделение, бакалавриат)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование темы
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение.
Естественнонаучная
и
гуманитарная культуры. Научный метод.
История
естествознания.
Панорама
современного естествознания. Тенденции
развития.
Тема 2.
Физические
концепции
описания природы
Корпускулярная
и
континуальная
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе. Хаос. Структурные
уровни организации материи. Микро-, макро
- и мегамиры. Пространство и время.
Принципы относительности. Принципы
симметрии.
Законы
сохранения.
Взаимодействие.
Близкодействие.
Дальнодействие. Состояние. Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности.
Динамические
и
статистические закономерности в природе.
Законы
сохранения
энергии
в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии.
Тема 3.
Химические концепции
описания мира
Химические системы. Химические
процессы.
Энергетика
химических
процессов.
Реакционная
способность
вещества.
Тема 4. Геологические концепции
описания мира
Внутреннее строение Земли и история ее
18
Виды занятий
Лекц Семин Сам.
ия
ар
раб.
5
5
10
5
5
10
5
5
15
5
5
10
5.
6.
7.
8.
9.
развития. Современные концепции развития
геосферных оболочек. Литосфера как
абиотическая основа жизни. Экологические
функции
литосферы:
ресурсная,
геодинамическая, геофизико-геохимическая.
Географическая оболочка Земли.
Тема 5. Биологические концепции
описания мира
Особенности биологического уровня 5
5
организации материи. Принципы эволюции,
воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа
организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Тема 6. Человек: происхождение,
физиология, здоровье, биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье, 5
5
эмоции, творчество, работоспособность,
биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема 7. Проблема самоорганизации
материи и универсальный эволюционизм
Необратимость
времени. 6
6
Самоорганизация в живой и неживой
природе,
Принципы
универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
Всего: 152
36
36
Форма отчетности
экзамен
19
10
10
15
80
Экономика
(очное отделение. бакалавриат)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование темы
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение.
Естественнонаучная
и
гуманитарная культуры. Научный метод.
История
естествознания.
Панорама
современного естествознания. Тенденции
развития.
Тема 2.
Физические
концепции
описания природы
Корпускулярная
и
континуальная
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе. Хаос. Структурные
уровни организации материи. Микро-,
макро - и мегамиры. Пространство и время.
Принципы относительности. Принципы
симметрии.
Законы
сохранения.
Взаимодействие.
Близкодействие.
Дальнодействие. Состояние. Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности.
Динамические
и
статистические закономерности в природе.
Законы
сохранения
энергии
в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии.
Тема 3.
Химические концепции
описания мира
Химические системы. Химические
процессы.
Энергетика
химических
процессов.
Реакционная
способность
вещества.
Тема 4. Геологические концепции
описания мира
Внутреннее строение Земли и история
ее развития. Современные концепции
20
Виды занятий
Лекц Семин Сам.р
ия
ар
аб.
4
4
4
4
4
4
6
4
4
2
2
2
5.
6.
7.
8.
9.
развития геосферных оболочек. Литосфера
как
абиотическая
основа
жизни.
Экологические
функции
литосферы:
ресурсная, геодинамическая, геофизикогеохимическая. Географическая оболочка
Земли.
Тема 5. Биологические концепции
описания мира
Особенности биологического уровня 4
4
организации материи. Принципы эволюции,
воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа
организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Тема 6. Человек: происхождение,
физиология, здоровье, биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье, 4
4
эмоции, творчество, работоспособность,
биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема 7. Проблема самоорганизации
материи и универсальный эволюционизм
Необратимость
времени. 4
4
Самоорганизация в живой и неживой
природе,
Принципы
универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
Всего: 80
28
26
Форма отчетности
экзамен
21
4
4
4
26
Юриспруденция
(очное отделение)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование темы
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение.
Естественнонаучная
и
гуманитарная культуры. Научный метод.
История
естествознания.
Панорама
современного естествознания. Тенденции
развития.
Тема 2.
Физические
концепции
описания природы
Корпускулярная
и
континуальная
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе. Хаос. Структурные
уровни организации материи. Микро-, макро
- и мегамиры. Пространство и время.
Принципы относительности. Принципы
симметрии.
Законы
сохранения.
Взаимодействие.
Близкодействие.
Дальнодействие. Состояние. Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности.
Динамические
и
статистические закономерности в природе.
Законы
сохранения
энергии
в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии.
Тема 3.
Химические концепции
описания мира
Химические системы. Химические
процессы.
Энергетика
химических
процессов.
Реакционная
способность
вещества.
Тема 4. Геологические концепции
описания мира
Внутреннее строение Земли и история
22
Виды занятий
Лекц Семин Сам.р
ия
ар
аб.
2
2
6
2
2
8
5
4
12
2
2
6
7.
8.
9.
ее развития. Современные концепции
развития геосферных оболочек. Литосфера
как
абиотическая
основа
жизни.
Экологические
функции
литосферы:
ресурсная, геодинамическая, геофизикогеохимическая. Географическая оболочка
Земли.
Тема 5. Биологические концепции
описания мира
Особенности биологического уровня 5
организации материи. Принципы эволюции,
воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа
организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Тема 6. Человек: происхождение,
физиология, здоровье, биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье, 2
эмоции, творчество, работоспособность,
биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема 7. Проблема самоорганизации
материи и универсальный эволюционизм
Необратимость
времени. 2
Самоорганизация в живой и неживой
природе,
Принципы
универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
Всего: 88
Форма отчетности
2
6
2
8
2
20
16
экзамен
23
52
Юриспруденция
(очное отделение. бакалавриат)
№
п/п
1.
2.
3
4.
Наименование темы
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение.
Естественнонаучная
и
гуманитарная культуры. Научный метод.
История
естествознания.
Панорама
современного естествознания. Тенденции
развития.
Тема 2.
Физические
концепции
описания природы
Корпускулярная
и
континуальная
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе. Хаос. Структурные
уровни организации материи. Микро-, макро
- и мегамиры. Пространство и время.
Принципы относительности. Принципы
симметрии.
Законы
сохранения.
Взаимодействие.
Близкодействие.
Дальнодействие. Состояние. Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности.
Динамические
и
статистические закономерности в природе.
Законы
сохранения
энергии
в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии.
Тема 3.
Химические концепции
описания мира
Химические системы. Химические
процессы.
Энергетика
химических
процессов.
Реакционная
способность
вещества.
Тема 4. Геологические концепции
описания мира
Внутреннее строение Земли и история
ее развития. Современные концепции
24
Виды занятий
Лекц Семин Сам.р
ия
ар
аб.
2
2
6
2
2
8
5
4
12
2
2
6
5.
6.
7.
8.
9.
развития геосферных оболочек. Литосфера
как
абиотическая
основа
жизни.
Экологические
функции
литосферы:
ресурсная, геодинамическая, геофизикогеохимическая. Географическая оболочка
Земли.
Тема 5. Биологические концепции
описания мира
Особенности биологического уровня 5
организации материи. Принципы эволюции,
воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа
организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Тема 6. Человек: происхождение,
физиология, здоровье, биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье, 2
эмоции, творчество, работоспособность,
биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема 7. Проблема самоорганизации
материи и универсальный эволюционизм
Необратимость
времени. 2
Самоорганизация в живой и неживой
природе,
Принципы
универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
Всего: 88
Форма отчетности
2
6
2
8
2
20
16
экзамен
25
52
3. Содержание дисциплины
Тема 1. Предмет естествознания.
Введение. Естественнонаучная и гуманитарная культуры.
Научный метод. История естествознания. Панорама современного
естествознания. Тенденции развития.
Тема 2. Физические концепции описания природы
Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
Порядок и беспорядок в природе. Хаос. Структурные уровни
организации материи. Микро-, макро - и мегамиры. Пространство и
время. Принципы относительности. Принципы симметрии. Законы
сохранения. Взаимодействие. Близкодействие. Дальнодействие.
Состояние.
Принципы
суперпозиции,
неопределенности,
дополнительности. Динамические и статистические закономерности в
природе. Законы сохранения энергии в макроскопических процессах.
Принцип возрастания энтропии.
Тема 3. Химические концепции описания мира
Химические системы. Химические процессы. Энергетика
химических процессов. Реакционная способность вещества.
Тема 4. Геологические концепции описания мира
Внутреннее строение Земли и история ее развития. Современные
концепции развития геосферных оболочек. Литосфера как
абиотическая основа жизни. Экологические функции литосферы:
ресурсная,
геодинамическая,
геофизико-геохимическая.
Географическая оболочка Земли.
Тема 5. Биологические концепции описания мира
Особенности биологического уровня организации материи.
Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа организации и
устойчивости биосферы. Генетика и эволюция.
26
Тема 6. Человек: происхождение, физиология, здоровье,
биоэтика
Человек:
физиология,
здоровье,
эмоции,
творчество,
работоспособность, биоэтика. Человек, биосфера и космические
циклы. Ноосфера.
Тема
7.
Проблема
самоорганизации
материи
и
универсальный эволюционизм
Необратимость времени. Самоорганизация в живой и неживой
природе, Принципы универсального эволюционизма. Путь к единой
культуре.
27
4. Список литературы
Нормативные акты
1. Конституция Российской Федерации: принята всенародным
голосованием 12 дек. 1993 г. – М.: Юрид. лит., 1993. – 61 с.
Основная литература
1. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания: Курс
лекций. 4-е изд., стер. – СПб: Издательство «Лань», М.: ООО
Издательство «Омега-Л», 2008.
2. Голубева Р.М., Юнусов Х.Б., Гераскина Г.В. и др. Концепции
современного естествознания.- М., Экомир, 2008.
3. Голубева Р.М., Раткевич Е.Ю., Базаева М.Г., Юнусов Х.Б.,
Петров А.Н., Гераскина Г.В., Сборник тестовых заданий по курсу
«Концепции современного естествознания»: Учебно-методическое
пособие. - М.: 2009.
4. Голубева Р.М., Раткевич Е.Ю., Базаева М.Г., Юнусов Х.Б.,
Петров А.Н., Гераскина Г.В., Глоссарий по курсу КСЕ: Учебнометодическое пособие. -М.: 2009.
5. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс
лекций. М., Центр, 2007.
6. Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного
естествознания: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2007.
7. Дубнищева Т.Я.Концепции современного естествознания. 8-е
изд., стер.- М.: Изд.центр «Академия", 2008.
8. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание.
Уч. пособие.-М. «Маркетинг», 2007.
9. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания:
учебник / С.Х. Карпенков. -11-е изд., перераб. и доп. – М.: КНОРУС,
2009.
10. Концепции современного естествознания: учебник для вузов
под ред. С.И.Самыгина.- Ростов-Н-Д.: Феникс, 2008.
11. Лавриненко В.Н., Ратников В.П. Концепции современного
естествознания. — М.: ЮНИТИ, 2009.
12. Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. —
М.: ЮНИТИ, 2010.
28
13. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. - М.:
Высшая школа, 2009.
14. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания:
Учебник - М. Высшая школа. 2007.
15. Конспект лекций по КСЕ. – Сост. Ревская Н.В.- СПб: Альфа.
2008.
Концепции современного естествознания: Учебник для вузов
/Под ред В.Н. Лавриненко, В.П Ратникова. – 3-е изд., перераб. и доп.–
М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. – 317с.
16. Липовко П.О. Практикум по естествознанию – Ростов-наДону/ Феникс. 2008.
17.
Лось В.А. Основы современного естествознания. Уч.
пособие. М., ИНФРА, 2007.
18. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания:
Учебник для вузов. - М.:ЮНИТИ - ДАНА,2009.
19. Торосян В.Г. Концепции современного естествознания. – М.:
Высшая школа, 2009.
Дополнительная литература
1. Аксенов Г.П. Причина времени. М.: УРСС,2001.
2. Алексеев В.В. Экология и экономика энергетики. - М.: Знание,
1990.
3. Арнольд В.И. Теория катастроф. – М.: Наука,1990.
4. Баранцев Р.Г. Синергетика в современном естествознании. М.: УРСС, 2003.
5.
Батюшкова И. В. История проблемы происхождения
материков и океанов. – М.: Наука. 1979.
6. Белоусов В. В. Земля, ее строение и развитие. – М. : АН
СССР, 1969.
7. Берталанфи Л. Общая теория систем. Системные
исследования.- М.: Наука,1969.
8. Бор Н. Атомная физика и человеческое знание.- М.: Мир,
1958.
9.
Будыко М. И. Климат в прошлом и будущем. – Л.:
Гидрометеоиздат, 1986.
10. Будыко М. И. Проблема углекислого газа. – Л.:
Гидрометеоиздат, 1997.
29
11. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. – М.: Наука,
1954.
12. Вернадский В.И. Размышления натуралиста: пространство и
время в живой и неживой природе. – М.: Наука, 1975.
13. Вернадский В.И. Труды по философии естествознания.- М.:
Наука, 2000.
14. Войткевич Г.В. Рождение Земли. Ростов н/Дону, 1996.
15. Гачев Г.Д. Гуманитарный комментарий к физике и химии. –
М.: Логос,2003.
16. Гиренок Ф.И. Экология, цивилизация, ноосфера. –
М.Наука,1987.
17. Головин С. Эволюция мифа как человек стал обезьяной. М:
Просвещение, 1999.
18. Горбачев В.В. Современное естествознание и экологическое
образование // Сб. тр. Всерос. конф. по экол. Образованию.
Пущино,1998.
19. Горбачев В.В. Энергетические аспекты эволюции биосферы в
ноосферу и синергетическое понимание экологии // Этика науки
будущего. На пути к духовно-экологической цивилизации. –
М.:Дельфис,2002.
20. Горбачев В.В. Синергетика и рынок // Вестник РАЕН,2003.
Т.3 №3
21. Горелов А.А.Концепции современного естествознания. Курс
лекций.- М.: Центр, 2002.
22. Горелов А.А.Концепции современного естествознания.
Учебное пособие для вузов. - М.: ООО Изд-во АСТ, 2003.
23. Гробстайн К. Стратегия жизни (пер с англ.). – М.,Мир,1968.
24. Данн Д.У. Эксперимент со временем. – М.: Аграф,2003.
25. Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора.
– СПб.: Наука, 1991.
26. Дубнищева Т.Я.,. Современное естествознание. Учебное
пособие / Т.Я. Дубнищева, А.Ю.Пигарев. – М. ЮКЭА, 2000.
27. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и
прогнозы будущего. – М.: Наука,1997.
28. Карпенко М. Вселенная разума / М. Карпенко. – М.: Мир
географии, 1992.
29. Карпенков С.Х.Концепции современного естествознания.
Учебник для вузов. - М.: Академический Проект, 2005.
30
30. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. 4-е изд.
М.: Высшее образование,2007.
31. Кастлер Г. Возникновение биологической организации, (пер.
с англ.). – М., Мир,1967.
32. Клиге Р. К., Данилов И. Д., Конищев В. Н. История
гидросферы. – М.: Научный мир, 1998.
33. Климов Е.А. Основы психологии. – М.: ЮНИТИ,1997.
34. Койре А. От замкнутого мира к бесконечности Вселенной.
М.: Логос,2001.
35. Компанеец А.С. Симметрия в микро – и макромире. –М.:
Наука,1978.
36. Кун Т. Структура научных революций.- М.: АСТ,2001.
37. Лавриненко В.Н.Концепции современного естествознания.
Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006.
38. Лейси Х. Свободна ли наука от ценностей. – М.: Логос,2001.
39. Лосев А.Ф. Платон. Аристотель / А.Ф. Лосев, А.А.Тахо-Годи.
– 2-е изд., испр. и доп. – М.: Молодая гвардия, 2000.
40. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Райдерс Й. За пределами роста.
М.: Мир,1991.
41. Милованов В.П. Неравновесные социально-экономические
системы. – М.: УРСС,2001.
42. Моисеев Н.Н. Расставание с простотой. - М.: Аграф,1998.
43. Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь разума. - М.: Языки
русской культуры,2000.
44.
Найдыш В.М.Концепции современного естествознания.
Учебное пособие. - М.: Гардарики, 2002.
45. Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. – М.: Наука, 1990.
46. Овчинников Н.Ф. Методологические принципы в истории
научной мысли. – М.: 1997.
47. Одум Ю. Экология : в 2 т. – М. : Мир, 1986.
48. Пригожин И.Р. Порядок из хаоса. / Стенгерс И. - М: Наука,
1986
49. Пригожин И. , Стенгерс И. Время хаос, квант. К решению
парадокса времени. – М.: УРСС,2000.
50. Проблемы пространства и времени в современном
естествознании. – М.: 1990.
51. Раушенбах Б.В. Постскриптум. – М.: Аграф,2001.
52. Раушенбах Б.В. Праздные мысли. – М.: Аграф,2002.
31
53. Реймерс Н. Ф. Экология / Теории, законы, правила, принципы
и гипотезы. – М.: Россия молодая, 1994.
54.
Ровинский Р.Е.
Развивающаяся Вселенная. М:
Просвещение, 1995.
55. Рузавин Г. И. Самоорганизация и организация в развитии
общества
// Вопросы философии №8.1995.
56. Самоорганизация в природе и обществе. - СПб.: Наука, 1995.
57. Сашин Д.К. 100 великих научных открытий / Д.К. Сашин. –
М.: Вече, 2002.
58. Северцев А.С. Основы теории эволюции. – М., МГУ,2000.
59. Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-традиция,2000.
60. Скопин А.Ю. Концепции современного естествознания. М.,
2003.
61. Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Глобальная эволюция Земли. –
М. : МГУ, 1991.
62. Уитроу А. Естественная философия времени. – М.:
УРСС,2003.
63. Флоренский П.А. Итоги. М.: Просвещение, 1990.
64. Хазен А.М. Разум природы и разум человека. – М.
Наука,2000.
65. Хаккен Г. Синергетика. – М., 1980.
66. Хакен Г. Информация и самоорганизация. – М.: Мир, 1991.
67. Хасанов И.А. Время: природа, равномерность, измерение. –
М.: Прогресс-традиция,2001.
68. Челноков А.А.Основы промышленной экологии. Учебное
пособие. - М.: Высшая Школа, 2001.
69. Чижевский А. Л. Земное эхо солнечных бурь. – М. : Мысль,
1976.
70. Чижевский А.А. Космический пульс жизни. – М.:
Мысль,1995.
71. Шустер Г. Детерминированный хаос. – М.: Мир, 1988.
72. Энгельс Ф. Диалектика природы. – Л., 1973.
73. Яковец Ю.В. История цивилизаций. – М.,1997.
74. Яковец Ю.В. Циклы. Кризисы. Прогнозы. – М.: Наука,1999.
32
5. Электронные издания
1. Концепции современного естествознания. Курс лекций.
Тихонов А.И., 2002 г. (электронное on-line пособие, Ивановский Гос.
Энерг. Унив.). Рассмотрены основные вопросы курса «Концепции
современного естествознания». Особое внимание обращено на
формирование механистического подхода в классический период
развития науки и переход науки на новую парадигму системного
подхода на современном этапе. Курс лекций предназначен для
студентов гуманитарных факультетов вузов, может быть также
полезно и для студентов технических факультетов - ispu.ru
2. Концепция современного естествознания [Электронный
ресурс]: интерактивный учебный курс. - Электрон. текстовые дан.. М.: Равновесие: Мультимедиа технологии и дистанционное обучение,
2006 эл. опт. диск (CD-ROM): цв,, зв..- (Интерактивные лекции для
студентов)
3. "Концепция современного естествознания" (электронный
учебник) - nrc.edu.ru
4. Общее естествознание и его концепции [Электронный
ресурс]: мультимедийный учебный комплекс/ В. Г. Рау. - Электрон.
текстовые дан.. - М.: КноРус: Высшая школа, [2003] эл. опт. диск
(CD-ROM): цв., зв.
5) Электронная библиотека - http://www.gumfak.ru/kse.shtml
6)
Электронные
лекции
http://www.xenoid.ru/materials/kse/1.php
33
6. Ссылки на интернет-ресурсы
1.
Основные концепции современного
http://nrc.edu.ru/est/
2. Концепции современного естествознания:
естествознания:
http://www.ostu.ru/departm/physics/sim/Concept/DAT/planlex.html
3. Знание-сила: http://www.znanie-sila.ru/
4. Электронная библиотека «Наука и техника»: http://n-t.ru/
5. Российская Научная Сеть: http://nature.web.ru/
6. Образовательный сайт «Элементы": www.elementy.ru
7. Образовательный сайт : www.scientific.ru
8. Наука и жизнь: www.nkj.ru
9. Сетевой образовательный журнал:
www.pereplet.ru/cgi/soros/readdb.cgi – статьи в формате pdf.
10. «Проблемы эволюции» - Сайт предназначен для всех, кто
интересуется эволюцией, кому небезразлично устройство и
происхождение мира, в котором мы живем. Здесь есть: 1) Обзоры по
наиболее интересным, спорным вопросам эволюции – 29 обзоров; 2)
Библиотека популярных и научных трудов по эволюции – более 600
работ; 3) Палеонтологические базы данных, программы для
эволюционных исследований; 4) Форум: возможность получить ответ
на свой вопрос от специалиста; 5) Фотоальбомы – около 1300
изображений древних организмов - macroevolution.narod.ru
11. Планета Земля-http://myplaneta.narod.ru
12. Природа -http://www.courier.com.ru/priroda/index.html
13. Образовательные ресурсы интернета.
Естествознание - http://www.alleng.ru/edu/natur2.htm
34
7. Периодические издания
Газеты:
Дом природы – www.motorexpo.ru
Кладовая природы – www.telerpress.ru/member_view
Журналы:
GEO на русском языке – www.geo.ru
Вселенная, пространство время- www/vselennaya.Kiev.ua
Зеленый
мир.
Экология:
проблемы
и
программы-www.greenworld.org.ru
35
8. Методические рекомендации по подготовке к семинарам
Цель семинарских занятий - более подробное рассмотрение и
обсуждение наиболее интересных и сложных, а также дискуссионных
вопросов современного естествознания. На семинарских занятиях
студенты готовят доклады (8-10 мин.) по выбранной самостоятельно
или указанной преподавателем теме. Докладчик должен показать свое
понимание обсуждаемой проблемы, ответить на вопросы
преподавателя и других студентов по теме доклада.
Доклад оценивается преподавателем с точки зрения полноты
раскрытия темы, свободы изложения. Учитываются ответы на
вопросы, использование доски, иллюстративных материалов и т.п.
Оценивается также и активность остальных студентов (дополнения,
ответы на вопросы). для подготовки к семинарам рекомендуется
использовать периодические научные и научно-популярные издания,
в частности, журналы "Наука и жизнь", "Знание - сила", "Природа".
Ниже приводятся примерные темы семинарских занятий,
вопросы для обсуждения, темы докладов, рефератов и рекомендуемая
литература.
Семинар № 1. по теме «Предмет естествознания».
Время 2 часа
Цели занятия:
- ознакомление с предметом и взаимосвязи естественных и
гуманитарных наук;
- уяснение методов научного познания;
- объяснение тенденции развития естествознания.
Вопросы для обсуждения:
1. Введение. Взаимосвязь естественнонаучных и гуманитарных
наук .
3. Методы научного познания.
4. Тенденции развития естествознания.
Темы докладов и рефератов
1. История развития естествознания.
2. Важнейшие эксперименты в истории естествознания
3. Влияние естественных наук на духовную жизнь общества.
4. Эмпирическое и теоретическое в естествознании.
5. Естественнонаучные аспекты экологических проблем.
36
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Голубева Р.М., Раткевич Е.Ю., Базаева М.Г., Юнусов Х.Б.,
Петров А.Н., Гераскина Г.В., Сборник тестовых заданий по курсу
«Концепции современного естествознания»: Учебно-методическое
пособие. - М.: 2009.
2. Голубева Р.М., Раткевич Е.Ю., Базаева М.Г., Юнусов Х.Б.,
Петров А.Н., Гераскина Г.В., Глоссарий по курсу КСЕ: Учебнометодическое пособие. - М.: 2009.
3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания:
учебник / С.Х. Карпенков. -11-е изд., перераб. и доп. – М.: КНОРУС,
2009.
4. Лось В.А. Основы современного естествознания. Уч. пособие.
М., ИНФРА, 2007.
5. Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. — М.:
ЮНИТИ, 2010.
Дополнительная:
1. Горбачев В.В. Современное естествознание и экологическое
образование // Сб. тр. Всерос. конф. по экол. Образованию.
Пущино,1998.
2. Горелов А.А.Концепции современного естествознания. Курс
лекций.- М.: Центр, 2002.
3.
Горелов А.А.Концепции современного естествознания.
Учебное пособие для вузов. - М.: ООО Изд-во АСТ, 2003.
4. Дубнищева Т.Я.,. Современное естествознание. Учебное
пособие / Т.Я. Дубнищева, А.Ю.Пигарев. – М. ЮКЭА, 2000.
5. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. 4-е изд.
М.: Высшее образование,2007.
6. Лейси Х. Свободна ли наука от ценностей. – М.: Логос,2001.
7. Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь разума. - М.: Языки
русской культуры,2000.
8. Моисеев Н.Н. Расставание с простотой. - М.: Аграф,1998.
9. Овчинников Н.Ф. Методологические принципы в истории
научной мысли. – М.: 1997.
10. Хасанов И.А. Время: природа, равномерность, измерение. –
М.: Прогресс-традиция,2001.
37
Методические рекомендации
По первому вопросу
В введении надо сказать, что дисциплина «Концепции
современного естествознания» расширяет кругозор, и человек,
получающий высшее образование, не должен замыкаться на
предметах профильной направленности, в противном случае он не
сможет стать высококвалифицированным специалистом. Этот
предмет
помогает
формировать
общую
картину
мира,
складывающуюся у человека в течение жизни, так как в последнее
время ведущие открытия делаются на стыке наук, и
междисциплинарные исследования получают приоритетное значение.
Использование методов естественных наук в гуманитаристике и
наоборот, подчас дает самые неожиданные результаты. Для того
чтобы их квалифицированно применять, необходимо детальное
знакомство с ними. И «Концепции современного естествознания» –
одна из первых ступенек на пути к этому. Окружающий нас мир
(природа) значительно превосходит границы человеческого
общества, но при этом они тесно взаимосвязаны. Для адекватной
оценки влияния природы на человеческое общество необходимо
знакомство с ее общими законами, что и предполагает курс
«Концепции современного естествознания».
Таким образом, при изучении «Концепций современного
естествознания» необходимо выделить две составляющие этого
процесса: информативная (получение необходимого минимума
знаний) и концептуальная – заложенная в названии (привести эти
знания в определенную систему).
Цель первого семинара – определить место естествознания в
системе других наук и выявить его специфику, а для это. прежде
всего. необходимо ознакомить слушателей с понятийным аппаратом
данной дисциплины. Так это поможет для дальнейшего усвоения тем
курса.
Обратите внимание на то, что существуют различные виды
познавательной деятельности, и среди них важное место отводится
научному познанию. Приведите примеры, которые помогут раскрыть
сущность специфики данного познания.
Прежде всего, сделайте акцент на том, что формирование у
студентов устойчивого мировоззрения невозможно без объективного
взгляда на естественнонаучные процессы окружающего нас мира.
38
Вся наука, включая естествознание, является одной из
важнейших форм культуры, причем в эпоху научно-технического
прогресса науку по праву считают ведущей формой культуры, без
которой немыслимо современное производство материальных и
духовных благ. Традиционно бытует деление культуры на
естественнонаучную и гуманитарную. В истории науки и философии
существуют две крайние точки зрения по вопросу о соотношении
естественнонаучной и гуманитарной культур.
Приверженцы одной точки зрения считают естествознание с его
точными методами исследования образцом для всей науки в целом.
Так, позитивисты (наиболее радикально представляющие эту точку
зрения) возводят математическую физику в идеал науки, а методом
построения любого научного знания провозглашают аксиоматикодедуктивный метод математики.
Сторонники другой точки зрения утверждают, что подобный
взгляд не учитывает всей сложности и специфики гуманитарного
исследования, причем, некоторые из них даже отказываются признать
какую-либо общность и единство между гуманитарным и
естественнонаучным познанием.
В настоящее время многим ученым видение мира представляется
живым и одухотворенны, устроенным по принципу не механизма, а
организма, в котором целое важнее частей и каждая часть содержит в
себе целое. В науке это осознание нарастает в основном, в связи с
последними достижениями в биологии,
физиологии, физике
элементарных частиц и в космологии.
Общепринятой в настоящее время является точка зрения,
признающая, что наличие определенного различия естественного и
гуманитарного знания не отменяет сходства между ними, общих
тенденций в их развитии. Как для современного естествознании, так и
для гуманитарных дисциплин характерно усиление интеграционных
процессов за счет прямых связей между науками и объединения
методов исследования. Примером интеграционного процесса может
служить комплексный подход к решению такой важной
общечеловеческой проблемы, как охрана окружающей среды, с её
экологической составляющей. Эта проблема находится на
перекрестке технических наук, биологии, наук о Земле, медицины,
экономики, математики и т.д.
Современные гуманитарные исследования не мыслятся без их
технического оснащения - компьютеризации, оборудования
39
психологических лабораторий, использования радиоизотопных
методов определения возраста археологических находок и т.п.
Экспериментальный метод из естественных наук проникает в
общественные и гуманитарные науки (социологию, психологию и
др.). С теоретизацией и математизацией наук связано
распространение мысленного эксперимента.
Связь между гуманитарными и естественными науками не
является однонаправленной. Так, результаты логических и
лингвистических исследований используются в разработках
информационных средств естествознания. Все большее значение
приобретают совместные разработки естественников, гуманитариев,
обществоведов и философов в сфере этических и правовых проблем
науки. Актуализируются экономические и юридические вопросы
организации науки, возрастает роль науковедческих разработок.
Одной из важнейших задач современности является гармоничное
развитие человека и устранение противоречия между гуманитарной и
естественно-научной культурами. Путь к решению этой задачи - не в
дроблении естественнонаучных и гуманитарных знаний, а в их
интеграции. Интеграционные процессы в науке основываются на том
предположении, что мир един, а человек является его неотъемлемой
частью и поэтому изучать этот мир необходимо в комплексе, для
этого надо объединять усилия различных научных дисциплин, а не
возводить между ними непреодолимую преграду.
В последние годы под влиянием научно-технической революции
и возникновения таких новых общенаучных методов исследования,
как системный подход, концепции самоорганизации и эволюции,
прежняя
конфронтация
между
естествоиспытателями
и
гуманитариями значительно ослабла.
По второму вопросу.
Скажите о том, что древнегреческое слово «метод» обозначает
путь к достижению какой-либо цели. Поэтому в широком смысле
слова
под
методом
подразумевается
упорядоченный
и
организованный способ деятельности, направленный на достижение
определенной практической или теоретической цели. Следовательно,
метод можно рассматривать как некоторую систематическую
процедуру, которая состоит из последовательности определенных
операций, применение которых приводит либо к достижению
поставленной цели, либо приближает к ней. Если в первом случае
применение заданных операций или приемов приводит к достижению
40
цели, то во втором случае метод избавляет нас от действий наугад
путем слепого перебора разных возможностей, с помощью
многочисленных случайных проб и ошибок.
В науке используют эмпирический, теоретический и смешанный
методы познания. Эмпирический метод подразделяется на
наблюдение, эксперимент и измерение. Теоретический метод
включает в себя идеализацию, формализацию, индукцию и дедукцию.
К смешанным методам в науке относят анализ, синтез и
моделирование. Приведите примеры теоретического и эмпирического
осмысления поставленного того или иного вопроса научных знаний.
Наконец, существуют методы познания и исследования, которые
являются универсальными или почти универсальными. К ним
относятся, прежде всего, методы системного подхода, получившего
широкое признание в современной науке. При системном подходе
любые объекты исследования рассматриваются как элементы
некоторой целостной совокупности, или системы, связанные между
собой определенными отношениями, которые образуют структуру
системы. Именно в результате взаимодействия этих элементов
возникают общие, целостные свойства системы, которые качественно
отличаются от свойств составляющих ее элементов и поэтому не
сводятся к их сумме. Такие свойства называют эмерджентными, или
возникающими,
поскольку
они
образуются
в
процессе
взаимодействия элементов системы. На этом основании часто
говорят, что свойства системы как целого не сводятся к сумме
свойств частей. Скажите и о том, современное познание разрешает и
известный познавательный парадокс: как познать целое раньше
частей, если это предполагает знание частей раньше целого?
Познание части и целого осуществляется одновременно: выделяя
части, мы анализируем их как элементы данного целого, а в
результате синтеза целое выступает как диалектически расчленённое,
состоящее из частей. Изучение частей является в конечном счёте
единственно возможным путём изучения целого. В то же время
результаты исследования частей входят в систему научного знания
лишь благодаря тому, что они выступают как новое знание о целом.
Анализ диалектической взаимосвязи части
и целого является
важнейшим методологическим принципом научного познания.
В науке периодически происходит смена научной парадигмы –
основной модели мира или системы господствующих научных
взглядов на окружающий мир. При этом надо учитывать, что каждая
41
научная парадигма, как правило, формирует во всем обществе
соответствующую естественнонаучную картину миропонимания.
В научном исследовании выделяются эмпирический и
теоретический уровни исследования и организации знания. На
эмпирическом уровне используют главным образом методы,
опирающиеся на чувственно-наглядные приемы и способы познания,
к которым относят наблюдения, эксперимент и измерения:
- наблюдение - преднамеренное и целенаправленное восприятие
предметов и явлений, обусловленное поставленной задачей;
наблюдения являются первоначальным источником информации,
основными требованиями наблюдения являются систематичность,
контролируемость и тщательность.
Научные наблюдения проводятся для сбора фактов, укрепляющих
или опровергающих ту или иную гипотезу, выступающих основой
для определенных теоретических обобщений. В наблюдении всегда
сохраняется полная зависимость наблюдателя от изучаемого
процесса, явления, его неучастие в процессе. Наблюдатель не может
изменять объект, регулировать само протекание процесса, управлять
им и контролировать его;
- эксперимент - метод познания, при помощи которого в
контролируемых и управляемых условиях исследуются явления
действительности. Эксперимент отличается от наблюдения активным
характером, преобразующим воздействием на объект изучения.
Эксперимент специально ставится так, чтобы можно было наблюдать
процессы и явления в условиях, меньше всего подверженных
воздействию посторонних факторов. Научный эксперимент как одна
из форм практики выполняет функцию критерия истинности
научного познания;
- измерение - это процесс, сравнения какой-либо величины с
эталоном, единицей измерения.
Различают прямые и косвенные процедуры измерения. К
косвенным относятся, например, измерения длин и длительностей
объектов и процессов, которые удалены от нас или непосредственно
не воспринимаются. Измерения не являются особым эмпирическим
методом, а составляют необходимое дополнение любого серьезного
научного наблюдения и эксперимента.
Теоретический уровень научного знания предполагает открытие
законов, дающих возможность идеализированного описания и
объяснения эмпирических ситуаций, т.е. осознания сущности
42
явлений. На теоретическом уровне исследования выделяют
следующие методы: аналогию, моделирование, идеализацию,
интуицию, доказательство:
- аналогия - это прием познания, при котором на основании
сходства объектов по одним признакам заключают об их сходстве и
по другим признакам. Тот факт, что сходные в одном отношении
объекты сходны и в некоторых других отношениях, лежит в основе
не только аналогии как особого познавательного приема, но и метода
моделирования;
- моделирование - это метод исследования объектов познания на
их моделях меньшего или большего масштаба, обычно в специальных
лабораторных условиях; назначение моделирования - дать по
результатам опытов с моделями необходимые ответы о характере
эффектов и о различных величинах, связанных с явлением в
естественных условиях. Моделирование применяется тогда, когда
трудно или невозможно изучать объект в естественных условиях.
Изучение какого-либо явления на его модели является особым
типом эксперимента - модельным экспериментом;
- идеализация - процесс абстрагирования, мысленного создания
понятий об идеализированных объектах, которые в реальном мире не
существуют, но имеют прообраз. Примеры идеализации - "точка" в
геометрии, "абсолютно черное тело", "идеальный газ" в физике.
Образование
подобных
понятий
достигается
посредством
предельного абстрагирования от свойств реальных предметов.
Фактически идеализации используются как воображаемые модели
реальных объектов;
- интуиция - способность постижения истины путем прямого ее
усмотрения без обоснования с помощью доказательств, вид
непосредственного знания, которое возникает как бы внезапно,
вспышкой, неожиданно озаряя человека. Интуиции бывает
достаточно для усмотрения истины, но ее недостаточно, чтобы
убедить в этой истине других и самого себя. Для этого необходимо
доказательство.
- доказательство - способ обоснования истинности суждения или
теории с помощью логических умозаключений и практических
средств (наблюдение, эксперимент).
Методы научного познания включают также общечеловеческие
приемы мышления (анализ, синтез, сравнение, обобщение, индукцию,
дедукцию и т.п.). Характер используемых в конкретной науке
43
методов определяется в первую очередь спецификой ее предмета.
Каждая наука, бесспорно, обладает своим собственным набором
средств и методов исследования (например, оптические,
радиотехнические,
статистические
методы).
Эти
частные,
специальные приемы и способы исследования в разных науках могут
заметно
отличаться
друг
от
друга.
Но
в
процессе
взаимопроникновения, дифференциации и интеграции научного
знания типичными становятся ситуации, когда один предмет
изучается несколькими методами, а несколько разных предметов одним каким-то общим методом. Методы физики проникают в
химию, методы физики и химии - в биологию (и наоборот).
Молекулярная биология широко использует методы химии,
молекулярной физики, рентгеноструктурного анализа и т.п.
По третьему вопросу.
Укажите на то, что процесс развития естествознания находит свое
выражение не только в возрастании суммы накапливаемых
положительных
знаний,
но
затрагивает
всю
структуру
естествознания. На каждом историческом этапе научное познание
использует определенную совокупность методов, принципов и схем
объяснения. Например, для античной натурфилософии основным
способом получения знания было наблюдение, созерцание.
Древнегреческие
философы-мудрецы,
не
прибегая
к
систематическому исследованию и эксперименту, на основе еще
бедного научного материала пытались единым взглядом охватить и
объяснить всю окружающую действительность.
Всю
историю
естествознания
пронизывает
сложное
диалектическое сочетание процессов дифференциации и интеграции
знания. Так, становление естествознания в XV-XVI вв.
характеризовалось расчленением единой науки древности,
приведшим к появлению отдельных самостоятельных естественных
наук: астрономии, физики, химии, биологии, а также целого ряда
других, более частных естественных наук. Этот процесс был связан с
разработкой экспериментального метода исследования природы,
введенного в науку Галилео Галилеем (1564-1642). Дифференциация
знания, осуществляемая по принципу "одна наука - один предмет",
определяла главную тенденцию в развитии науки XIX в. Освоение
новых областей реальности и углубление познания приводило к
дроблению науки на все более специализированные области. Этот
процесс был направлен на более тщательное и глубокое изучение
44
отдельных
явлений
и
процессов
определенной
области
действительности.
В XX в. появилась тенденция к объединению методов
исследования различных наук - интеграции знания. Типичной
становится ситуация, когда один предмет изучается несколькими
методами, а несколько разных предметов - одним методом. Методы
физики проникают в химию, методы физики и химии - в биологию.
Молекулярная биология, например, широко использует методы
химии, молекулярной физики, рентгеноструктурного анализа и т.д.
Интеграционные процессы в современном естествознании
характеризуются образованием комплексов взаимодействующих наук
на основе изучения единого объекта с привлечением методов
исследования многих наук, созданием общенаучных теорий (теория
электромагнетизма, квантовая механика, теория строения атома),
выработкой
общенаучных
понятий
(энтропия,
симметрия,
информация, система и т.д.). Интеграция знания способствовала
образованию междисциплинарных наук - новых наук, находящихся
на стыке нескольких традиционных научных дисциплин,
возникающих в результате объединения их методов исследования в
рамках новой самостоятельной научной дисциплины. Так возникли
биофизика,
биохимия,
астрофизика,
геофизика,
геохимия,
молекулярная биология и т.д. Интегрирующую, синтезирующую
функцию выполняют такие общие науки, как термодинамика,
кибернетика и синергетика, изучающие определенные аспекты
многих форм движения (процессы управления, самоорганизации
систем и др.), или предельно общие науки, объединяющие
фактически все другие отрасли знания, - математика и философия. В
последнее время тенденция к интеграции наук становится ведущей,
доминирующей.
Обратите внимание на то, что развитие естествознания
рассматривается с позиции исторической смены естественнонаучных
картин мира. Понятие научная картина мира активно используется в
естествознании и философии с конца XIX в. Существуют
общенаучные картины мира и картины мира с точки зрения
отдельных наук - физическая, биологическая, астрономическая и т.п.;
с точки зрения каких-то господствующих, просто авторитетных в то
или иное время представлений, методов, стилей мышления вероятностно-статистическая,
эволюционистская,
системная,
информационно-кибернетическая, синергетическая и т.п. картины
45
мира. В мировоззренческом и методологическом отношении научные
картины мира выполняют функции связующего звена между
философией и отдельными науками, специальными научными
теориями. Научная картина мира не является совокупностью общих
знаний, она представляет целостную систему представлений об
общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях природы.
Научная картина мира - это особая форма систематизации знаний,
преимущественно качественное обобщение и мировоззренческо
методологический синтез различных научных теорий.
При рассмотрении смены физических картин мира мы видим, что
в
XVI--XVII
вв.
вместо
натурфилософской
утвердилась
механистическая картина мира, распространившая на все явления в
мире законы механики Галилея-Ньютона, которые принимались за
основу всех других законов природы. Господствующее положение в
научном познании в духе этой картины мира занял односторонний
анализ, разделивший мир на группы обособленных и неизменных
самих по себе явлений. В XIX в. в рамках механистической картины
сложилась термодинамическая картина мира, основанная на
молекулярно-кинетической
концепции
и
вероятностностатистических законах. Окончательное крушение механистической
картины мира вызвала концепция электромагнитного поля, развитая
М. Фарадеем и Дж. Максвеллом во второй поло вине XIX в. Если до
Максвелла физическая реальность мыслилась в виде материальных
точек, то после него физическая реальность предстала в виде
непрерывных
полей,
не
поддающихся
механистическому
объяснению.
В этот момент наступила эра принципиально новой физической
картины мира, трансформировавшейся в XX в. в релятивистскую и
квантовомеханическую картины мира. В XX в. на роль лидера
научного познания наряду с физикой претендует и биология, к
которой относятся такие мощные направления, как эволюционное
учение, генетика и экология, ставшая наукой о биосфере в целом.
Биологическая картина мира (к которому принадлежит и человек)
соседствует с аналогичными построениями, основанными на
системных исследованиях, кибернетике и теории информации.
Укажите на то, что в последние годы на первый план все больше
выходит новое междисциплинарное направление исследований,
именуемое синергетикой, порожденное переходом науки к познанию
сложно
организованных
эволюционирующих
систем.
Это
46
направление возникло в начале 70-х годов и связано в первую
очередь с именами И. Пригожина и Г. Хакена. Синергетика ставит
целью познание общих принципов самоорганизации систем самой
разной природы - от физических до социальных, лишь бы они
обладали такими свойствами, как открытость, нелинейность,
неравновесность, способность усиливать случайные флуктуации.
Обратите внимание на то, что более подробно эту тему
рассмотрите в соответствующем разделе лекционного материала.
Вопросы для самоконтроля:
1.Что такое наука и каковы её функции ?
2.Чем
характеризуется
взаимосвязь
и
отличие
естественнонаучных от гуманитарных наук?
3.Чем характеризуется теоретический и эмпирический уровни
познания?
4.Что такое научный метод?
5.Какова классификация научных методов в естествознании?
Тесты
1. Наука это:
а) часть духовной культуры общества;
б) способ познания и освоения мира;
в) мировоззрение;
г) высшая ценность человеческой цивилизации.
2. Что является отличительной чертой гуманитарных наук?
а) они рассматривают мир как объективно существующий,
изучают структуру этого мира, природу его элементов;
б) они изучают мир сотворенный человеком со стороны его
духовного содержания и культурной ценности;
в) они основаны на разделении субъекта (человека) и объекта
(природы);
г) отличительных черт нет.
47
3. Естествознание – это:
а) сумма наук о природных явлениях;
б) сложная совокупность наук о природе;
в) система знаний о природе;
г) наука, описывающая явления природы.
4. Понятие концепции включает в себя
а) наглядные модели;
б) общие принципы исследования и объяснения;
в) теоретические законы;
г) определённый способ понимания (трактовки, восприятия)
какого-либо предмета, явления или процесса; основная точка зрения
на предмет; руководящая идея для их систематического освещения.
5. Уровнями научного познания являются:
а) эмпирический;
б) теоретический;
в) обыденный;
г) теологический.
6. Свойство научного знания, связанное с постоянной
проверкой полученных результатов, называется…
а) точностью;
б) теоретичностью;
в) достоверностью;
г) системностью.
7.
Процесс мысленного выделения какого-то одного,
важного для данной научной теории свойства или отношения:
а) идеализация;
б) аналогия;
в) абстрагирование;
г) моделирование
8. Метод познания, при помощи которого явления
действительности
исследуются
в
контролируемых
и
управляемых условиях:
а) эксперимент;
б) наблюдение;
48
в) индукция;
г) синтез.
9.
Наблюдение, сравнение,
эксперимент это методы:
а) эмпирического уровня;
б) теоретического уровня;
в) обыденного уровня;
г) теологического уровня.
измерение,
описание
и
10. Метод познания, основанный на изучении каких-либо
объектов посредством их моделей:
а) моделирование;
б) аналогия;
в) эксперимент;
г) наблюдение.
Семинар №2 по теме: «Физические концепции описания
природы».
Время 2 часа
Цели занятия:
- уяснение научного обоснования физических концепций;
- раскрытие сущности структурной организации материи;
- объяснение фундаментальных законов физики.
Вопросы для обсуждения:
1. Корпускулярно-волновой дуализм.
2. Классическая термодинамика и её законы.
3. Фундаментальные концепции современной физики.
Темы докладов и рефератов
1. Развитие представлений о пространстве и времени.
2. Структурные уровни организации материи.
3. Закон сохранения энергии в макроскопических процессах.
4. Порядок и хаос. Стрела времени.
5. Динамические и статистические закономерности в природе.
Рекомендуемая литература
Основная:
49
1. Гачев Г.Д. Гуманитарный комментарий к физике и химии. –
М.: Логос,2003.
2. Данн Д.У. Эксперимент со временем. – М.: Аграф,2003.
3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания:
учебник / С.Х. Карпенков. -11-е изд., перераб. и доп. – М.: КНОРУС,
2009.
4. Кедров Б.М. Предмет и взаимосвязь естественных наук. –
М.:Наука,1967.
5. Компанеец А.С. Симметрия в микро – и макромире. –М.:
Наука,1978.
6. Концепции современного естествознания: учебник для вузов
под ред. С.И.Самыгина.- Ростов-Н-Д.: Феникс, 2008.
7. Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания.- М.:
ЮНИТИ, 2010.
8. Шустер Г. Детерминированный хаос. – М.: Мир, 1988.
9. Энгельс Ф. Диалектика природы. – Л., 1973.
Дополнительная:
1. Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. М., 1961.
2. Борн М. Эйнштейновская теория относительности. М., 1964.
3. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М., 1989.
4. Гинзбург В.Л. О теории относительности. М., 1979.
5. Гудков Н.А. Идея «великого синтеза» в физике. Киев, 1990.
6.
Делокаров К.Х. Философские проблемы теории
относительности. М., 1973.
7. Зигель Ф.Ю. Неисчерпаемость бесконечности. М., 1984.
8. Капра Ф. Дар физики. СПб., 1994.
9. Новиков И.Д. Куда течет река времени? М., 1990.
10. Панченко А.И. Философия. Физика. Микромир. М., 1988.
11. Пахомов Б.Я. Становление физической картины мира. М.,
1985.
12. Свечников Г.А. Причинность и связь состояний в физике. М.,
1971.
13. Хокинг С. Стрела времени // Природа. 1990. № 1.
По первому вопросу
Для начала следует определиться, в чем состоит квантовая теория
поля, какое место в ней занимают понятие «вакуум», а также
«взаимодействие микрочастиц с вакуумом». Затем следует
50
определить место, которое занимает данная концепция в системе
современной физики.
Прежде всего, скажите, что вещество и поле в современном
естествознании причисляют к различным проявлениям материи. К
особой форме материи относят и физический вакуум, в котором, как
считается, непрерывно появляются и исчезают так называемые
виртуальные частицы. Кипящий виртуальными частицами вакуум
является средой, передающей электромагнитные и другие
взаимодействия.
Обратите внимание на то, что
кроме электромагнитного
взаимодействия, выделят - гравитационное, сильное и слабое
взаимодействия. В микромире проявляет себя корпускулярноволновой дуализм материальных образований, не столь заметный в
макро - и мегамире.
Скажите что, новый радикальный шаг в развитии физики был
связан именно с распространением корпускулярно-волнового
дуализма на мельчайшие частицы вещества — электроны, протоны,
нейтроны и другие микрообъекты. В классической физике вещество
всегда считалось состоящим из частиц, и потому волновые свойства
казались явно чуждыми ему. Тем удивительнее оказалось
обнаружение существования у микрочастиц волновых свойств.
Первым гипотезу о наличии волновых свойств у микрочастиц
материи высказал в 1924 г. известный французский ученый Л. де
Бройль. По-видимому, он руководствовался при этом интуитивной
идеей о симметрии между веществом и полем и особенно новыми
взглядами на свет, элементарные объекты которого — фотоны —
обладают одновременно волновыми и корпускулярными свойствами.
Несмотря на коренное различие между веществом и полем, такая
глубокая аналогия оказалась верной и послужила исходной точкой
для разработки новой квантовой физики.
Было установлено, что как фотоны, так и вещественные частицы,
такие, как электрон, протон, нейтрон и другие, обладают не только
корпускулярными, но и волновыми свойствами. Это принципиально
новое явление, названное впоследствии дуализмом волны и частицы.
С этим явлением связаны принципы относительности и
неопределенности.
Впервые принцип относительности был установлен Галилеем, но
окончательную формулировку получил лишь в механике Ньютона.
51
Принцип относительности утверждает, что во всех инерциальных
системах все механические процессы описываются одинаковым
образом, т.е. посредством законов, имеющих ту же самую
математическую форму.
Иначе говоря, в таких системах законы движения тел
описываются теми же самыми математическими уравнениями или
формулами. Как принято говорить в науке, они являются
ковариантными, т.е. выражаются той же самой математической
формой.
Принцип неопределенности впервые сформулировал известный
немецкий физик В. Гейзенберг (1901—1976) в виде соотношения
неточностей при определении сопряженных величин в квантовой
механике.
Теперь
его
обычно
называют
принципом
неопределенности.
Принцип
неопределенности
постулирует:
невозможно с одинаковой точностью определить и положение, и
импульс микрочастицы. Произведение их неточностей не должно
превышать постоянную Планка.
Принцип неопределенности, по крайней мере, в настоящее время
считается фундаментальным положением квантовой механики и
неявно фигурирует в ней во всех рассуждениях. Теоретически не
исключается возможность отклонения этого принципа и
соответственно изменения связанных с ним законов квантовой
механики, но пока он считается общепризнанным.
Из принципа неопределенности непосредственно следует, что
вполне возможно осуществить эксперимент, с помощью которого
можно с большой точностью определить положение микрочастицы,
но в таком случае импульс ее будет определен менее точно.
Квантовая физика фундаментально отличается от классической
физики тем, что ее предсказания имеют лишь вероятностный
характер и потому она не обеспечивает точных предсказаний, к каким
мы привыкли в классической механике.
Если поведение микрообъектов можно рассматривать как с
корпускулярной, так и волновой точки зрения, то каким образом
можно
описывать их поведение в целом? Очевидно, что ни
корпускулярная, ни волновая картина в отдельности не дают
адекватного их описания. В силу кажущейся противоречивости
корпускулярных и волновых свойств Н. Бор в 1927 г. выдвинул
принцип дополнительности для квантовомеханического описания
микрообъектов, согласно которому корпускулярная картина такого
52
описания должна быть дополнена альтернативным волновым
описанием.
Действительно, в одних экспериментах микрообъекты, например
электроны, ведут себя как типичные корпускулы, в других — как
волновые структуры. В настоящее время принцип дополнительности
пытаются использовать не только в квантовой физике, но и во всех
тех случаях, когда приходится описывать явления или процессы с
противоречащими свойствами. Следует, однако, иметь в виду, что в
квантовой физике необходимость использования этого принципа
обусловлена дискретной природой ее объектов и квантовым
характером величин, которые применяются при их описании.
По второму вопросу
Прежде всего, надо сказать о том, что классическая
термодинамика возникла из обобщения многочисленных фактов,
описывающих явления передачи, распространения и превращения
тепла. Самым очевидным является тот факт, что распространение
тепла представляет собой необратимый процесс. Хорошо известно,
например, что тепло передается от горячего тела к холодному, а не
наоборот.
Вместе с тем путем точных экспериментов было доказано, что
тепловая энергия превращается в механическую энергию в строго
определенных количествах. Существование такого механического
эквивалента теплоты впервые установил английский ученый Дж.П.
Джоуль, который высказал предположение, что соответствующие
эквивалентные отношения должны существовать при превращении
других форм энергии в теплоту. При этом оказывалось, что во всех
этих превращениях одна форма энергии переходила в другую в
строго определенных количествах.
Все многочисленные эмпирические факты передачи и
превращения тепловой энергии нашли свое обобщение и
теоретическое объяснение в законах классической термодинамики.
Первый закон термодинамики, который называют также первым
ее началом, утверждает, что во всех тепловых превращениях энергия
не возникает из ничего и не исчезает никуда, а остается постоянной.
Второго закон термодинамики: невозможно получить работу за
счет энергии тел, находящихся в термодинамическом равновесии.
Этот закон термодинамики можно сформулировать проще, как
впервые это сделал французский ученый Н. Карно (1796—1832):
невозможно осуществить процесс, единственным результатом
53
которого было бы превращение тепла в работу при постоянной
температуре.
В дальнейшем немецкий физик Р. Клаузиус (1822—1888)
использовал для формулировки второго закона термодинамики
понятие энтропии как особой функции состояния системы, по
изменению которой можно судить о направлении термодинамических
процессов.
Обратите внимание на энтропию и скажите что, энтропия
замкнутой термодинамической системы, т.е. системы, которая не
обменивается с окружением ни энергией, ни веществом, возрастает и
достигает максимума в точке термодинамического равновесия. Во
всех необратимых процессах она возрастает или, по крайней мере, не
убывает. Сам Клаузиус ввел понятие энтропии для количественной
формулировки второго начала термодинамики, которое определяет
направление тепловых процессов. Энтропия характеризует степень
вырождения, или обесценения, тепловой энергии или меру
необратимости самопроизвольного перехода энергии.
Когда энтропия системы возрастает, то соответственно
усиливается беспорядок в системе. А это означает, что такие системы
эволюционируют в сторону увеличения в них энтропии, беспорядка,
хаоса
и
дезорганизации,
пока
не
достигнут
точки
термодинамического равновесия, в которой всякое производство
работы становится невозможным.
В заключение скажите что, достижение классической
термодинамики состоит в том, что она впервые ввела в физику
понятие времени, правда, в своеобразной форме, а именно в форме
необратимого процесса возрастания энтропии в системе. Чем выше
энтропия системы, тем больший временной промежуток она прошла
в своей эволюции.
По третьему вопросу
Следует сказать, что, когда говорят о современной физике,
обычно имеют в виду две фундаментальные концепции, возникшие в
двадцатом веке - квантовую теорию и теорию относительности. В
последнее двадцатилетие возникла еще одна теория, носящая
глубокий характер, - теория коллективных явлений или синергетика.
Ко всем трем в полной мере можно отнести все то, что говорилось во
Введении применительно к теориям вообще как к моделям,
порождаемым разумом. Однако прежде чем ознакомиться с их
основными идеями, напомним вкратце, с чем подошла наука к
54
рубежу ХIХ-ХХ веков и чем был вызван кризис, вследствие которого
и возникла современная физика.
Укажите, что классическая физика началась с И.Ньютона,
который последовательно описал механические процессы движения и
взаимодействия макроскопических тел на основе созданного им
математического языка бесконечно малых. В этом было отступление
от атомистических воззрений, но это привело к значительному
продвижению в описании и понимании природы. Несмотря на то, что
в настоящее время его подход кажется естественным и очевидным на
фоне абстрактных представлений современной физики, и с него
начинают знакомство с этой наукой в школе, в то время
понадобилось почти семьдесят лет, чтобы этот подход окончательно
утвердился в умах ученых. Дав свое определение понятиям скорости,
ускорения, силы, массы, Ньютон сформулировал законы динамики в
виде связей между этими величинами. Проанализировав законы
движения небесных тел, обнаруженных Т.Браге и И.Кеплером, он
установил закон всемирного тяготения, введя в науку меру
гравитационного взаимодействия тел в нашей Вселенной. В
результате удалось научиться точно предсказывать солнечные
затмения и понять природу морских приливов. Отличительной
чертой классической механики являлась обратимость движений во
времени, что следовало из соответствующих уравнений. При
описании механических процессов в различных системах координат,
движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно,
следовало использовать принцип относительности Галилея,
состоявший в том, что на ускорения тел, явившиеся следствием их
силового взаимодействия, относительное движение систем отсчета
никакого влияния не оказывает, и никакими механическими опытами
невозможно установить, какая именно из систем движется. Для
расчета достаточно просто сложить скорость движения тела в данной
системе отсчета и скорость относительного движения систем отсчета.
Поэтому можно выбрать наиболее удобную систему отсчета и
работать с ней.
Скажите, что, например, в движущемся вагоне отпущенный
камень упадет вдоль вертикальной прямой, но при наблюдении с
неподвижной платформы его траектория будет иметь вид кривой
линии - параболы. Если описать движение (и предсказать положения
камня) в системе движущегося вагона (что проще), то, чтобы сказать,
когда и в какой точке он будет при наблюдении с платформы,
55
достаточно просто учесть относительную скорость (скорость вагона)
в конечном ответе.
Затем перейдите характеристики сплошных сред, сказав при этом,
что сплошные среды, такие, как жидкости и газы, явились предметом
термодинамики. Между их параметрами (давлением, объемом,
температурой, химическим составом) были также установлены
количественные соотношения - закон Менделеева-Клапейрона
завершил усилия Бойля, Мариотта, Гей-Люссака и Шарля,
направленные на изучение поведения газов и жидкостей. Понятие
теплоты было отождествлено с энергией, а представления о газах как
о системах множеств маленьких молекул позволило связать законы
термодинамики и механики в молекулярно-кинетической теории.
Этот обобщающий шаг укрепил представление о единстве и
познаваемости мира. В XIX веке трудами Дж.Максвелла и
Л.Больцмана в строго детерминированный мир механических
движений молекул были введены идеи теории вероятности.
Удивительная
(для
механики)
необратимость
ряда
термодинамических явлений (молекулы, разлетевшись из половины
сосуда по всему сосуду, никогда вновь не соберутся в половине, хотя
из механики это никак не следует; тепло от нагретого тела, перейдя к
холодному, никогда не вернется обратно, и термодинамическое
равновесие самопроизвольно не нарушится) нашла свое объяснение с
точки зрения теории вероятности при учете гигантского числа
молекул (порядка 1019 штук в кубическом сантиметре) в любом
макроскопическом объеме. Это, между прочим, означает, что
упорядоченность в замкнутой (термодинамической) системе никогда
не возрастает. Выравнивание температуры и разрушение
существующих структур - такова судьба косной материи (в отличие
от живых систем, в которых наблюдается усложнение, т.е.
образование структур). Механические устройства с тепловыми
двигателями явили собой практическое воплощение научных идей
молекулярной физики и термодинамики.
Далее укажите на новый тип явлений, прежде всего
электрических и магнитных, которые потребовали новой концепции.
И она была дана Дж.Максвеллом на основе опытных данных Ампера
и Фарадея. Язык теории Максвелла был все той же математикой
бесконечно
малых
дифференциальными
уравнениями.
Непрерывность возобладала и потребовала введения понятия
физического поля - области пространства, каждой точке которой
56
поставлено в соответствие одно или несколько чисел. Соотношения
между характеристиками полей позволяли предсказать эффекты,
которые удалось пронаблюдать на опыте. Электрические машины и
радиосвязь отразили научный прогресс, и это было замечательной
иллюстрацией успеха теории. Но радиоволны были волнами, а,
значит, требовали среды, в которой они могли бы распространяться.
Эта среда - мировой эфир, пронизывающий все пространство, - могла
бы послужить абсолютной системой отсчета, тем самым укрепив
единство мира. Значит, вопрос состоял в том, чтобы как-то ее
обнаружить. "Как-то" - потому, что свойства ее были уж очень
экзотическими. С одной стороны, огромная Земля летит сквозь эфир
со скоростью 30 км/сек, но никакого торможения зарегистрировать не
удается (маленькая пуля, вылетев из ружья со скоростью несколько
сот метров в секунду, пролетит в воздухе всего несколько
километров). Получается, что он очень разреженный. С другой
стороны, скорость радиоволн в эфире - 300000 км/сек, что должно
соответствовать неимоверным плотности и жесткости этой среды
(скорость звуковых волн стали порядка нескольких километров в
секунду).
При этом добавьте, любопытно, что по сравнению с
термодинамикой роль теории вероятности в квантовой теории стала
более фундаментальной - фактически у математических понятий
появился физический смысл. Если раньше теория вероятности
использовалась в основном для статистического осреднения
параметров систем, содержащих большое количество частиц, то
теперь даже одна частица перемещалась в пространстве так или иначе
лишь с определенной вероятностью, понятие траектории перестало
иметь смысл.
Следующей важной концепцией, приобретшей конкретные черты
в связи с появлением квантовой теории, была концепция атома. В
начале века эту неделимую частицу представляли себе в виде капли
положительно заряженной жидкости, в которой плавали
отрицательно заряженные электроны. В целом атом был
электрически нейтрален и весьма устойчив. Такая модель в общем
неплохо описывала наблюдаемые свойства, за исключением спектров
излучения или поглощения. Если газ атомов подвергнуть
воздействию, например, пропустить электрический разряд через этот
газ, то атомы испускают электромагнитное излучение. Такое
излучение (световое) можно видеть в газоразрядных трубках.
57
Оказалось, что испускаемый свет имеет не сплошной спектр, как,
скажем, Солнце или лампа накаливания, а линейчатый, то есть в нем
присутствуют лишь линии определенных длин волн (частот, цветов).
Если взять водород, в атоме которого имеется только один электрон,
то с помощью капельной модели можно предсказать появление линии
излучения, но только одной. Электрон мог бы колебаться в
окружающей положительной жидкости и в соответствии с теорией
Максвелла испускать электромагнитную волну. Но лишь одной
частоты. Бальмер же в эксперименте обнаружил целую серию линий
различных частот. Мало того, и в инфракрасной, и в
ультрафиолетовой областях также обнаружились серии линий
излучения. Известный опыт Резерфорда, в котором положительно
заряженные альфа-частицы пролетали сквозь вещество фольги,
практически не отклоняясь (только малая часть их отражалась в
обратную сторону), решительно противоречил капельной модели
атома. Резерфорд предположил, что атом представляет собой
динамическую систему наподобие солнечной: вместо Солнца в
центре находится массивное положительно заряженное ядро (это от
него отскакивают налетающие положительные частицы), а вокруг
него по орбитам движутся отрицательно заряженные электроны.
Таким образом, большая часть атома оказывается пустой - через неето и летят пролетающие частицы. Но классическая электродинамика
не допускает устойчивого существования подобной системы.
Движущийся ускоренно заряд, а вращающийся по орбите электрон
именно таким и является, испускает энергию и должен очень быстро
упасть на ядро, что соответствует "исчезновению" атома, похожего на
солнечную систему. Но атом устойчив. Нильс Бор сформулировал
новый постулат. Он провозгласил, что законы микромира и здесь
отличаются от законов макромира, и электрон в атоме может
двигаться по орбите и не излучать. Но не по всякой орбите, а только
по такой, длина которой соответствует целому числу длин волн ДеБройля, соответствующих движущемуся электрону. Ясно, что разным
скоростям движения будут соответствовать разные радиусы орбит.
Если же электрон каким-то образом (скажем, под воздействием
внешнего поля) перескакивает с орбиты на орбиту, то его энергия
(точнее, энергия атома в целом) меняется, а разность этих энергий
излучается (или поглощается) в виде кванта с частотой, определяемой
согласно Планку. Расчет привел к блестящему согласию с
экспериментальными результатами Бальмера. Таким образом, был
58
установлен еще один закон микромира, противоречащий здравому
смыслу, но позволяющий точно предсказать поведение микросистем.
Открытое в конце прошлого века Беккерелем, а затем
исследованное Пьером и Мари Кюри, Резерфордом, Чедвиком,
Ферми явление радиоактивности, указало на сложный состав "атома",
и микромир обогатился новыми обитателями - протонами,
нейтронами, нейтрино и другими элементарными частицами. Все они
подчинялись неочевидным законам квантовой механики.
Обратите внимание на то, что наиболее важной отличительной
чертой новой физики явилась именно ее концептуальная основа,
основа на концепции, принципиально неустранимый разрыв между
входными условиями и наблюдаемыми результатами, требующий
построения аксиоматической теории.
Сложившаяся ситуация позволяет ужесточить принцип
относительности Галилея и заявить, что никаким физическим
экспериментом невозможно установить, которая из инерциальных
систем отсчета движется, хотя пока что мы убедились в этом только
для оптических экспериментов. Но, как и в случае с моделью атома
Резерфорда, это приводит к логическому противоречию: из опыта
Майкельсона-Морли следует, что выделенной системы отсчета нет, и,
оставаясь в рамках классической физики и пользуясь обычной
формулой Галилея для сложения скоростей, мы должны были бы
честно сложить скорости света и Земли. Но тогда опыт МайкельсонаМорли должен был бы дать другой результат. Значит, как и в случае
микромира, необходим новый постулат.
Его сформулировал А.Эйнштейн: скорость света, т.е. скорость
перемещения возмущения электромагнитного поля, измеренная из
любой инерциальной системы отсчета, имеет одно и то же значение
независимо от относительного движения систем. Принять (и
воспринять) его сложнее, чем постулат Бора, поскольку восприятие
движения волн (хоть и не световых) входит в повседневный опыт
человека, в отличие от восприятия поведения микрочастиц. Отчасти
справиться с недоумением по поводу этого странного утверждения о
независимости скорости света от системы ее отсчета можно, подумав
о следующей аналогии: скорость звука не меняется в зависимости от
того, измерим ли мы ее с разбега или стоя неподвижно. Частота звука
- да, меняется, и все слышали, как меняется тон гудка локомотива,
когда он проезжает мимо. Но скорость звука, испускаемого гудящим
локомотивом, измерим ли мы ее, находясь в едущем вагоне или стоя
59
на платформе, остается той же. Этот пример не эквивалентен
ситуации со светом (уже потому, что звук распространяется в среде,
которой для света не нашлось), но схож с ней.
Теперь для того, чтобы последовательно описывать наблюдаемые
явления, приходится посягнуть на такие фундаментальные
характеристики, как пространственные размеры и течение времени:
следствием двух новых постулатов (уточненного принципа
относительности и независимости скорости света от инерциального
движения системы отсчета) является то, что размеры объектов и
времена процессов зависят от того, по отношению к какой системе
отсчета - движущейся или неподвижной относительно наблюдаемого
объекта или явления - мы их измеряем. Это было осознано
А.Эйнштейном в 1905 году и легло в основу так называемой
специальной теории относительности.
Дальнейшее развитие этих идей привело А.Эйнштейна к
созданию общей теории относительности, также называемой теорией
гравитации
или
геометродинамикой,
согласно
которой
гравитационное "притяжение" тел является лишь наблюдаемым
эффектом, в основе которого лежит геометрия нашего пространства,
точнее единого пространства-времени. Находящиеся в нем массы
искривляют его подобно тому, как прогибается двумерная упругая
мембрана, если положить на нее тяжелый шарик: вталкивая в
получившийся "раструб воронки" еще один шарик, мы увидим, как
он скатится к первому или будет кружить вокруг него ("под
действием сил гравитационного притяжения", - полагал Ньютон).
Нечто подобное, согласно общей теории относительности,
происходит и в случае трехмерного пространства. Предсказания этой
странной теории подтвердились при измерении скорости поворота
большой полуоси эллиптической орбиты Меркурия при его движении
вокруг Солнца. Кроме того, из этой теории следует, что лучи света
должны были бы отклоняться при прохождении мимо массивного
тела вроде звезды. При соответствующих измерениях во время
Солнечного затмения это было зарегистрировано. В настоящее время
релятивистские эффекты непосредственно учитываются при
конструировании спутниковых систем GPS (Global Positioning
System), обеспечивающих навигацию на поверхности Земного шара с
высокой точностью. Существование (гипотетических) загадочных
черных дыр, также следует из этой теории.
60
В заключение этого вопроса скажите несколько слов о
концепции, возникшей в последней четверти нашего века и ставшей
своеобразным связующим звеном между мирами живой и неживой
природы. Оказалось, что если от рассмотрения замкнутых систем
многих тел перейти к рассмотрению открытых, то есть таких,
которые тем или иным способом обмениваются энергией с
окружающей средой, то возможно усиление флуктуаций, в результате
которого в хаотической системе возникает упорядоченность,
структура. Скажите, что, наиболее наглядным примером является
образование перистых облаков. Облака - это мельчайшие частички
жидкой воды или твердого льда, находящиеся в сложной системе
воздушных потоков, и обычное кучевое облако, несмотря на
опознаваемую форму (паттерн), структуры все же не имеет. Однако в
определенных условиях она возникает, и появляются перистые
облака с правильным чередованием равноотстоящих перьев. Это так
называемый кооперативный эффект. Нечто подобное происходит и в
такой непохожей системе, как лазер, где в результате кооперативного
эффекта происходит согласованное излучение электромагнитных
волн. С этой точки зрения процессы лазерной генерации были
исследованы Г.Хакеном. И в случае фазовых переходов,
сопровождающихся сменой симметрии, также играют роль
кооперативные эффекты, и в химических реакциях особого рода.
Такое совместное взаимодействие частиц с образованием структур
получило название синергетики.
Укажите, что большой вклад в исследование коллективных
явлений в открытых системах был сделан И.Пригожиным,
разработавшим так называемую нелинейную динамику и
доказавшим, что неравновесие в термодинамической системе может
быть причиной возникновения порядка. Таким образом, налицо
образование структур в неживой материи, то есть свойство, которое
считалось присущим лишь живому веществу. Самоорганизация
проявляется в форме гигантской коллективной флуктуации,
поведение которой не может быть описано в рамках традиционной
статистической физики. В состоянии такого перехода элементы
системы ведут себя коррелированно, хотя до этого они пребывали в
хаотическом движении.
И, наконец, Тома разработал теорию катастроф - скачкообразных
изменений, возникающих в виде внезапного ответа системы на
плавное изменение внешних условий, - накопление мелких
61
незначительных воздействий, в конце концов, вызывает
лавинообразный срыв. Примером такого сорта явлений является
накопление песка, высыпающегося тонкой струйкой на поверхность:
сначала он просто рассыпается по ней, затем вырастает конус и в
какой-то момент, когда количество песка в верхней части конуса
превысит критическое значение, происходит обвал, а затем вновь
наступает равновесие и накопление новой массы сверху.
В заключение данного вопроса скажите, что эта теория дает
универсальный метод исследования всех скачкообразных переходов,
разрывов, внезапных качественных изменений.
Вопросы для самоконтроля:
1. В чем суть идеи теории тяготения Эйнштейна?
2. Каковы основные положения теории электромагнетизма?
3. Какие элементарные частицы входят в состав ядра атома?
4. Как формулируются три закона термодинамики?
5. Почему невозможна тепловая смерть Вселенной?
Тесты
1. Принцип корпускулярно-волнового дуализма утверждает,
что:
а) в квантовой механике нет принципа относительности;
б) дуалитность СТО и ОТО;
в) фотон движется со скоростью света;
г) любой квантовый объект представляет собой одновременно и
частицу и волну.
2. Корпускулярные представления о материи характеры для:
а) механической картины мира;
б) электромагнитной картины мира;
в) современной картины мира;
г) религиозной картины мира.
3. Сильное взаимодействие передается:
а) фотонами;
б) глюонами;
62
в) гравитонами;
г) вионами.
4. Электромагнитное излучение – это поток …
а) фотонов;
б) электронов;
в) протонов;
г) нейтронов.
5. Из фундаментальных взаимодействий наиболее сильным
является
а) гравитационной;
б) сильное;
в) слабое;
г) электромагнитное.
6. Всеобщими свойствами пространства и времени являются:
а) объективность;
б) трехмерность;
в) единство прерывности и непрерывности;
г) ассиметрия.
7. Основу общей теории относительности составляют
следующие положения:
а) скорость света есть величина постоянная в любых системах
отсчета;
б) все физические процессы при одних и тех же условиях
протекают одинаково в любых системах отсчета;
в) скорость света постоянна в областях, где гравитационными
силами можно пренебречь;
г) масса не эквивалентна энергии в неинерциальных системах
отсчета.
8. Мера неупорядоченности, или мер хаоса в термодинамике
называется:
а) изометрией;
б) энтропией;
в) негэнтропией;
г) анизотропией.
63
9. Сингулярность— это:
а) теория об одиночестве человечества во Вселенной;
б) начальное состояние Вселенной;
в) информация о состоянии объекта;
г) разрушение пространственно-временного континуума.
10. Вселенная в модели Эйнштейна является.
а) стационарной;
б) неизменной;
в) расширяющейся;
г) развивающейся.
Семинар №3 по теме: «Химические концепции описания
мира»
Время 2 часа
Цели занятия:
- объяснение структуры вещества и химических систем;
- пояснение термохимических реакций;
- раскрытие сущности химической эволюции.
Вопросы для обсуждения:
1. Структура вещества и химические системы.
2. Энергетика химических реакций.
3. Химическая эволюция.
Темы докладов и рефератов:
1. Эволюционная химия.
2. Химические свойства органических веществ.
3. Взаимодействие физики и химии.
4. Фундаментальные константы.
5. Экзотермические и эндотермические реакции.
64
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания: Курс
лекций. 4-е изд., стер. – СПб: Издательство «Лань», М.: ООО
Издательство «Омега-Л», 2008.
2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания:
учебник / С.Х. Карпенков. -11-е изд., перераб. и доп. – М.: КНОРУС,
2009.
3. Лавриненко В.Н.Концепции современного естествознания.
Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006.
4. Лось В.А. Основы современного естествознания. Уч. пособие.М., ИНФРА, 2007.
5.
Найдыш В.М.Концепции современного естествознания.
Учебное пособие. - М.: Гардарики, 2002.
6.
Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания:
Учебник для вузов. - М.:ЮНИТИ - ДАНА,2009.
7.
Свиридов В.В. Концепции современного естествознания:
Учебное пособие.- 2-изд. – СПб.: Питер, 2008.
Дополнительная:
1.
Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и
представлений в химии.- М., 1983.
2. Аналитическая химия. Физические и физико-химические
методы анализа./ Под ред. О.М.Петрухина. - М., 2005.
3. Артеменко А.И. Органическая химия.- М., 2006
4. Васильева Т.С., Орлов В.В. Химическая формула материи. М.,
1983.
5. Возникновение и развитие химии с древних времен до XVII
века. М., 1980.
6. Глинка Н.Л. Общая химия. - М., 2005.
7. Дорохова Е.Н., Прохорова К.В. Аналитическая химия. Физикохимические методы. - М., 2004
8. Данцев А.А. Философия и химия.- Ростов н/Д, 1991.
9. Ким А.М. Органическая химия. - Новосибирск, 2007
10. Кругляков П.М.,Лещенко Н.Ф. Физическая и коллоидная
химия. - М., 2007
11. Кузнецов В.И. Общая химия. Тенденции развития.- М., 1989.
12. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. Ответы на вопросы.- М.,
1997.
65
13. Печенкин А.А. Взаимодействие физики и химии
(философский анализ).- М., 1986.
14. Пиментел Дж., Кунрод Дж. Возможности химии сегодня и
завтра.- М., 1992.
15. Семенов И.Н., Перфилова Н.Л. Химия. - СПб., 2005
16. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. - М., 2005
17. Семчиков Ю.Д., Жильцов С.В., Кашаева В.Н. Введение в
химию полимеров. - М., 1988;
18. Соловьев Ю.И., Курашов В.И. Химия на перекрестке наук.М., 1989.
19. Тунце У.Я.,Шведт Г.Р. Основы качественного и
количественного анализа. - М., 2007
20. Филиппович Ю.В. Основы биохимии. - М., 2007
21. Фугоровский Н.А. История химии.- М., 1979.
По первому вопросу
Прежде всего необходимо сказать что, характер любой системы,
как известно, зависит не только от ее строения и состава ее
элементов, но и от их взаимодействия. Именно такое взаимодействие
определяет специфические, целостные свойства самой системы.
Поэтому при исследовании разнообразных веществ и их реакционной
способности ученым приходится заниматься и изучением их
структур. Соответственно уровню достигнутых знаний менялись и
представления о химической структуре веществ. Хотя разные ученые
по-разному истолковывали характер взаимодействия элементов
химических систем, тем не менее, все они подчеркивали, что
целостные
свойства
этих
систем
определяются
именно
специфическими особенностями взаимодействий их элементов.
В качестве первичной химической системы рассматривалась при
этом молекула и поэтому, когда речь заходила о структуре веществ,
то имелась в виду именно структура молекулы как наименьшей
единицы вещества. Сами представления о структуре молекулы
постепенно совершенствовались, уточнялись и конкретизировались,
начиная от весьма общих предположений отвлеченного характера и
кончая гипотезами, обоснованными с помощью систематических
химических экспериментов. Если, например, по мнению известного
шведского химика Йенса Берцелиуса (1779-1848) структура
молекулы возникает благодаря взаимодействию разноименно
заряженных атомов или атомных групп, то французский химик
66
Шарль Жерар (1816-1856) справедливо указывал на весьма
ограниченный характер такого представления.
В противовес этому он подчеркивал, что при образовании
структур различные атомы не просто взаимодействуют, но известным
образом преобразуют друг друга, так что в результате возникает
определенная целостность или, как мы сказали бы теперь, система.
Однако эти общие и в целом правильные представления не содержали
практических указаний, как применить их для синтеза новых
химических соединений и получения веществ с заранее заданными
свойствами.
Такую попытку раскрытия структуры молекул и синтезирования
новых веществ предпринял известный немецкий химик Фридрих
Кекуле (1829-1896). Он стал связывать структуру с понятием
валентности элемента или числа единиц его сродства. На этой основе
и возникли те структурные формулы, которыми с определенными
модификациями пользуются при изучении органической химии в
школе. В этих формулах элементы связывались друг с другом по
числу единиц их сродства или валентности. Комбинируя атомы
различных химических элементов по их валентности, можно
прогнозировать получение различных химических соединений в
зависимости от исходных реагентов. Таким путем можно было
управлять процессом синтеза различных веществ с заданными
свойствами, а именно это составляет важнейшую задачу химической
науки.
Дальнейший шаг эволюции понятия химической структуры
связан с теорией химического строения Александра Михайловича
Бутлерова (1828-1886), который, хотя и признавал, что образование
новых молекул из атомов происходит за счет их химического
сродства, но обращал особое внимание на степень напряжения или
энергии, с которой они связываются друг с другом. Именно поэтому
новые идеи А.М. Бутлерова нашли не только широкое применение в
практике химического синтеза, но и получили свое обоснование в
квантовой механике.
Этот краткий экскурс в историю химии показывает, что эволюция
понятия химической структуры осуществлялась в направлении, с
одной стороны, анализа ее составных частей или элементов, а с
другой
установления
характера
физико-химического
взаимодействия между ними. Последнее особенно важно для ясного
понимания структуры с точки зрения системного подхода, где под
67
структурой подразумевают упорядоченную связь и взаимодействие
между элементами системы, благодаря которой и возникают новые
целостные ее свойства. В такой химической системе, как молекула,
именно специфический характер взаимодействия составляющих ее
атомов определяет свойства молекулы.
Далее скажите, что способность к взаимодействию различных
химических реагентов определяется не только их атомномолекулярной структурой, но и условиями протекания химических
реакций.
К этим условиям относятся, прежде всего, термодинамические
условия, характеризующие зависимость реакций от температуры,
давления и некоторых других факторов. В еще большей степени
характер и особенно скорость реакций зависят от кинетических
условий, которые определяются наличием катализаторов и других
добавок к реагентам, а также влиянием растворителей и иных
условий.
Обратите внимание на то, что при реакции в гомогенной
системе, состоящей из одной фазы, протекают, как правило, быстрее,
чем в гетерогенной системе, состоящей из нескольких фаз.
Говоря о чрезвычайно высокой эффективности катализаторов в
ускорении химических реакций, следует обратить особое внимание
на то, что возникновение и эволюция жизни на Земле была бы
невозможна без существования ферментов, служащих, по сути дела,
живыми катализаторами.
По второму вопросу
Следует сказать, что химическая реакция – это процесс, при
котором одни соединения разлагаются, другие образуются, в
результате одни химические связи заменяются другими. Как
следствие химические реакции сопровождаются выделением или
поглощением теплоты. Реакции, протекающие с выделением теплоты
в окружающую среду, называются экзотермическими, а с
поглощением теплоты – эндотермическими. Количество теплоты,
которое выделяется или поглощается при химической реакции,
называется тепловым эффектом реакции.
Далее, обратите внимание на энтальпию и скажите, что тепловой
эффект реакции, протекающей в условиях р=const, T=const, равен
изменению энтальпии системы ∆Н и измеряется в кДж. При
экзотермической реакции энтальпия системы уменьшается и ∆Н < 0,
а при эндотермической – энтальпия системы увеличивается и ∆Н > 0.
68
Если исходные вещества и продукты реакции находятся в
стандартном состоянии, то энтальпию реакции называют стандартной
и обозначают ∆Н0 или ∆. Верхний индекс отвечает стандартному
давлению (101кПа), нижний индекс соответствует стандартной
температуре, принятой по международному соглашению, равной 298
К.
Уравнения химических реакций, в которых указаны изменения
энтальпии
(тепловые
эффекты
реакций),
называются
термохимическими.
Например, термохимическое уравнение
N2(г) + 3Н2 (г) = 2NH3 (г),
∆ = –92, 4 кДж.
показывает, что при взаимодействии 1 моль N2 и 3 моль Н2
образуется 2 моль NH3 и выделяется количество теплоты, равное 92,4
кДж.
Термохимические уравнения подчиняются закону ЛавуазьеЛапласа: тепловой эффект прямой реакции равен по абсолютному
значению и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной
реакции.
Укажите на то, что закон Лавуазье-Лапласа носит частный
характер, а в основе термохимических расчетов лежит
фундаментальный закон термохимии – закон Гесса: тепловой эффект
химической реакции зависит только от начального и конечного
состояний веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.
Из закона Гесса следует два важных следствия.
Первое следствие: тепловой эффект получения любого вещества
не зависит от способа его получения. Так как энтальпия образования
вещества зависит от его состояния и от условий, все энтальпии
образования отнесены к одинаковым состояниям и условиям,
которые называют стандартными. Стандартная энтальпия реакции
образования 1 моля сложного вещества из простых веществ,
устойчивых при 298 К и давлении 101 кПа называется стандартной
энтальпией образования. Обозначается ∆ или ∆Н0 (температуру 298 К
можно опустить), измеряется в кДж/моль. Следует отметить, ∆Н0
простых веществ равна нулю.
В термохимических расчетах более часто применяют второе
следствие из закона Гесса: энтальпия химической реакции равна
сумме энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы
69
энтальпий
образования
исходных
веществ
с
учетом
стехиометрических коэффициентов реакции.
Направление
протекания химической реакции определяет энергия Гиббса (∆G), в
которой вводится понятие энтропии.
Изменение стандартной энергии Гиббса химической реакции
может быть также вычислено по уравнению:
∆ = ∆ – Т∆,
где Т – абсолютная температура, ∆ – изменение энтропии.
Здесь важно сказать что, энтропия – это мера неупорядоченности
состояния системы; стремление частиц (молекул, ионов, атомов) к
хаотическому движению, а системы – к переходу от более
упорядоченного состояния к менее упорядоченному. Энтропия
возрастает с увеличением движения частиц при нагревании,
испарении, плавлении, расширении газа, при ослаблении или разрыве
связей между атомами и т.п. Процессы, связанные с
упорядоченностью системы (конденсация, кристаллизация, сжатие,
упрочнение связей, полимеризация), сопровождаются уменьшением
энтропии. Измеряется энтропия в Дж/моль×К.
Энтропия
также
является
критерием
возможности
самопроизвольного протекания процесса: в изолированной системе
самопроизвольно могут протекать только такие процессы, которые
ведут к увеличению неупорядоченности системы, т.е. к росту
энтропии.
По третьему вопросу
Прежде всего, скажите о том что, химическая эволюция - процесс
необратимых изменений, приводящий к появлению новых
химических соединений - продуктов, более сложных и
высокоорганизованных по сравнению с исходными веществами. Эти
процессы стали активно и целенаправленно исследовать в 1970-е гг. в
связи с изучением проблемы постоянно усложняющихся химических
процессов до уровня, способствовавшего возникновению живого
вещества на Земле. Интерес к этим процессам восходит к давним
попыткам понять, как из неорганической материи возникает
органическая, а далее и жизнь. Первым осознал высокую
упорядоченность и эффективность химических процессов в живых
организмах основатель органической химии Й.Я. Берцелиус (конец
XVIII - начало XIX в.). Он установил, что основой лабораторий
живого организма является биокатализ.
70
Укажите на то, что внимание каталитическому опыту живой
природы придавалось и в XX в. Так, академик Н.Н. Семенов
рассматривал химические процессы, протекающие в тканях растений
и животных, как своеобразное <химическое производство> живой
природы.
Затем кратко рассмотрите этапы химической эволюции.
Вероятно, следует признать, что она началась с появлением
простейшего носителя - атома. Согласно теории Большого взрыва,
существующие сейчас химические элементы, возникли в процессе
эволюции Вселенной от сверхплотного и сверхгорячего состояния до
современного мира звезд и галактик. Предполагается, что первыми
образовались простейшие атомы (вернее, их ядра) водорода.
Приблизительно через 1 с после Большого взрыва плотность материи
уменьшилась до 1 т/см3, температура - до 100 млрд. К, а диаметр
вырос до 1500 млрд. км. Вещество находилось в состоянии
полностью ионизированной плазмы, состоящей из нуклонов
(протонов и нейтронов) и электронов. Еще через 10 с, когда
температура понизилась до 10 млрд. К, появились условия для
протекания ядерной реакции образования дейтронов - ядер дейтерия
(тяжелого водорода).
Однако при этой температуре равновесие данной реакции сильно
сдвинуто влево (оно сдвигается вправо только при температуре 1млрд
К - примерно через 100 с после Большого взрыва), и дейтроны не
могли накапливаться, так как они при этих условиях превращаются в
ядра гелия (эта схема вполне удовлетворительно объясняет
количество гелия в нашей Вселенной). На дозвездной стадии
развития материи ядра других химических элементов не образуются,
поскольку плотность и температура расширяющейся Вселенной
быстро падают. При этом процесс образования 4Не (цифра слева
вверху - относительная атомная масса, т.е. масса атома, выраженная в
атомных единицах массы, которая составляет 1/12 массы изотопа
углерода с массовым числом 12- 1,6605655(86)10"27 кг), начавшись
приблизительно через 2 мин после Большого взрыва, прекращается
уже к концу 4-й минуты. При остывании Вселенной до температуры
3500 К (приблизительно через 1 млн. лет) происходит рекомбинация
ядер гелия и оставшихся ядер водорода с электронами: образуются
атомы гелия и водорода - исходный материал для межзвездного газа
и звездных систем.
71
Дальнейший синтез химических элементов продолжается в
недрах звезд при повышении температуры. В процессе конденсации в
протозвезду межзвездного газа, состоящего из водорода и гелия, в
результате гравитационного сжатия температура повышается и снова
становится возможной реакция образования гелия из водорода. Этот
этап характеризуется температурами, не превышающими 20 106 К.
После ядер гелия Не наиболее устойчивыми являются ядра 12С и
1бО. Термоядерная эпоха образования таких ядер (Т < 100 млн. К)
наступает после того, как на первом этапе истощается, <выгорает>
водород. В эту эпоху в плотных выгоревших ядрах звезд-гигантов
возможно непосредственное образование углерода и кислорода (не
атомов, а ядер). Дальнейшее слияние ядер гелия приводит к
образованию 20Ne, 24Mg и т.п. Более поздняя ядерная эпоха, когда
обеспечивается температура до 1 млрд. К, характеризуется
<горением> углерода. При этом образуются ядра вплоть до 27А1 и
28Si. Выше 30 млрд. К в реакцию вступают более тяжелые ядра,
начиная с кремния 32Si В условиях складывающегося при этом
термодинамического равновесия синтезируются элементы вплоть до
железа и атомы близких ему элементов, ядра которых являются
самыми стабильными ядрами. При этом достигается минимум
энергии всей системы, и более тяжелые ядра не синтезируются.
Получение
элементов
с
большими
атомными
номерами
осуществляется по другому механизму - последовательный захват
ядрами нейтронов и последующий (3-распад). В подобных процессах
в качестве самого тяжелого может получиться нуклид l81Bi. Ядра,
более тяжелые, чем 18lBi, синтезируются во время взрывов новых и
сверхновых звезд в условиях огромной плотности нейтронных
потоков, когда возможен захват ядрами нейтронов не по одному, а
группами.
Обратите внимание на то, что можно с большой долей
вероятности предположить, что в Солнечной системе сменилось
несколько этапов ядерного синтеза. Сравнение химического состава
Солнца и химического состава звездного вещества позволяет
заключить, что все описанные выше процессы синтеза ядер имели
место в Солнечной системе, причем первоначальная масса
образовавшейся в нашем участке Галактики звезды превышала
критическую (равную 1,44 массы Солнца), и она оказалась
неустойчивой. Под действием гравитационного притяжения
протозвезда сжималась, ее температура повышалась, обеспечивая
72
первые этапы ядерного синтеза. Выделяющаяся при этом энергия
оказалась слишком велика, вследствие чего через некоторое время
происходил взрыв и образовывались ядра самых тяжелых элементов.
Масса звезды уменьшалась за счет выброса вещества. Этот процесс
повторялся неоднократно до тех пор, пока масса центральной
массивной звезды не стала ниже критического предела. Такой
механизм обеспечивает интервал времени, достаточный для
химической, геолого-географической и биологической эволюции.
В настоящее время многие исследователи полагают, что планеты
Солнечной системы образовались из солнечной материи,
выброшенной из Солнца, когда оно становилось сверхновой звездой.
Охлаждение образовавшейся вокруг Солнца доскообразной газовой
туманности дало возможность для соединения атомов в молекулы,
т.е. началась собственно химическая эволюция.
Молекулы не могли образоваться при звездных температурах,
когда большинство атомов существует в виде многозарядных ионов
(например, в солнечной короне при 1 млн. К. атомы железа являются
ионами Fe13+). Двухатомные молекулы обнаружены в спектрах лишь
наиболее холодных звезд с температурой поверхности 2000-3000 К.
(оксиды Al, Mg, Ti, Zr, С, Si и некоторые другие двухатомные
молекулы с наиболее прочной химической связью). При этом в
межзвездном пространстве присутствует большое количество
молекул, в том числе достаточно сложных (табл. 7.1).
Предполагается, что состав указанных молекул соответствует составу
первых молекул, образовавшихся в результате охлаждения звездного
вещества. Найдены и другие молекулы, но в значительно меньших
количествах.
Когда температура протопланетной туманности понизилась до
1000-1800 К, начали конденсироваться, т.е. становиться жидкими и
твердыми, самые тугоплавкие вещества, в частности образовались
капельки железа, а впоследствии и силикатов (солей кремниевых
кислот).
При температурах 400-1000 К конденсировались другие металлы
и их соединения с серой и кислородом. Застывшие капли силикатного
материала в виде хондр (маленьких сферических тел) образовали, повидимому, при последующем сгущении множество астероидов первичных тел хондритовых метеоритов. Можно предположить, что в
результате дифференциации первичного газа под действием
солнечного ветра (истечения плазмы солнечной короны в
73
межпланетное пространство) и градиента температур атомы наиболее
легких элементов были отброшены на периферию Солнечной
системы и расположенные ближе к Солнцу планеты земного типа
возникли путем сгущения наиболее высокотемпературной фракции с
повышенным содержанием железа.
Содержание летучих компонентов, которые, вероятно, попали в
планетное вещество главным образом в результате адсорбции на
пылевых частицах или химических реакций с ними, оказалось очень
малым. Поэтому масса гидросферы Земли составляет лишь 0,024%, а
атмосферы - 0,00009% общей массы Земли.
Далее скажите что, с формированием Земли как планеты на
химическую эволюцию стала оказывать действие эволюция Земли.
Это влияние выражалось (и выражается в настоящее время) в
изменении концентрационного распределения химических элементов
в теле Земли и по ее оболочкам (в атмосфере, гидросфере, коре,
мантии, ядре), а также в создании условий (температура, давление)
для образования новых веществ.
Конечно, при этом имело место и обратное воздействие.
Образование новых веществ и появление возможностей для новых
химических процессов вызывали формирование новых геологических
образований, например осадочных пород.
В заключение скажите, что, таким образом, геологическая и
химическая эволюции протекают в значительной степени совместно,
взаимно влияя друг на друга. Химическая эволюция привела к
появлению жизни. Это произошло благодаря развитию не веществ, а
химических систем и процессов, в них происходящих.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какова роль химическая эволюции в формировании Земли?
2. Когда в науке стали использоваться атомистические
представления?
3. В суть понятия эволюции химических структур?
4. Когда возникла химия как наука?
5. Каков принцип синтеза органических веществ?
74
Тесты
1. А.М. Бутлеров, А.И. Опарин, А. П. Руденко способствовали
укрепления взаимосвязи химии с:
а) биологией;
б) геологией;
в) космологией;
г) физикой.
2. Как называется раздел химии, изучающий количественный
состав веществ?
а) структурная химия;
б) стехиометрия;
в) плаэмохимия;
г) эволюционная химия.
4. Какой закон утверждает, что в равных объемах различных
газов при одинаковых условий (температуре н давлении)
содержится одинаковое число молекул?
а) закон Гесса;
б) закон Авогадро;
в) закон сохранения массы вещества;
г) закон эквивалентов.
5. Какой закон сформулирован для веществ, находящихся в
газообразном состоянии?
а) закон Гука;
б) закон всемирного тяготения;
в) закон сохранения энергии;
г) закон простых объемных отношений.
6. Как называются мельчайшие частицы, кз которых,
согласно Дальтону, состоит материя?
а) атомы;
б) молекулы;
в) электроны;
г) кварки.
75
7. Какая концепция нашла свое подтверждение в законе
кратных отношений Дальтона?
а) концепция дальнодействия;
б) концепция близкодействия;
в) атомистическая гипотеза;
г) гипотеза Авогадро.
8. Когда был открыт периодический закон Менделеева?
а) 1799 г
б) 1869 г.
в) 1897 г.
г) 1905 г.
9. Какай теория утвердилась во второй половине XIX в. в
качестве теоретической основы химии?
а) теория строения атома;
б) теория электромагнетизма Максвелла;
в) радиохимия;
г) атомно - молекулярная теория.
10. Какой закон был сформулирован Ломоносовым?
а) закон действующих масс;
б) закон сохранения массы вещества;
в) закон инерции;
г) закон электромагнитной индукции.
Семинар № 4. по теме « Геологические концепции описания
мира»
Время 2 часа
Цели занятия:
- ознакомление с историей геологического развития Земли;
- уяснение теории тектонических плит;
- уяснение роли эндогенных и экзогенных процессов Земли.
Вопросы для обсуждения:
1. Геологическая история и строение Земли.
2. Теория тектонических плит.
3. Литосфера как абиотическая основа жизни.
Темы докладов и рефератов
76
1. Литосфера Земли во взаимодействии с атмосферой и
гидросферой.
2. Тектоническая активность Земли.
3. Теория тектонических плит.
4 Геологические свойства земной коры
5. Эндогенные и экзогенные геодинамические процессы Земли
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Арнольд В.И. Теория катастроф. – М.: Наука,1990.
2. Батюшкова И. В. История проблемы происхождения материков
и океанов. – М.: Наука. 1979.
3. Белоусов В. В. Земля, ее строение и развитие. – М. : АН СССР,
1969.
4. Будыко М. И. Климат в прошлом и будущем. –
Л.:
Гидрометеоиздат,1997.
5. Будыко М. И. Проблема углекислого газа. – Л.:
Гидрометеоиздат, 1997.
6. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание.
Уч. пособие.-М. «Маркетинг», 2007.
7. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания:
учебник / С.Х. Карпенков. -11-е изд., перераб. и доп. – М.: КНОРУС,
2009.
8. Концепции современного естествознания: учебник для вузов
под ред. С.И.Самыгина.- Ростов-Н-Д.: Феникс, 2008.
9. Клиге Р. К., Данилов И. Д., Конищев В. Н. История
гидросферы. – М.: Научный мир, 1998.
10. Лавриненко В.Н., Ратников В.П.Концепции современного
естествознания. — М.: ЮНИТИ, 2009.
11. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания:
Учебник для вузов. - М.:ЮНИТИ,2009.
12. Торосян В.Г. Концепции современного естествознания.- М.:
Высшая школа, 2009.
Дополнительная:
1. Артемьева З.С. Органическое вещество и гранулометрическая
система почвы. - Москва, ГЕОС, 2010.
2. Белоусов В.В. Структурная геология. - М.: МГУ, 1986.
3. Большая советская энциклопедия. Глав. Ред. Прохоров А. М.
Т. IV.- М., 1971.
77
4. Большая советская энциклопедия. Глав. Ред. Прохоров А. М.
Т. XIII.- М., 1973.
5. Бурлацкая С.П. Археомагнетизм: Структура и эволюция
магнитного поля Земли. - Москва, ГЕОС, 2007.
6. Горбачев В.В. Современное естествознание и экологическое
образование
// Сб. тр. Всерос. конф. по экол. Образованию. Пущино,1998.
7. Горбачев В.В. Энергетические аспекты эволюции биосферы в
ноосферу и синергетическое понимание экологии // Этика науки
будущего. На пути к духовно-экологической цивилизации. –
М.:Дельфис,2002.
8.
Данилова В. С.. Основные концепции современного
естествознания.- М., 2000.
9. Дегазация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды;
нефть и газ; углеводороды и жизнь. Материалы Всероссийской
конференции с международным участием, посвященной 100-летию со
дня рождения академика П.Н. Кропоткина, 18-22 октября 2010 г. Москва, ГЕОС, 2010.
10. Добровольский Г.В., Карпачевский Л.О., Криксунов
Е.А.Геосферы и педосфера, - М.,2010.
11. Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических
и метаморфических пород.- М.: Изд-во МГУ, 1985.
12.
Ломизе М.Г., Хаин В.Е. Геотектоника с основами
геодинамики.- М.,МГУ, 1995.
13.
Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое
картирование. - М.: Недра, 1984.
14. Прокопьев А.В., Фридовский В.Ю., Гайдук В.В., Разломы
(Морфология, геометрия и кинематика) Учеб. пособие (Отв.ред. Л.М.
Парфенов. — Якутск. ЯФ Изд-ва СО РАН, 2004.
15. Свиридов В. В. Концепции современного естествознания.
СПб, 2005.
Фролов В.Т. Литология. Учеб.для ВУЗов в 3-х тт. М.: МГУ, 19921995.
16. Чистяков А.А., Макарова Н.В., Макаров В.И. Четвертичная
геология М.: ГЕОС, 2000.
17. Якушова А.Ф., Геология с элементами геоморфологии. М.,
МГУ. 1978.
18. Якушова А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. М.,
МГУ, 1988.
78
Методические рекомендации
По первому вопросу
Прежде всего, скажите, что литосфера – верхняя твердая
оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии
и переходящая без резкой границы в нижележащую астеносферу.
Мощность литосферы составляет от 50 до 200 км.
Далее сообщите, что современная наука позволяет говорить, что
первоначально, непосредственно по завершении формирования
литосферы, поверхность Земли была холодной (около 0 "С), небо
практически безоблачным, разница между температурой дня и ночи
достигала порядка
50 "С. Горы имели более изломанные очертания, чем сейчас,
склоны были круче, а ущелья глубже. Без морей, рек, ледников, при
разреженной безветренной атмосфере процессы эрозии были
ничтожны. Зато интенсивный вулканизм порождал в земной коре
глубокие разломы, многократно перестраивал, сминал в складки,
опускал и поднимал земную поверхность. Потоки лавы образовывали
озера, заливали огромные пространства и застывали. В результате
вулканической деятельности из недр Земли выделялись газы и
водяные пары, постепенно образовавшие атмосферу.
В трещинах и углублениях земной поверхности стала
конденсироваться вода, сначала в виде небольших лужиц, постепенно
сливавшихся в более крупные водоемы. Со временем образовался
первичный океан. Под действием холода и жары, ветра и воды начали
разрушаться скалы и отлагаться первые осадочные породы.
Примерно 4 млрд. лет назад над пустынной Землей, покрывшейся
водами, нависли тяжелые густые облака, почти не пропускавшие
солнечных лучей. Земную поверхность сотрясали титанические бури
и ураганы на фоне неутихающего вулканизма. Геологическая эра
Земли от ее образования до зарождения жизни называется катархей.
Жизни еще не было, но, как считают многие ученые, уже имелись все
предпосылки для ее появления.
Обратите внимание на то, что существуют два подхода к
проблеме самоорганизации предбиологических систем: субстратный
и функциональный. К субстратному относят теории происхождения
жизни, отправным пунктом которых являются определенный состав
элементов органогенов и не менее определенная структура входящих
в живой организм химических соединений. Известно более ста
79
химических элементов, однако основу живых систем составляют
только шесть, названные органогенами: углерод, водород, кислород,
азот, фосфор и сера. Их общая весовая доля в организмах – 97,4 %.
Далее следуют 12 элементов, участвующих в физиологически важных
компонентах биосистем: натрий, калий, кальций, магний, железо,
кремний, алюминий, хлор, медь, цинк, кобальт (весовая доля в
организмах – 1,6 %). Еще 20 участвуют в работе отдельных
биосистем, участие остальных элементов в построении биосистем
практически не зафиксировано. На Земле наиболее распространены
кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, натрий,
калий, никель, а углерод занимает лишь 16-ое место. Из органогенов
наиболее распространены лишь кислород и водород. Следовательно,
геохимия не играет существенной роли в отборе химических
элементов при формировании органических систем, а тем более
биосистем.
Далее скажите, что по своей форме Земля представляет собой
геоид, приближающийся геометрически к трехосному эллипсоиду,
или сфероиду. Гравитационное поле Земли обусловливает ее
сферическую форму, а также удерживает атмосферу. Предполагают,
что Земля возникла около 4,7 млрд. лет назад из первоначального
газопылевого вещества, которое затем в результате действия сил
тяготения, дифференциации и разогрева образовало несколько
геосферных оболочек, которые различаются по химическому составу,
агрегатному состоянию и другим физическим свойствам. Обычно
различают внутренние оболочки Земли, к которым относят ее ядро,
мантию и земную кору, и внешние оболочки: литосферу, гидросферу
и атмосферу. Все эти сферы непрерывно взаимодействуют, о чем
свидетельствует не только продолжающаяся тектоническая
деятельность внутренних оболочек Земли, но и постоянное
воздействие атмосферы и гидросферы, а также позднее возникшей
биосферы на процессы, происходящие в земной коре.
Затем дайте краткую характеристику по эрам Земли.
Эры:
1. Протерозойская эра (700 млн. лет) — Земля покрыта океаном, в
кот. Обитали бактерии, примитивные морские животные. Эволюция
шла медленно.
2. Палеозойская эра ( 365 млн. лет) — образование больших
пространств суши с наземными растениями, расцвет папоротников,
80
эволюция животных(появились земноводные). Темпы эволюции
ускорились.
3. Мезозойская эра — господство пресмыкающихся (динозавры),
первые млекопитающие сумчатые, распространение хвойных
растений.
4. Кайнозойская эра — совершенствование млекопитающих и
птиц, распространение цветковых растений, формирование
современных видов растений и животных.
С возникновением человека около 2 млн. лет назад начинается
нынешний период кайнозойской эры — четвертичный или
антропоген.
Затем перейдите к геологическим свойствам земной коры.
Скажите, что согласно современным представлениям, в центре Земли
находится ядро, внутренняя часть которого представляет собой
твердое тело, на 80% состоящее из железа и на 20% — из никеля.
Внешняя часть ядра находится в жидком состоянии и содержит
железо и жидкую смесь железа и серы. Такое предположение
основывается, во-первых, на результатах исследования глубинных
структур Земли с помощью сейсмических волн, во-вторых,
отождествлении их состава и структур с составом метеоритов,
которые образовались из того же протопланетного вещества, что и
Земля, в-третьих, изучении магнитного поля Земли в далеком
прошлом на основании измерения остаточной намагниченности
земных пород.
Температура внутреннего ядра составляет 4500 градусов по
Цельсию, а внешней его части — 3200°. Именно такая разница
температур должна существовать между ними, чтобы внутреннее
ядро Земли оставалось твердым, а внешнее — жидким.
Выше ядра расположена большая по своим размерам сфера
земной мантии, которая по химическому составу и структуре резко
отличается от ядра. Мантия состоит в основном из силикатов,
являющихся соединениями кремния, в нижней ее части преобладают,
по-видимому, хондриты, подобные каменным метеоритам. Верхняя
часть мантии непосредственно связана с земной корой. В нижней
части мантии преобладают силикаты, которые под давлением сверху
приобретают особо прочную структуру.
Особенности земной коры складываются не только под
воздействием внутренних слоев Земли, но и геологических факторов
внешней среды. Известно, что в результате выветривания и сноса
81
вещество на поверхности континентов полностью обновляется
каждые 100 млн. лет, а ее убыль компенсируется за счет поднятия
континентов.
Геологические свойства земной коры непрерывно и постепенно
изменяются под совокупным воздействием трех внешних ее сфер:
атмосферы, гидросферы и биосферы. Такие изменения происходят
медленно, постепенно и непрерывно, но на определенной стадии они
приводят к коренным переменам в облике Земли, и, прежде всего в
земной коре и на ее поверхности.
В заключение данного вопроса скажите, что вещество коры
распределяется на три класса пород, имеющих различное
происхождение:
- изверженные (или магматические) породы появились на
поверхности в результате деятельности вулканов. Примером является
гранит;
- осадочные породы появились в процессе осаждения на дно
океанов, причем океаны не всегда занимали то же положение, что и
сейчас, и осадочные породы могут встречаться вдали от морских
берегов. Примером является мел;
метаморфические породы на протяжении геологической
истории Земли подверглись воздействию высоких температур и
давлений и изменили свою кристаллическую структуру. Например,
известняк превращается в мрамор.
По второму вопросу
Обратите внимание на то, что в последние 30 лет всеобщее
признание получила концепция или теория тектонических плит
земной коры, согласно которой в течение всей кайнозойской эры
материки перемещались по поверхности планеты. Действительно,
рассмотрев карту мира как разрезную картинку, можно заметить, что
в целом ряде случаев - Южная Америка и Африка, Антарктида,
Австралия и Индостан - границы материков удивительным образом
хорошо совмещаются. Это любопытное обстоятельство было
отмечено довольно давно, однако только в 1912 году А.Вегенер
сделал
обоснованное
предположение
о
существовании
праконтинентов, их возможном расколе и дальнейшем движении
образовавшихся континентов по поверхности Земли. Но как же
может двигаться материк? Понадобилось более полувека, чтобы эта
теория получила признание специалистов, объяснявших особенности
82
строения коры на основе предыдущей парадигмы, в которой основная
роль отводилась вертикальным перемещениям пород и их слоев.
Затем обсудите вкратце основные аргументы, приводящие к
заключению о движении материков. Если считать, что некоторые
нынешние материки когда-то составляли одно целое, то можно
сделать целый ряд выводов, допускающих проверку. Наиболее
достоверным способом датировки и географической привязки пород
является метод "руководящих ископаемых" - анализ останков
окаменевшей фауны. Если один и тот же вид животных (например,
трилобиты) встречается в различных точках поверхности, то можно
полагать, что соответствующие осадочные породы образовались в
одно и то же время. В различных регионах наибольшее
распространение
получали
различные
виды
руководящих
ископаемых. Оказалось, что в соответствующих точках совмещенных
границ материков имеются одинаковые ископаемые, имеющие
одинаковый возраст. Немедленным практическим выводом был поиск
одинаковых полезных ископаемых в соответствующих точках. И в
Южной Америке нашли алмазы, соответствующие Африканским
месторождениям.
Другим обстоятельством, до выявления которого Вегенер не
дожил, были особенности намагниченности горных пород. Известно,
что при повышении температуры до определенного значения
(температуры Кюри) вещество теряет свои магнитные свойства, а при
понижении температуры вновь намагничивается, если вокруг имеется
магнитное поле. Когда раскаленное вещество магмы изливается на
поверхность и начинает остывать, его возникающая намагниченность
определяется магнитным полем Земли и связана с направлением на
магнитный полюс. При анализе намагниченности горных пород было
установлено, что направление на магнитный полюс существенно
менялось на протяжении истории Земли. Это позволяет вычертить
траекторию дрейфа магнитного полюса по поверхности. Получается
некоторая кривая, один из концов которой совпадает с современным
магнитным полюсом. Построив такую кривую сначала по
геологическим данным Европы, а затем Северной Америки, можно
обнаружить, что, с одной стороны, они не совпадают, а с другой - их
формы чрезвычайно схожи. И если допустить, что Лабрадор,
Северная Америка и Европа некогда составляли единое целое,
причем смыкались по прослеживаемым линиям, близким к
83
береговым, то полученные траектории дрейфа магнитного полюса
практически совпадут.
В 50-е годы был изучен так называемый Атлантический рифт узкий горный хребет на дне Атлантического океана, протянувшийся с
севера на юг от Арктики до Антарктиды. Его осевая линия
представляет собой провал, по его сторонам имеются крутые
возвышения, части которых иногда достигают поверхности океана и
являются
островами.
Рифт
является
зоной
повышенной
вулканической активности. Исследования намагниченности горных
пород вдоль склонов хребта обнаружило любопытную особенность:
вдоль хребта идут полосы шириной примерно 30 км (так называемые
полосовые аномалии), в которых намагниченности поочередно
направлены в противоположные стороны. Это указывает на то, что
магнитные полюса Земли на протяжении ее истории неоднократно
менялись местами. С другой стороны, это означает, что в результате
вулканической деятельности кора вдоль рифта раздвигалась. Точные
спутниковые измерения показывают, что Северная Атлантика
раздвигается примерно на 1 см в год. Аналогичный регион в
восточной части Тихого океана раздвигается на 5 см в год. Где же
тогда сдвигаются участки коры и куда деваются, сдвинувшись? Один
ответ очевиден: горные хребты на суше могут представлять собой
результат столкновения плит. Но есть и другой. Помимо рифтовых
возвышений на океанском дне существуют и впадины. Как правило,
они расположены вдоль побережья. Самой глубокой и самой
известной является Марианская впадина в юго-западной части
Тихого океана. Если нанести на карту всю систему таких впадин и
отметить зоны сейсмической активности, то их расположения
совпадут. При этом оказывается, что эпицентры землетрясений
располагаются на глубинах от нескольких километров до нескольких
десятков километров. Эти значения соответствуют значениям
толщины коры под океаном и материком. Можно предположить, что
раздвигающаяся
океаническая
кора
"задвигается"
под
континентальную. При этом образуются понижения поверхности
(впадины), а кроме того при взаимных перемещениях возникают
значительные механические напряжения, сброс которых (взаимное
проскальзывание плит) и приводит к землетрясениям. Таким образом,
подводные желоба имеют геологическое значение.
Обратите внимание на то, что реконструкция очертаний древних
материков и анализ геофизических данных позволяют восстановить
84
следующую картину. В середине кайнозоя (то есть примерно 300
млн. лет назад) на Земле существовало два материка: Гондвана и
Лавразия. Гондвана состояла из сомкнутых Южной Америки,
Африки, Индостана, Австралии и Антарктиды. Лавразия состояла из
Северной Америки, Лабрадора и Европы. Между Гондваной и
Лавразией находился океан Тетис, соединяющий современные
Атлантический и Тихий океаны. Он сужался по направлению к
западу, так что эти материки смыкались. Остатками Тетиса являются
Средиземное и Черное моря. Существование в прошлом сухопутных
путей между регионами, которые теперь принадлежат разным
континентам, привело к распространению одинаковых животных на
территориях,
впоследствии
далеко
разделенных
водными
пространствами. При этом на вновь образующихся континентах
эволюция шла по-разному. Так, травоядные сумчатые, первоначально
заселявшие также и исходно смежные с Австралией территории, в
самой Австралии уцелели, а в Азии были уничтожены новыми плацентарными млекопитающими, бывшими в основном хищниками.
Однако о том, что в давние времена сумчатые проживали там, в
изобилии, можно догадаться по останкам костей. Известен также вид
гигантских морских черепах, проживающий на побережье Южной
Америки, самки которого откладывают яйца на острове,
расположенном в 2000 км от берега. Что заставляет их проделывать
столь дальний путь, неясно, если не предположить, что в давние
времена (а род этих черепах насчитывает 90 млн. лет) остров был
неподалеку от места проживания черепах, а затем очень медленно
отодвигался от суши в результате материкового дрейфа. Так
медленно, что черепахи не могли среагировать на этот процесс.
Укажите, что имеются указания и на то, что помимо раздвиганий
и разворотов Гондвана и Лавразия смещались и в целом. Анализ
остатков флоры в геологических отложениях показывает, что области
суши, которые теперь находятся в экваториальных областях, раньше
были в полярных, а экватор пересекал Лавразию. Если материки не
двигались, то единственным объяснением, которое могло бы быть
ответственным за такое изменение климата, является изменение
наклона оси вращения Земли. Однако если бы по каким-то причинам
это случилось, то последствия были бы катастрофическими для всей
планеты вплоть до распада ее на части. Примерно 200-160 млн. лет
назад активизация вулканической деятельности привела к
образованию разломов и дроблению протоматериков. Двигающиеся
85
на север Африка и Индия сомкнулись с двигающимися на юг
Европой и Азией, Тетис исчез, и возникла Альпийско-КавказскоГималайская гряда молодых гор. Из географически близких нам
примеров можно упомянуть расширение Кандалакшского залива, в
результате чего Кольский полуостров постепенно отъезжает на север.
Что же является движущей силой таких циклопических
перемещений? Как показывают данные термодинамических и
сейсмических измерений, внутри мантии существуют вариации, как
плотности, так и температуры. Это означает, что возможна
циркуляция вещества, когда горячий и менее плотный материал
поднимается вверх, растекается, охлаждается и, став более плотным,
опускается в глубину. То, что мантия состоит из твердого вещества,
не должно смущать, поскольку имеется наглядный пример - текущие
ледники. Оказывается, достаточно очень небольшой разности
температур, чтобы материал пришел в движение, которое, конечно,
является очень медленным. Такая циркуляция вполне может привести
к тем подвижкам, о которых шла речь. Правда, необходимо отметить,
что для осуществления такого процесса необходима однородная
мантия, т.е. состоящая из вещества, состав которого не меняется с
глубиной, не становится более плотным. Вынос вещества наружу
должен приводить либо к расширению Земли, либо к образованию
складок, либо компенсироваться погружением части коры вглубь.
Подсчет суточных ростовых колец на кораллах (аналогичных
годовым кольцам на деревьях) показывает, что примерно 400 млн. лет
назад в году было 400 суток, то есть Земля вращалась быстрее, то
есть ее радиус был меньше (момент количества движения
сохраняется). Однако недостаточно меньше, чтобы соответствовать
расчетному количеству материала, выведенного к настоящему
времени наружу из мантии. Складки действительно есть - горные
хребты, состоящие из сжатых пород. Однако рассчитанное суммарное
сжатие современных гор не соответствует и малой доле того
материала, который добавился к коре из верхней мантии за последние
25 млн. лет. А вот погружение коры действительно имеет место, как о
том было сказано про глубоководные желоба.
Обратите особое внимание на то, что теория тектонических плит
существенно изменила мировоззрение людей и их представление об
эволюции нашей планеты. Она имеет также и практические аспекты.
Мы стали лучше понимать природу землетрясений и получили
возможность улучшить их прогнозирование. Зная линии разломов
86
земной коры, вдоль которых происходит смещение плит, можно
наблюдать за этим смещением, и, если оно замедляется или
останавливается,
это
указывает
на
вероятность
скорого
сейсмического толчка. Более того, существуют проекты бурения
скважин вдоль разломов, куда в качестве смазки будет закачиваться
вода, что приведет к снижению амплитуды толчков. Кроме того, на
основе теории тектонических плит стало более понятным
распределение полезных ископаемых и источников сырья.
По третьему вопросу
Прежде всего, скажите, что литосфера – это внешняя твердая
оболочка Земли, которая включает всю земную кору и часть верхней
мантии. Литосфера является источником всех минеральных ресурсов,
одним из основных объектов антропогенной деятельности. Основную
ценность представляет почвенный слой литосферы.
Затем перейдите к почвенному покрову и скажите, что почва –
это органоминеральный продукт, созданный в результате
многолетней деятельности живых организмов и воздействия
абиотических факторов: воды, воздуха, тепла, света. Почва возникла
вместе с живым веществом и развивалась под влиянием деятельности
растений, животных и микроорганизмов. Современные почвы
являются трехфазной системой (твердые частицы, вода и газы,
растворенные в воде), состоящей из смеси минеральных частиц
(продуктов разрушения горных пород) и органических веществ
{продукты жизнедеятельности организмов и грибов). Почвы играют
огромную роль в кругообороте воды, углекислого газа и других
веществ.
Обратите внимание на то, что в литосфере происходят различные
процессы, которые прямо не зависят от человека, что и позволяет
говорить о ее абиотическом характере, Выветривание. Под
выветриванием понимается разрушение и преобразование горных
пород под действием различных абиотических факторов. В
зависимости от сочетания этих факторов выделяют физическое,
химическое и биохимическое выветривание.
1. Физическое выветривание происходит вследствие перепада
температур, действия корневых систем и замершей воды.
2. Химическое выветривание осуществляется при совместном
воздействии агрессивной водной среды, содержащей различные
химические соединения.
87
3. Биохимическое выветривание имеет своей причиной
воздействие органических кислот и преобразование остатков живых
организмов.
В заключение данного вопроса опишите вкратце такие явления
как оползни и сели, извержения вулканов, подземные воды и
поверхностные водостоки.
Оползни и сели. Суть этих явлений заключается в перемещении
обломков горных пород по поверхности Земли. Причиной этих
перемещений выступают гравитационные процессы, которые
подразделяются на обвальные, провальные и медленные.
Извержения вулканов. Распространение и извержение вулканов
связаны с активными границами литосферных плит. Типы вулканов и
их извержения зависят от состава магмы, формы подводящего канала,
концентрации летучих веществ.
Подземные воды. Перемещение подземных вод зависит от
водопроницаемости пород. С подземными водами вязаны процессы
создания поверхностного и подземного рельефов.
Поверхностные водостоки. Деятельность поверхностных вод
связана с эрозией, формированием оврагов. Помимо эрозионной
функции, реки выполняют также переносную и аккумулятивную
работу.
Таким образом, мы можем видеть, что литосфера является
абиотической средой и играет важную роль в жизни человека.
Вопросы для самоконтроля
1. В чем суть геологической эволюции Земли?
1. Какие существуют гипотезы происхождения Земли?
2. Как формируются оболочки Земли в процессе геологической
эволюции?
3. Когда возникли литосфера, атмосфера и гидросфера Земли?
4. Какова роль геосферных оболочек
в появлении жизни на
Земле?
88
Тесты
1. Деятельность ветра по обтачиванию горных пород
называется:
а) эрозией;
б) корразией;
в) абразией;
г) коррозией.
2. Для какого периода характерно широкое развитие
хвойных, развитие гигантских ящеров, появление летающих
ящеров и птиц:
а) пермского;
б) силурийского;
в) ордовикского;
г) юрского.
3. Для какого геологического периода характерно резкое
сокращение папоротников,
хвощей и плаунов, появление
хвойных, развитие рептилий, угасание амфибий (стегоцефалов),
развитие аммоноидей, вымирание трилобитов:
а) каменноугольного;
б) юрского;
в) неогенового;
г) пермского.
4. Продукты выветривания , которые остаются на месте
разрушения материнских пород, называются:
а) коллювий;
б) пролювий;
в) элювий;
г) делювий.
5. В состав литосферы входят земная кора и:
а) верхний твердый слой верхней мантии, лежащий над
астеносферой
б) верхняя мантия;
в) нижняя мантия;
г) мантия и ядро.
89
6. По какому признаку проведены границы литосферных
плит
а) палеонтологическому;
б) сейсмическому;
в) петрографическому;
г) минералогическому.
7. Максимальная плотность вещества Земли наблюдается
а) в низах земной коры;
б) в низах верхней мантии;
в) в астеносфере;
г) в ядре.
8.Процесс формирования минералов из магмы, протекающей
в недрах Земли, называется
а) глубинным;
б) эндогенным;
в) экзогенным;
г) метаморфическим.
Семинар №5 по теме «Биологические концепции описания
мира»
Время 2 часа
Цели занятия:
установление
взаимосвязи
различных
биологических
концепций;
- рассмотрение основных направлений биологической эволюции.
- определение объектов живой и неживой природы.
Вопросы для обсуждения:
1. Развитие биологических концепций.
2. Эволюционная биология.
3. Степень организации живой материи.
Темы докладов и рефератов
1. Современный этап развития биологии.
2. Важнейшие достижения биологии последних десятилетий.
3. Современные методы биологических исследований.
4. Вирусы - на границе живого и неживого.
5. Современные исследования структуры белков.
Рекомендуемая литература
90
Основная:
1. Войткевич Г.В. Рождение Земли. - Ростов н/Дону, 1996.
2. Гробстайн К. Стратегия жизни (пер с англ.). – М.,Мир,1968.
3. Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. –
СПб.: Наука, 1991.
4. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. 4-е изд.М.: Высшее образование,2007.
5. Кастлер Г. Возникновение биологической организации, (пер. с
англ.). – М.,Мир,1967.
6. Лавриненко В.Н.Концепции современного естествознания.
Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006.
7.
Найдыш В.М.Концепции современного естествознания.
Учебное пособие. - М.: Гардарики, 2002.
8. Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. – М.: Наука, 1990.
9. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. - М.:
Высшая школа, 1998.
Дополнительная:
1. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста.- М., 1988.
2. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы земли и ее
окружение.- М., 1987.
3. Войткевич Г.В. Возникновение и развитие жизни на Земле.М., 1988.
4. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии.- М.,
1999.
5. Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики.- М., 1988.
6. Дарвинизм: история и современность.- М., 1988.
7. Диалектика живой природы.- М., 1984.
8. Дубинин Н.П. Очерки о генетике.- М., 1985.
9. История биологии с древнейших времен до начала XX века.М., 1972.
10. История биологии с начала XX века до наших дней.- М., 1975.
11. Кемп П., Армс К. Введение в биологию.- М., 1986.
12. Райт Р.Т. Биология сквозь призму веры.- М., 1994.
13. Реймерс Н.Ф. Экология.- М., 1994.
14. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная.- М., 1996.
15. Рьюз М. Философия биологии.- М., 1997.
16. Сойфер В. Власть и наука. История разгрома генетики в
СССР.- М., 1993.
17. Югай Г.А. Общая теория жизни.- М., 1985.
91
Методические рекомендации
По первому вопросу
Прежде всего скажите, что в современном представлении
биология - совокупность наук о живой природе, об огромном
многообразии вымерших и ныне населяемых Землю живых существ,
их строении и функциях, происхождении, распространении и
развитии, связях друг с другом и с неживой природой. Биология
устанавливает общие и частные закономерности, присущие жизни во
всех ее проявлениях (обмен веществ, размножение, наследственность,
изменчивость,
приспособляемость,
рост,
раздражимость,
подвижность и др.).
Укажите, что первые систематические попытки познания живой
природы сделали врачи античности Гиппократ (ок. 460 - ок. 370) и
Гален (ок. 130 - ок. 200), а также древнегреческий философ и ученый
Аристотель (384- 322 до н. э).
На начальном этапе развития биология носила описательный
характер и позднее она была названа традиционной биологией.
Объект изучения ее - живая природа в ее естественном состоянии и
целостности. К первым и наиболее значительным достижениям
традиционной биологии относятся классификации многообразного
растительного и животного мира. Многие принципы классификации
были заложены еще в средние века и актуальны по сей день.
Значительный вклад в традиционную биологию внес шведский
естествоиспытатель Карл Линней (1707- 1778). Он создал систему
классификации растительного и животного мира и построил наиболее
удачную классификацию растений и животных, подробно описав
около 1500 растений. Классификация производилась по
определенным.
признакам,
отражающим
закономерности,
наблюдаемые в живой природе. По таким признакам растения
объединялись в группы, называемые таксонами. Введенная Линнеем
бинарная номенклатура для обозначения рода и вида дошла до наших
дней почти неизменной.
Французский ботаник Мишель Адансон (1727-1806) предложил
принцип классификации растении по сходству максимального числа
признаков с применением математических методов. Этот принцип
лежит в основе числовой таксономии, весьма эффективной при
объединении организмов в родственные группы. В последнее время в
92
числовой таксономии применяются современные вычислительные
средства.
Обратите внимание на то, что естественные системы
(эволюционные, генеалогические) создаются, как правило, в рамках
какой-либо концепции, включающей принцип нахождения
генеалогического родства и установления преемственности
происхождения.
Таких концепций за всю историю традиционной биологии
накопилось немало, так как во все времена биологи стремились
понять и отобразить схематически эволюцию живого мира.
Разнообразие концепций породило множество генеалогических древ,
первое из которых предложил в 1866 г. немецкий биологэволюционист Эрнст Геккель (1834-1919).
Традиционная биология продолжает развиваться и в настоящее
время. По сравнению с другими направлениями она обладает
необходимым преимуществом: ее научный материал накапливается в
результате непосредственного наблюдения объекта изучения - живой
природы, воспринимаемой как единое целое во всем многообразии ее
форм и проявлений. Благодаря такому преимуществу традиционная
биология будет развиваться и в будущем.
В заключение данного вопроса скажите, что для живой природы
постоянное развитие - наиболее важное и характерное свойство. В
этой связи концепция развития в биологии представляет фундамент,
на котором построена эволюционная биология.
По второму вопросу
Укажите, что эволюционная биология как наука о развитии
живой природы начиналась с материалистической теории эволюции
органического мира Земли, основанной на воззрениях английского
естествоиспытателя Чарльза Дарвина. Эволюция, по Дарвину,
осуществляется в результате взаимодействия трех основных
факторов: изменчивости, наследственности и естественного отбора.
Изменчивость служит основой образования новых признаков и
особенностей в строении и функциях организмов. Наследственность
закрепляет эти признаки. Под действием естественного отбора
устраняются организмы, не приспособленные к условиям
существования. Благодаря наследственной изменчивости и
непрерывному действию естественного отбора организмы в процессе
эволюции накапливают все новые приспособительные функции, что в
93
конечном результате ведет к образованию новых видов. Таким
образом, Дарвин установил движущие силы эволюции органического
мира, объяснил процесс развития и становления биологических
видов.
В то время, когда формировалось учение Дарвина, биология
располагала весьма скромными знаниями о химическом составе
организмов, о процессе обмена и о других, хорошо известных в
настоящее время свойствах живой природы. Однако даже те знания
не имели какого-нибудь существенного значения при создании
эволюционного учения. Дарвин был истинным натуралистом и его
теория - итог пристального, целенаправленного наблюдения над
живой природой в самых различных ее проявлениях. А это означает,
что эволюционное учение произрастало на благодатной почве
традиционной биологии с ее ставшими к тому времени
классическими методами наблюдений.
Обратите внимание на то, что одних только целенаправленных
наблюдений и системного подхода при анализе их результатов
оказалось вполне достаточно для формирования важнейшего
принципа - принципа естественного отбора. Этот принцип оказался
настолько сильным, что накопленные в дальнейшем знания в
традиционной биологии и даже в современной - физико-химической биологии не смогли отвергнуть или даже как-то существенно
изменить саму идею естественного отбора. В эволюционной
биологии принцип естественного отбора остается основополагающим
и в настоящее время.
В заключение данного вопроса скажите следующее. В процессе
развития эволюционного учения возникли разные направления, в том
числе и нейтралистская теория эволюции, отличающаяся от
дарвиновского учения. Все эволюционные направления, так или
иначе, базируются на последних достижениях смежных отраслей
биологии и естествознания. Происходит, таким образом,
своеобразный эволюционный синтез, приводящий к взаимному
обогащению эволюционных теорий для микро-, макро- и
мегаобъектов, которые представляют характерную особенность
современного естествознания, заключающуюся, в общем, и в то же
время едином подходе в многостороннем изучении единой природы в
различных ее проявлениях.
94
По третьему вопросу
Дайте определение системы и скажите, что все объекты живой и
неживой природы можно представить в виде определенных систем,
обладающих
конкретными
особенностями
и
свойствами,
характеризующими их уровень организации. С учетом уровня
организации можно рассматривать иерархию структур организации
материальных объектов живой и неживой природы. Такая иерархия
структур начинается с элементарных частиц, представляющих собой
первоначальный уровень организации материи, и заканчивается
живыми организациями и сообществами - высшими уровнями
организации.
Далее скажите, что переход от неживого к живому осуществился
после того, как на базе предшественников возникли и развились
зачатки двух основополагающих жизненных систем: системы обмена
вещества и системы воспроизводства материальных основ живой
клетки. Как это произошло - пока трудно даже предполагать. Мы
наблюдаем конечный результат произошедшего скачка, создавшего
живую клетку, и последовавшую затем биохимическую эволюцию. В
современных организмах обе жизненные системы достигли
высочайшего уровня "совершенства. Следы древнего процесса,
Приведшего к появлению подобных шедевров, затеряны. Однако
физико-химическая основа таких систем одна и та же у всех земных
организмов независимо от степени их. сложности. Это
обстоятельство рассматривается как указание на то, что дерево жизни
выросло из одного черенка - праматери живой клетки.
Укажите, что на разную степень организации живой материи
обращали внимание ученые разных времен. Еще в прошлом столетии
немецкий ботаник М. Шлейден утверждал о различном порядке
организованности живых тел. К тому времени была создана
клеточная теория живой материи. Немецкий биолог-эволюционист Э.
Геккель считал протоплазму клетки неоднородной и состоящей из
частиц, названных им пластидулами. По мнению английского
философа Г. Спенсера (1820-1903), пластидулы не статичны, а
находятся в состоянии постоянной функциональной активности, в
связи, с чем они были названы физиологическими единицами. Таким
образом, утверждалась идея дискретности, т. е. делимости живой
материи на составные части более низкой организации, которым
приписывались вполне определенные функции.
95
Концепция структурных уровней живой материи включает
представления системности и связанной с ней органической
целостности живых организмов. Однако история теории систем
начиналась с механистического понимания организации живой
материи, в соответствии с которым все высшее сводилось к низшему:
процессы жизнедеятельности - к совокупности физико-химических
реакций, а организация организма - к взаимодействию ее молекул,
клеток, тканей, органов и т. п. Качественные особенности живых
организмов отрицались. В то время один из представителей
физиологического детерминизма, французский физиолог и патолог К.
Бернар (1813- 1878), считал, что все структуры и процессы в
многоклеточном организме определяются внутренними причинами,
природа которых пока не расшифрована.
Обратите внимание на то, что исторически сложилось так, что
понятия "структурные уровни" ввели не биологи, а философы.
Концепция структурных уровней впервые была предложена в 20-х
годах нашего столетия. В соответствии с данной концепцией
структурные уровни различаются не только по классам сложности, но
и по закономерностям функционирования. Кроме того, концепция
включает иерархию структурных уровней, в которой каждый
последующий уровень входит в предыдущий, образуя таким образом
единое целое, где низший уровень содержится в самом высоком.
Таким образом понятие уровней организации сливается с
органической целостностью.
Концепция структурных уровней получила дальнейшее развитие.
Она наиболее полно отражает объективную реальность,
сложившуюся в ходе исторического развития живой природы.
Иерархии структур живой и неживой природы наиболее полно
отражает целостную картину природы и уровень развития не только
биологии, но и всего естествознания, с развитием которого будут
уточняться естественнонаучные концепции, а вместе с ними
непременно будет совершенствоваться иерархия структур живой и
неживой природы.
В заключение данного вопроса скажите, что остается вопрос: как
могли в ходе химической эволюции сложиться из неживого вещества
такие высокоупорядоченные, тонко подогнанные системы, какими
предстают перед нами системы обмена веществ и воспроизведения.
Время для получения ответа на этот вопрос, видимо, еще не настало.
История появления и развития биосферы не менее удивительна, чем
96
история, возникновения и развития Вселенной. В рамках нового
научного мировоззрения стало ясно: жизнь на Земле есть системное
общепланетное явление, корни которого уходят в историю
Вселенной.
Вопросы для самоконтроля:
1. Каковы особенности традиционной биологии?
2. Назовите основные факторы эволюционной теории Дарвина?
3. В чем заключается основная идея мембранной теории?
4. Каков механизм зарождения простейшей клетки?
5. Каковы основные вехи в истории развития биосферы?
Тесты
1. В бактериальной клетке отсутствует
а) ядро;
б) митохондрии;
в) пластиды;
г) все эти органоиды.
2. Наибольший расцвет папоротникообразных на Земле
приходится на
а) настоящее время;
б) период около 50 млн. лет назад;
в) период около 150 млн. лет назад;
г) период около 300 млн. лет назад.
3. Разнообразные многоклеточные водоросли появились на
Земле
а) 4 млрд. лет назад;
б) 1 млрд. лет назад;
в) 500 млн. лет назад;
г) 100 млн. лет назад.
4. Какая наука изучает ископаемые остатки организмов?
а) биогеография;
97
б) эмбриология;
в) сравнительная анатомия;
г) палеонтология.
5. Парные гены гомологичных хромосом называют
а) аллельными;
б) сцепленными;
в) рецессивными;
г) доминантными.
6. Модификационная изменчивость обеспечивает
а) проявление новой нормы реакции признака;
б) освоение новой среды обитания;
в) приспособление к условиям среды;
г) усиление обмена веществ.
7. Интенсивность размножения и ограниченность ресурсов
для жизни организмов являются предпосылкой
а) борьбы за существование;
б) мутационной изменчивости;
в) изоляции популяций;
г) понижения уровня организации видов.
8. К результатам эволюции относят
а) борьбу за существование и естественный отбор;
б) приспособленность и многообразие видов;
в) мутационную и комбинативную изменчивость;
г) модификационную и коррелятивную изменчивость.
9. Сходство искусственной и естественной экосистем состоит
в том, что они
а) содержат одинаковое число звеньев в сетях питания;
б) имеют одинаковую продуктивность биомассы растений;
в) не могут существовать без участия человека;
г) содержат одинаковые функциональные группы организмов.
10. Парные гены гомологичных хромосом называют
а) аллельными;
б) сцепленными;
98
в) рецессивными;
г) доминантными.
Семинар №6 по теме «Человек: происхождение, физиология,
здоровье, биоэтика»
Время 2 часа
Цели занятия:
- уяснение научного исследования происхождения человека;
- определение комплексной характеристики личности человека;
- выяснение причины перехода биосферу в ноосферу.
Вопросы для обсуждения
1. Научное исследование происхождения человека.
2. Здоровье человека как интегральная характеристика личности
человека.
3. Биосфера и ноосфера.
Темы докладов и рефератов
1. Эволюция мозга в живом мире.
2. Гипотезы о происхождении человека.
3. Сохранение здоровья человека и задачи естествознания.
4. Этические нормы поведения человека и биосферы.
5. Космические циклы и их влияние на биосферу Земли.
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Головин С. Эволюция мифа как человек стал обезьяной. - М:
Просвещение, 1999.
2. Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора.СПб.: Наука, 1991.
3.
Капица С.П.. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г.
Синергетика и прогнозы будущего.-М., 2007.
4.
Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания.-М.:
Культура и спорт, ЮНИТИ, 2006.
5. Лавриненко В.Н., Ратников В.П. Концепции современного
естествознания.-М.: ЮНИТИ, 2009.
6. Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания.- М.:
ЮНИТИ, 2010.
7. Хазен А.М. Разум природы и разум человека.-М. Наука,2000.
8. Чижевский А.А. Космический пульс жизни.-М.: Мысль,1995.
99
Дополнительная:
1. Алексеев Н.В., Крылов К.А. Особенности национального
поведения.-М., 2003.
2. Анохин А.М. Философия и теоретические проблемы науки.М., 1990.
3. Биоэтика: проблемы и перспективы.- М., 1992.
4. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера.- М., 1989.
5. Войткевич Г.В. Основы учения о биосфере. - / Вронский В.А.
Ростов н/Дону, 1997
6. Гиренок Ф.И. Русские космисты.- М., 1990.
7. Гиренок Ф.И. Экология, цивилизация, ноосфера.- М., 1987.
8. Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли. – М.: Айрис –
пресс, 2004.
9. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и
устойчивое развитие. – М.: Изд-во Прогресс-Традиция, 2000.
10. Ичас М. О природе живого: механизмы и смысл (пер. с англ.),
- М.,мир,1994.
11. Карпенко М. Вселенная разума / М. Карпенко. – М.: Мир
географии, 1992.
12. Моисеев Н.И. Человек и ноосфера. – М.: Молодая гвардия,
1990.
13. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму. М., 1993.
14. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М., 1990.
15.
Петров К.М. Экология человека и культура. – СПб:
Химиздат, 1999. – 384 с.
16. Шиловский И.С. Вселенная, жизнь, разум.- М., 1988.
Методические рекомендации
По первому вопросу
Прежде всего обратите внимание на то, что научное исследование
происхождения человека стало возможным только после появления
эволюционной теории возникновения новых видов живых
организмов, созданной Ч. Дарвином. Опираясь на теорию Дарвина,
немецкий ученый Э. Геккель выдвинул гипотезу, согласно которой
человек произошел от обезьяны, но не современного типа, а от
особой их ветви, отделившейся от обезьян 70 млн. лет назад.
Представителей этой ветви обезьян он назвал древопитеками, т.е.
лесными обезьянами. Сам Дарвин через 12 лет после опубликования
100
своего фундаментального труда «Происхождение видов путем
естественного отбора» издал новую работу «Происхождение человека
и половой отбор». На основе тщательного изучения многочисленных
данных сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии,
археологии и других наук он обосновал в ней исходное положение
своей теории о происхождении человека от древнейшего вида
обезьян. Современные антропоидные обезьяны (шимпанзе, горилла,
орангутанг, гиббон) представляют собой одно из ответвлений в линии
развития от общего обезьяньего предка. Другое ответвление в ходе
эволюции привело к появлению человека.
Укажите, какими данными располагает современная наука для
доказательства происхождения человека от древнейшего вида
обезьяньего предка, относящегося к гоминидам, т.е. близким к
человеку антропоидным обезьянам?
Первое - само появление человека, как отметил В.И. Вернадский,
ссылаясь на исследования Д. Дана, свидетельствует о направленном
развитии биосферы: начиная с моллюсков, возникает тенденция к
развитию нервной системы, которая наибольшее воплощение
получает в появлении сложного и высокодифференцированного
человеческого мозга.
Изучение анатомического строения и
физиологических функций антропоидов, т.е. человекообразных
обезьян, показывает большое
их сходство с анатомофизиологическими особенностями человека. Еще Дарвин и его
последователи обнаружили свыше ста сходных признаков в телесном
строении человека и антропоидов.
Второе- с помощью современных методов молекулярной
биологии удалось установить поразительное совпадение молекул
ДНК и белков у человека и антропоидов. Например, шимпанзе и
человек имеют 91% одинаковых генов.
Третье - наиболее убедительными доказательствами теории
антропогенеза являются останки отдаленных предков человека.
Дарвин знал лишь об одних из таких ископаемых останков
(обнаруженный в 1856 г. во Франции древопитек). К настоящему
времени известно большое число ископаемых высших приматов.
Четвертое - наибольшее значение среди них имеет обнаружение в
Южной Африке и некоторых других местах древнейших ископаемых
предков человека, которые были названы австралопитеками. Они
жили приблизительно 2,5—5 млн. лет назад и существенно
отличались от других обезьян тем, что жили не на деревьях, а в
101
саванной местности, охотились на животных, употребляя для этого
камни, палки и др. В свое время они были процветающим отрядом
гоминидов, жили и охотились стадами, умели строить примитивные
жилища.
Австралопитеки в настоящее время считаются ближайшими
предшественниками людей, поскольку в их эволюции воплотились
три важнейших признака гоминидов, т.е. условий, способствующих
превращению обезьяны в человека. К их числу относятся
прямохождение, совершенствование руки и развитие мозга.
Далее кратко охарактеризуйте перечисленные признаки.
Прямохождение явилось условием перехода австралопитеков от
древесной жизни в лесах к наземной жизни, в частности в саваннах на
берегу рек и озер. Необходимость такого перехода была вызвана
изменением климата, похолоданием и исчезновением многих
тропических лесов. Вследствие этого многочисленные виды обезьян,
жившие прежде в лесах, погибли, и к новым условиям могли
приспособиться только те виды, которые еще раньше спускались с
деревьев в поисках пищи. В связи с этим их передние конечности
постепенно приобретали способность поиска плодов, выкапывания
кореньев съедобных растений, а также камней для обороны и
нападения.
Следовательно, передние конечности австралопитеков медленно
и неуклонно превращались в руки, а задние конечности также
медленно приобретали способность к прямой ходьбе в результате
изменения тазовых костей и связанных с ними мышц.
Сознание и речь могли возникнуть только в коллективной
трудовой деятельности людей. В процессе труда человек, как
известно, приводит во взаимодействие предмет и орудие труда,
которые являются объектами природы. В результате этого он узнает,
какими свойствами они обладают и насколько полезными
оказываются для достижения его целей. Именно эти объективные
свойства вещей, которые неоднократно обнаруживаются и
повторяются в трудовом процессе, впоследствии выделяются,
обобщаются и закрепляются в определенном материальном знаке.
Такое обобщение и закрепление объективных свойств вещей создает
возможность для передачи трудового опыта и навыков и сохранения
их в памяти людей. Сознание первоначально возникает как способ
выявления и закрепления объективных, повторяющихся свойств
вещей, используемых в трудовом процессе. Тогда же возникает
102
необходимость в обмене результатами трудовой деятельности,
которая привела к возникновению речи.
С самого начала своего появления сознание было ориентировано
на познание и понимание мира, в результате чего вырабатываются
конкретные виды и формы знания. Накопление и систематизация
знания, достигнутого в ходе трудовой и практической деятельности,
стало новой, важнейшей социальной ценностью. В этом процессе
решающую роль играло мышление, которое давало возможность в
обобщенной форме выражать не только непосредственные
практические действия по изготовлению орудий труда, но и
наблюдения явлений, которые регулярно происходят в природе.
Обратите внимание на то, что кроме знания о практическипредметной деятельности, сознание включает в свой состав и
эмоционально-волевое отношение к окружающему миру, в котором, с
одной стороны, выражается оценка человеком и обществом
существующей действительности, а с другой — вся целеполагающая
деятельность, ориентированная на предвидение будущего.
Особой формой и высшей стадией развития живого является
феном разума. В естествознании разум относят к функции мозга
живого, развившегося в результате эволюции и общественной
деятельности живых организмов.
Укажите при этом, что деятельность современного человека на
земле не во всем следует считать благоприятной.
В результате экспансии человек на Земле возникли разного рода
огромные био - и экологические проблемы. Быстрыми темпами
происходит уничтожение разных видов живого на Земле. Человек
деформирует и отравляет собственную среду обитания. Разрешение
проблем дальнейшей жизнедеятельности человечества на Земле
невозможно без становления нового ноосферного сознания и новых
разумных отношений во всем человеческом сообществе.
По второму вопросу
Прежде всего скажите, что понятие “здоровье” характеризуется
сложностью, многозначностью и неоднородностью состава (т. е. оно
синкретично). Несмотря на мнимую простоту его обыденного
понимания, в нем отражаются фундаментальные аспекты
биологического, социального, психического и духовного бытия
человека в мире.
Однако и в наше время все еще встречается убеждение, что для
понимания здоровья достаточно обыденного здравого смысла, а
103
значит здоровье — предмет мало подходящий или даже мало
интересный для психологического исследования. Объясняется такое
мнение тем, что в повседневной жизни мы склонны значительно
чаще, придавать значение различным нарушениям и диссонансам,
усматривая в феномене здоровья лишь отсутствие недуга, свободу от
тех проблем, разрешением которых поглощено наше сознание.
На уровне житейских суждений здоровье обычно воспринимается
как
недостижимый
идеал
или
как
простая
сумма
среднестатистических норм, которую гораздо легче отыскать в
учебниках, чем в повседневной жизни.
Далее скажите, что здоровье – это комплексная, интегральная и
качественная характеристика организма и личности человека.
Здоровье является таким состоянием человека, которое согласуется с
характерными для данного общества идеалами здоровья, развития и
совершенствования человека.
Человек всегда стремился к укреплению своего здоровья, мечтал
об увеличении силы, ловкости, выносливости. Здоровье не
существует само по себе, оно нуждается в постоянной и тщательной
заботе на протяжении всей жизни человека.
У каждого человека есть свои резервы здоровья. То есть здоровье
- это количество резервов в организме, это максимальная
производительность органов при сохранении качественных пределов
их функций.
Состояние здоровья сказывается на всех сферах жизни людей.
Полнота и интенсивность многообразных жизнепроявлений человека
находятся в непосредственной зависимости от уровня здоровья, его
качественной характеристики. Внешний потенциал физической,
психической и умственной деятельности служит важнейшим залогом
полноценной жизни человека. Здоровье выступает в качестве одного
из необходимых и важнейших условий активной, полноценной жизни
человека и общества.
Обратите внимание на то, что здоровье людей относится к числу
глобальных проблем, т.е. тех, что имеют жизненно важное значение
для всего человечества, где налицо наибольшее обострение
противоречий, порождаемых текущими и ожидаемыми в будущем
ситуациями, где диспропорциональные состояния достигли или могут
достигнуть в обозримой перспективе катастрофических последствий.
Забота об охране и улучшении индивидуального и общественного
здоровья относится к числу наиболее важных задач.
104
В настоящее время хозяйственная деятельность человека все
чаще становится основным источником загрязнения биосферы.
Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в
почву, воздух или воду, переходя по экологическим звеньям,
попадают в организм человека.
На земном шаре невозможно найти место, где бы ни
присутствовали загрязняющие вещества, которые могут вызвать
различные неблагоприятные процессы. Реакции организма на
загрязнения зависит от индивидуальных особенностей: возраста,
пола, состояния здоровья.
При систематическом или периодическом поступлении в
организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ
происходит хроническое отравление, нарушение нормального
поведения, привычек, нейропсихического отклонения.
Сходные признаки наблюдаются при радиоактивном загрязнении
окружающей среды.
Укажите на то, что среда - это часть природы, окружающая
живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное
воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для
жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Условия
жизни, или условия существования - это совокупность необходимых
для организма элементов среды обитания, с которыми он находится в
непрерывном единстве и без которых существовать не может.
Скажите, что отдельные свойства или элементы среды,
воздействующие
на организмы, называют экологическими
факторами. Абиотические факторы - это комплекс условий
неорганической среды, влияющих на организм. Биотические факторы
- это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на
другие.
При этом отметьте, что все факторы среды взаимосвязаны, и
среди них нет абсолютно безразличных для любого организма.
Популяция и вид в целом реагируют на эти факторы, воспринимая их
по-разному. Такая избирательность обусловливает и избирательное
отношение организмов к заселению той или иной территории.
Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в
определенные биотические связи, друг с другом, растения, животные
и микроорганизмы распределяются по различным средам и
формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу
Земли. Каждый вид обладает специфическим экологическим
105
спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к
факторам среды.
По третьему вопросу
Укажите, что научное и практическое значение В.И.Вернадского
как основателя учения о биосфере состоит в том, что он впервые
глубоко обосновал единство человека и биосферы. Открытие
биосферы В.И. Вернадским в начале ХХ столетия принадлежит к
величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с
теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей
теорией относительности, открытием наследственного кода у живых
организмов и теорией расширяющейся Вселенной. В.И. Вернадский
доказал, что жизнь на земле - явление общепланетарные и
космическое, что биосфера - это вещественно-энергетическая
система, обеспечивающая биологический круговорот химических
элементов и эволюцию всех живых организмов, включая и человека.
Владимир Иванович Вернадский был первым, кто увидел в биосфере
сложную
и
хорошо
отрегулированную
общепланетарную
биогеохимическую систему. Не только составом атмосферы и
гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора –
это продукт биосферы. В.И. Вернадский определил биосферу как
особую охваченную жизнью оболочку Земли.
В физико-химическом составе биосферы Вернадский выделяет
следующие компоненты:
- живое вещество – совокупность всех живых организмов
биосферы Земли, растений и животных, включая человечество,
выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии;
- косное вещество - неживые тела или явления (газы атмосферы,
горные породы магматического, неорганического происхождения и
т.п.);
- биокосное вещество – разнородные природные тела (почвы,
поверхностные воды и т.п.);
- биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых
организмов (гумус почвы, каменный уголь, торф, нефть, сланцы и
т.п.)
- радиоактивное вещество;
- рассеянные атомы;
- вещество космического происхождения (космическая пыль,
метеориты).
106
Укажите на то, что Центральной идеей В.И. Вернадского стало
представление о живом веществе - совокупности всех живых
организмов на планете. По его мнению, живое вещество составляет
незначительную по объему и весу часть биосферы, однако оно
является ее определяющим компонентом. Живые организмы - та
геохимическая сила, которая играет ведущую роль в формировании
облика нашей планеты. В.И.Вернадский сумел раскрыть на уровне
биосферы в целом взаимодействие эволюционного процесса и идеи
устойчивости живой природы. В 1928 г. В.И.Вернадский писал: «В
геохимическом аспекте, входя как часть в мало изменяющуюся,
колеблющуюся около неизменного среднего состояния биосферу,
жизнь, взятая как целое, представляется устойчивой и неизменной в
геологическом времени. В сложной организованности биосферы
происходили в пределах живого вещества только перегруппировки
химических элементов, а не коренные изменения их состава и
количества - перегруппировки, не отражавшиеся на постоянстве и
неизменности геологических - в данном случае геохимических
процессов, в которых эти живые вещества принимали участие.
Устойчивость видовых форм в течение миллионов лет, миллионов
поколений, может, даже составляет самую характерную черту живых
форм». По сложившемуся общему мнению, вершиной творчества
Вернадского является учение о биосфере и об эволюционном
переходе ее под влиянием человеческого разума в новое состояние ноосферу: «Масса живого вещества, его энергия и степень
организованности в геологической истории Земли непрерывно
эволюционировали, никогда не возвращаясь в прежнее состояние.
Далее отметьте, что по В.И.Вернадскому, биосфера – это
целостная система, которая является результатом достаточно
длительной эволюции во взаимосвязи с неорганическими условиями,
это особого рода геологическое тело, структура и функции которого
определяются специфическими особенностями Земли и космоса.
Биосфера – это самовоспроизводящаяся система, функционирование
которой обуславливается существованием в ней живого вещества совокупности живых организмов, в ней живущих. Биосфера обладает
организованностью, которая, по словам ученого, должна
рассматриваться как равновесие, все время колеблющееся в
историческом и в географическом времени около точно выражаемого
среднего. Смещения или колебания этого среднего непрерывно
проявляются не в историческом, а в геологическом времени.
107
Динамическое равновесие биосферы – это особый тип
равновесия. Система, находящаяся в абсолютном равновесном
положении, не в состоянии развиваться. Биосфера же представляет
собой динамическую систему, находящуюся в развитии. Это развитие
во
многом
осуществляется
под
влиянием
внутренних
взаимоотношений структурных компонентов биосферы, и на него
оказывают все возрастающее влияние антропогенные факторы. В
результате саморазвития и под влиянием антропогенных факторов в
биосфере могут возникнуть такие состояния, которые приводят к
качественному изменению составляющих ее систем. В этом смысле
единство изменчивости и устойчивости в биосфере есть результат
взаимодействия слагающих ее компонентов. Соотношение
устойчивости и изменчивости выступает здесь как диалектическое
единство постоянства и развития, вследствие чего сама устойчивость
есть устойчивость процесса, устойчивость развития. Рассматривая
роль антропогенных факторов, В.И.Вернадский отмечал растущее
могущество человека, в результате чего его деятельность приводит к
изменению структуры биосферы. Вместе с тем сам человек и
человечество теснейшим образом связаны с живым веществом,
населяющим нашу планету, от которого они реально никаким
физическим процессом не могут быть отделены. Эволюционный
процесс живых веществ, охвативший биосферу, сказывается и на ее
косных природных телах и получает особое геологическое значение
благодаря тому, что он создал новую геологическую силу - научную
мысль социального человечества. Вернадский отмечал, что все
отчетливее наблюдается интенсивный рост влияния одного вида
живого вещества - цивилизованного человечества - на изменение
биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда
биосфера переходит в новое состояние – ноосферу .
Мощь человека Вернадский связывает с его разумом и трудом,
направленным этим разумом. Это должно дать основания человеку
предпринять меры для сохранения облика планеты. Одновременно
сила разума позволит ему выйти за пределы своей планеты, тем
более, что биосфера в настоящее время получает новое понимание,
она рассматривается как планетное явление космического характера,
и, соответственно, приходится считаться, что жизнь реально
существует не только на нашей планете. Жизнь всегда "проявляется
где-нибудь в мироздании, где существуют отвечающие ей
108
термодинамические условия. В этом смысле можно говорить об
извечности жизни и ее проявлений" .
В концепции В.И.Вернадского была продемонстрирована
неразрывная связь планетарных и космических процессов: жизнь
предстает как целостный эволюционный процесс (физический,
геохимический, биологический), включенный в качестве особой
составляющей в космическую эволюцию. Осознание этой
целостности имеет непреходящую эвристическую ценность,
поскольку во многом определяет стратегию дальнейшего развития
человечества. От того, как человек будет строить свои
взаимоотношения с окружающим миром, зависит само его
существование. Не случайно проблемы коэволюции человека и
биосферы постепенно становятся доминирующими проблемами не
только современной науки и философии, но самой стратегии
человеческой практической деятельности, поскольку "дальнейшее
развитие вида homo sapiens, дальнейшее его благополучие требуют
очень точной согласованности характера эволюции человеческого
общества, его производительных сил и развития природы. Но если
согласованность процессов, протекающих в мире неживой материи,
обеспечивается механизмами естественной самоорганизации, то
обеспечение согласованности характеристик природной среды и
общества может быть осуществлено только Разумом и волей
Человека".
Далее дайте описание ноосферы.
Скажите, что основателями концепции ноосферы можно считать
трех ученых – видного французского математика, антрополога и
палеонтолога Э.Леруа (1870-1954), французского геолога и
антрополога П. Тейяра де Шардена(1881-1955) и выдающегося
российского ученого- развивающееся в настоящее время.
естествоиспытателя В.И. Вернадского. Все они одинаково подходили
к оценке человеческой истории, органично продолжающей
естественную историю.
Термин «ноосфера» был введен Э.Леруа в 1924 г., впоследствии
это понятие использовались и другими учеными и в настоящее время
широко используется в современном естествознании. Для ноосферы
характерна тесная взаимосвязь законов природы, мышления, и
социально-экономических законов; в ней разумная человеческая
деятельность становится определяющим фактором динамики
109
общества и природы, когда разум имеет возможность направлять
развитие биосферы в интересах человек и его будущего.
В отличие от предложенного Леруа толкования ноосферы как
сферы разума или мыслящего пласта В.И.Вернадский подходил к
ноосфере с материалистических позиций. Он считал, что биосфера
под влиянием разумной человеческой деятельности и коллективной
научной мысли переходит в качественно новое состояние – ноосферу,
преобразованную из биосферы человеческой мыслью и трудом.
Следует особенно подчеркнуть роль человека в переходе от
биосферы к ноосфере, так как именно здесь проявился новый
антропогенный фактор: человек стал использовать биосферу для
удовлетворения своих потребностей за счет применения различных
орудий труда, накопленных знаний и умений. Это означает, что
важнейшим фактором, определяющим жизнь на Земле, становится
разумная коллективная деятельность человека.
Центральным вопросом учения о ноосфере является, как раз
единство биосферы и человечества. В.И. Вернадский в своих работах
раскрыл корни этого единства, значение биосферы в развитии
человечества. Это позволяет понять место и роль исторического
развития человечества в эволюции биосферы и закономерности ее
перехода в ноосферу.
В концепции ноосферы разум человека предстает природным,
космическим явлением.
Наибольший вклад в развитие идей
ноосферы как закономерного этапа не только в истории, но и
биосферы в целом внес В.И. Вернадский, поэтому учение о ноосфере
обычно ассоциируется с его именем. Учение Вернадского о ноосфере
утверждает принцип совместной эволюции человечества и природной
среды (в современной науке этот процесс называется коэволюцией),
нацеливает на поиск практических путей обеспечения общественноприродного равновесия.
Это величайшее открытие В.И. Вернадского по своим
социальным последствиям относится к вершинам мирового
естествознания, к непреходящим завоеваниям современной и
будущей человеческой цивилизации. Без него не может быть
создана – и не может быть теперь понята – сущность концепции
ноосферы. Предугаданное В.И. Вернадским наступление эпохи
научно- технической революции в ХХ в. стало рождением новой
эры человечества – ноосферы. И с первой основной предпосылкой
перехода биосферы в качественно новое эволюционное состояние,
110
«максимальной силой создания ноосферы», по В.И. Вернадскому,
служит научная мысль. Материальным ее выражением в
преобразуемой человеком биосфере является труд. Единство мысли
и труда, труда и мысли создает новую социальную сущность
человека, предопределяет переход биосферы в ноосферу. Вместе с
единством человечества, научной мыслью, ростом активности
народных масс важнейшими предпосылками возникновения
ноосферы и условиями ее существования, по В.И. Вернадскому,
служит объединяющая морально-этическая основа и отсутствие
разрушительных войн. Мир между народами в условиях перехода
биосферы в ноосферу - один из главных определяющих факторов
построения ноосферы в историческом периоде жизни нескольких
поколений. Всю деятельность человечества в создании ноосферы
должна направлять объединяющая гуманистическая идея как
проявление высшей целесообразной деятельности людей на благо и
всего общества, и отдельной человеческой личности. В ноосфере,
отмечал В.И. Вернадский, высшей социальной ценностью
становится развитие свободной человеческой личности.
На основании вышесказанного можно сделать следующие
выводы о возможности использования ноосферной концепции В.И.
Вернадского в качестве основы для разработки фундаментальной
теории:
1.Естественнонаучным фундаментом концепции ноосферы
служит созданное В.И. Вернадским учение о биосфере как
целостной планетарной оболочке, получившее мировое признание и
интенсивно
2.Концепция
ноосферы
отражает
новый,
объективно
происходящий в мире, стихийный процесс перехода биосферы в
новое эволюционное состояние – ноосферу под влиянием
социальной научной мысли и труда человечества. Этот процесс,
относящийся к началу эпохи НТР, предопределен возникновением и
резким ускорением научно-технического прогресса в ХХ веке на
большей части Земли.
3.Главным социальным двигателем перехода биосферы в
ноосферу в современный период, согласно предвидениям В.И.
Вернадского, служит резко возросшая творческая активность
народных масс, стремление их к получению максимального
научного знания, участия в общественной жизни и управления
государством.
111
4.Концепция ноосферы раскрывает оптимальные пути
взаимодействия общества и природы.
Понятие « ноосфера» отражает будущее состояние рационально
организованной природы, новый этап развития биосферы, эпоху
ноосферы, когда дальнейшая эволюция планеты будет направляться
разумом в целях обеспечения необходимой гармонии в
сосуществовании природы и общества.
Следующий этап в развитии концепции ноосферы должен
состоять в том, чтобы понять, как достичь этой гармонии. Повидимому, процесс совместного (коэволюционного) гармоничного
развития человеческого общества и биосферы может быть обеспечен
только благодаря науке, позволяющей оценить экологические
последствия
воздействия
крупномасштабных
природопреобразующих проектов и найти пути экологобезопасного
существования.
По Вернадскому, человек не является самодостаточным
существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует
внутри природы. является частью ее. Это единство обусловлено,
прежде всего, фундаментальной неразрывностью окружающей среды
и человека. Человечество само является не только социальным, но и
природным феноменом и естественно, что влияние биосферы
сказывается на среде жизни и на образе мысли.
Возрастает человеческий фактор не только в изучении всех
процессов в живой и неживой природе, но и разумном влиянии
человека на окружающий мир. Можно даже считать, что человек –
это эволюция, осознающая сама себя. Это осознание предполагает
выявление закономерностей эволюционного процесса и на основе
полученного знания – обеспечение процесса развития системы в
нужном для природы направлении и достижении более сложных
уровней самоорганизации материи. С подобной задачей способен
справиться не всякий разум. И если в одной из локальных точек
Вселенной возник разум, неспособный в своем развитии достичь
необходимого уровня для решения задачи осознания эволюции, он
неминуемо погибнет в результате самоуничтожения или из-за
неспособности
справиться
с
созданными
экологическими
проблемами.
Переход от биосферы к ноосфере в соответствии с идеями В.И.
Вернадского определяются следующими положениями:
112
- этот переход закономерен и неизбежен как естественный ход
эволюции независимо от воли человека;
- человек рассматривается как составной элемент биосферы и
выполняет определенные функции во времени и пространстве. Его
появление в биосфере означает начало нового этапа в развитии Земли
в целом;
- не только живое вещество, но и сам человек, вооруженный
научной мыслью, становится величайшей геологической силовой,
кардинально изменяющей облик нашей планеты;
- переход от биосферы к ноосфере осуществляется за счет
коллективных (когерентных) взаимодействий всех людей и их
целостного влияния на природу.
Вся биосфера, изменившись коренным образом, должна перейти
в новое качественное состояние, сферу действия человеческого
разума. Последнее определение приобрело новый смысл и особую
актуальность спустя десятилетия - после возникновения
молекулярной биологии, развития генной инженерии, опытов с
клонированием и т.п.Большинство ученых определяют коэволюцию,
как взаимозависимую эволюцию двух или более систем.
Специалисты, развивающие идею коэволюции, констатируют, что
эволюционирующими можно признать множество относительно
независимых систем различного уровня. Человечество - часть
биосферы, и реализация принципа коэволюции - необходимое
условие для обеспечения его будущего. Моисеев Н.Н. ввел в
естествознание термин «эпоха ноосферы», как этап истории человека
(антропогенеза), когда его коллективный разум и коллективная воля
окажутся способными обеспечить совместное развитие (коэволюцию)
природы и общества.
В заключение заметьте, что ноосфера (греч.: νόος, «разум» и
σφαῖρα, «шар»), сфера разума: по одному из толкований –
гипотетическое будущее состояние общества и его взаимодействия с
природой, в котором приоритетное место будет занимать разум.
Вопросы для самоконтроля:
1. В чем суть проблемы антропогенеза?
2. Что включает В.И.Вернадский в понятие биосферы?
3. Как осуществляется переход от биосферы к ноосфере?
4. Что такое биоэтика?
113
5. В чем суть проблемы « экологии и здоровья человека»?
Тесты
1.Наука о строении и форме организма и его органов – это…
а) гигиена;
б) анатомия;
в) физиология;
г) цитология.
2.Кто сформулировал фагоцитарную теорию иммунитета?
а) И.М. Сеченов;
б) И.П. Павлов;
в) Н.И. Пирогов;
г) И.И. Мечников.
3.К биологическим
относят:
а) изменчивость;
б) труд;
в) речь;
г) сознание.
факторам
существования
человека
4.Часть организма, выполняющая определённые функции и
имеющая в связи с этим определённое строение – это…
а) клетка;
б) органоид;
в) орган;
г) ткань.
5.Отличие
человека
от
млекопитающих
проявляется:
а) в наличии молочных желёз;
б) в наличии хорды у эмбрионов;
в) в том, что клетки не имеют оболочек;
г) в наличии абстрактного мышления.
6.Основателм
науки
деятельности является…
физиологии
114
высшей
животных
нервной
а) Г. Гарвей;
б) И.П. Павлов;
в) И.М. Сеченов;
г) Н.И. Пирогов;
7.К социальным факторам
относят…
а) естественный отбор;
б) изменчивость;
в) борьбу за существование;
г) верного ответа нет.
существования
человека
8.К движущим силам антропогенеза не относят:
а) борьбу за существование;
б) общественный образ жизни;
в) наследственную изменчивость;
г) модификационную изменчивость.
9.Процесс
историко-эволюционного
формирования
физического типа человека, первоначального развития его
трудовой деятельности, речи, а также образования общества –
это…
а) онтогенез;
б) филогенез;
в) антропогенез;
г) микроэволюция.
10.Биологическим фактором, который обеспечивал человека
на ранних этапах эволюции развитие мышления и трудовой
деятельности, считается…
а) забота о потомстве;
б) прогрессивное развитие мозга;
в) появление четырёхкамерного сердца;
г) увеличение дыхательной поверхности лёгких.
115
Семинар №7 по теме: «Проблема самоорганизации материи и
универсальный эволюционизм».
Время 2 часа
Цели занятия:
- уяснение теории нестационарной Вселенной;
- установление связи самоорганизации с различными уровнями
материи;
- определение современной научной картины мира.
Вопросы для обсуждения:
1. Модель расширяющейся Вселенной
2. Феномен самоорганизации.
3. Современная картина мира и принципы универсального
эволюционизма.
Темы докладов и рефератов
1. Проблемы создания фундаментальной единой теории природы.
2. Основные концепции синергетики.
3. Условия самоорганизации сложных систем.
4. Самоорганизация как фактор направленного развития
5. Законы синергетики и глобальные тенденции
Рекомендуемая литература
Основная:
1.
Гиренок Ф.И. Экология, цивилизация, ноосфера. –
М.Наука,1987.
2.
Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и
самоорганизации сложных систем. – М.: Наука,1994.
3. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания.- М.:
Высшая школа, 2009.
4. Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. – М.: Наука, 1990.
5. Рузавин Г.И.Концепции современного естествознания.
Учебник. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2008.
6. Самоорганизация в природе и обществе. - СПб.: Наука, 1995.
7. Северцев А.С. Основы теории эволюции. – М., МГУ,2000.
8. Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Глобальная эволюция Земли. –
М.: МГУ,
1991.
9. Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. — М.:
ЮНИТИ, 2010.
10. Хакен Г. Информация и самоорганизация. – М.: Мир, 1991.
116
Дополнительная:
1. Арнольд А.И. Теория катастроф.- М., 1990.
2. Винер Н. Кибернетика. - М., 1968.
3. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и
машине.- М., 1983.
4. Князева Е.Н., Курдюмова С.П. Законы эволюции и
самоорганизации сложных систем.- М., 1994.
5. Князева Е.Н., Курдюмова С.П. Синергетика как новое
мировидение // Вопросы философии. 1992. № 12.
6. Князева Е.Н., Курдюмова С.П. Основания синергетики.- М.,
2002.
7. Кудрявцев И.К., Лебедев С.А. Синергетика как парадигма
нелинейности // Вопросы философии. 2002. № 12.
8. Ласло Э. Современные мифы // Экология и жизнь. 2000. № 2.
9. Майнцер К. Сложность и самоорганизация
// Вопросы
философии. 1997. № 3.
10. Моисеев Н.Н. Проблема возникновения системных свойств
// Вопросы философии. 1992. № 11.
11. Рузавин Г. И. Самоорганизация и организация в развитии
общества
// Вопросы философии. 1995. №8.
12. Пригожин И., Стенгерс И. Время; хаос, квант.- М., 1994.
13. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.- М.,:
Издательство ЛКМ,2008.
14. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная.- М., 1996.
15. Хакен Г. Синергетика.- М., 1985.
Методические рекомендации
По первому вопросу
Прежде всего скажите, что в середине прошлого столетия идеям
эволюции был дан новый импульс в рамках теории раздувающейся
Вселенной. Последняя возникла на стыке космологии и физики
элементарных частиц. Эта теория радикально меняла наше
представление о мире: в частности претерпевал изменение "взгляд на
Вселенную как на нечто однородное и изотропное и сформировалось
новое видение Вселенной как состоящей из многих локально
однородных и изотропных мини-вселенных, в которых и свойства
117
элементарных частиц, и величина энергии вакуума, и размерность
пространства-времени могут быть различными". В итоге
трансформировалась сложившаяся физическая картина мира: идея
глобального
эволюционизма
предопределила
формирование
общенаучной картины мира: наблюдаемая Вселенная оказалась,
согласно такому взгляду , лишь малой частью целой Вселенной;
предполагалось также существование достаточно большого числа
эволюционирующих Вселенных.
Сама Вселенная возникла примерно 20 млрд. лет назад из некоего
плотного и горячего протовещества. Сегодня можно только
предполагать, каким было это вещество, породившее Вселенную, как
оно образовалось, каким законам подчинялось и что за процессы
привели его к расширению. Существует точка зрения, что с самого
начала протовещество с гигантской скоростью начало расширяться.
На начальной стадии это плотное вещество разлеталось во всех
направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь
неустойчивых, постоянно распадающихся при столкновениях частиц.
Остывая и взаимодействуя на протяжении миллионов лет, вся эта
масса рассеянного в пространстве вещества концентрировалась в
большие и малые газовые образования, которые в течение сотен
миллионов лет, сближаясь и сливаясь, превращались в громадные
комплексы. В них в свою очередь возникали более плотные участки -там впоследствии и образовались звезды и даже целые галактики.
Укажите, что спрашивать о том, что было до «Большого взрыва»,
и что находится за пределами этого расширяющегося мира,
бессмысленно. Вселенная, согласно теории «Большого взрыва»
ограничена в пространстве и времени, по крайней мере, со стороны
прошлого. Такая, сложная для понимания, картина следовала из
формул Фридмана. Вскоре, однако, американский астроном Э. Хаббл
подтвердил факт расширяющегося вокруг нас пространства, измерив
скорость этого явления. Благодаря этому стало возможным измерить
время существования Вселенной - примерно, 15-20 млрд. лет.
При расширении во Вселенной стали образовываться области
скопления вещества, а также и области, где его почти не было. под
воздействием гравитации эти уплотнения росли и на их месте стали
образовываться галактики, скопления и сверхскопления галактик.
В конце XX в. данная теория стала практически общепринятой в
космологии.
118
В основе современной космологии лежит эволюционный подход
к вопросам возникновения и развития Вселенной, в соответствии с
которым разработана модель расширяющейся Вселенной.
Ключевой предпосылкой создания модели эволюционирующей
расширяющейся
Вселенной
послужила
общая
теория
относительности А. Эйнштейна. Объектом теории относительности
выступают физические события. Физические события характеризуют
понятия пространства, времени, материи, движения, которые в
теории относительности рассматриваются в единстве. Исходя из
единства пространства, материи и времени следует, что с
исчезновением метрии, пространство и время тоже исчезнут.
Следовательно, до возникновения Вселенной не было ни
пространства, ни времени. Эйнштейн вывел фундаментальные
уравнения, которые связывают распределение материи с
геометрическими свойствами пространства, с ходом времени и на их
основе разработал статистическую модель Вселенной. Согласно этой
модели, Вселенная обладает следующими свойствами:
1. однородностью, то есть имеет одинаковые свойства во всех
точках;
2. изотропностью, то есть имеет одинаковые свойства по всем
направлениям;
3. третье свойство вытекает из закона Хаббла: «чем дальше
галактики отстоят друг от друга, тем с большей скоростью они
удаляются друг от друга», то есть Вселенная нестационарная - она
находится в состоянии постоянного расширения; агентом ускорения
расширения является темная энергия;
4. В XX веке дополняется еще одно свойство Вселенной - она
горячая.
Убедительными
аргументами,
подтверждающими
обоснованность
космологической
модели
расширяющейся
Вселенной, являются установленные факты. К числу таких фактов
относятся следующие:
1.расширение Вселенной в соответствии с законом Хаббла;
2.однородность светящейся материи на расстояниях порядка 100
Мкп;
3.существование реликтового фона излучения с тепловым
спектром, соответствующим температуре 2,7 К.
В заключение данного вопроса скажите, что издавна люди
стараются найти объяснения непонятности и причудливости
119
окружающего мира, но сложнее всего это сделать в мире, который
практически не поддаётся изучению. Однако, учёными проведена
колоссальная работа в исследовании Вселенной и сделано огромное
количество открытий. Пусть многое ещё не доказано, но достаточно
уже того, что мы значительно приближаемся к разгадке непонятого.
По второму вопросу
Скажите, что теория самоорганизации принадлежит также к
истокам идеи универсальной эволюции. Термин "синергетика" (с
греч. - содействие, сотрудничество) использовал Г.Хакен.
Синергетика
основное
внимание
уделяет
когерентному,
согласованному состоянию процессов самоорганизации в сложных
системах, состоящих из многих подсистем. К числу таких систем
относятся, скажем: электроны, атомы, молекулы, клетки, нейроны,
органы, сложные многоклеточные организмы, люди, сообщества
людей. Для того, чтобы система могла рассматриваться как
самоорганизующаяся, она должна удовлетворять по меньшей мере
четырем условиям: 1) система должна быть термодинамически
открытой, 2) динамические уравнения системы являются
нелинейными, 3) отклонение от равновесия превышает критические
значения, 4) процессы в системе происходят кооперативно.
Самоорганизация начинает рассматриваться как одно из основных
свойств движущейся материи и включает все процессы
самоструктурирования, саморегуляции, самовоспроизведения. Она
выступает как процесс, который приводит к образованию новых
структур.
Далее обратите внимание на то, что довольно длительное время
феномен самоорганизации соотносили только с живыми системами;
исходя из второго начала термодинамики полагали, что объекты
неживой природы эволюционируют лишь в сторону хаоса и
беспорядка. Однако, чтобы ответить на вопросы о том, как из
подобного рода систем могли возникнуть объекты живой природы,
способные к самоорганизации, как взаимоотносятся неживая и живая
материи, потребовались изменения парадигмальных принципов
науки, и в частности устранение разрыва между эволюционной
парадигмой биологии и традиционным абстрагированием от
эволюционных идей при построении физической картины мира.
Классическая наука исключало из своего рассмотрения "фактор
времени"; преимущественно она уделяла внимание устойчивости,
равновесности, однородности и порядку. В числе объектов
120
физической науки были замкнутые системы: простые объекты,
знание законов, развития которых позволяло, исходя из информации
о состоянии системы в настоящем, однозначно предсказать ее
будущее и восстановить прошлое. Для механической картины мира
характерен
был
вневременной
характер.
Время
было
несущественным элементом, оно носило обратимый характер, т.е.
состояния объектов в прошлом, настоящем и будущем были
практически неразличимы. Иначе говоря, мир устроен просто и
подчиняется обратимым во времени фундаментальным законам. Все
эти принципы и подходы были конкретным выражением не
эволюционной парадигмы классической физики. Процессы и явления,
которые не укладывались в эту схему, рассматривались как
исключение из правил, и считалось, что ими можно было пренебречь.
Укажите, что постепенное размывание классической парадигмы
началось уже в физике XIX в. Первым важным шагом была
формулировка второго начала термодинамики, поставившая под
вопрос вневременной характер физической картины мира.
Обсуждение идеи о том, что время обладает направленностью,
привело к представлению о "стреле времени". Последующее развитие
физики привело к осознанию ограниченности идеализации закрытых
систем. Ведь подавляющее большинство природных объектов
является открытыми системами, а определяющую роль в радикально
изменившемся мире приобретают неустойчивые, неравновесные
состояния. С непригодностью традиционной парадигмы. все чаще
сталкивались фундаментальные науки о неживой природе. Важный
вклад в разработку такого подхода был внесен школой И.Пригожина.
Эксперименты
показали,
что,
удаляясь
от
равновесия,
термодинамические системы приобретают принципиально новые
свойства и начинают подчиняться особым законам. При сильном
отклонении от равновесной термодинамической ситуации возникает
новый тип динамического состояния материи, названный
И.Пригожиным диссипативными структурами. Тип диссипативной
структуры Пригожин связывает с условиями ее образования, при
этом особую роль в отборе механизма самоорганизации могут играть
внешние поля. Этот вывод имеет далеко идущие последствия, если
учесть, что он применим ко всем открытым системам, имеющим
необратимый характер. Необратимость - это как раз то, что
характерно для современных неравновесных состояний. Они "несут в
121
себе стрелу времени" и являются источником порядка, порождая
высокие уровни организации.
Обратите внимание на то, что особую эвристическую ценность
приобретают в указанной связи идеи о том, что "стрела времени"
проявляется в сочетании со случайностью, когда случайные процессы
способны породить переход от одного уровня самоорганизации к
другому, кардинально преобразуя систему. Описывая этот механизм,
Пригожин подчеркивал, что определяющее значение в данном
процессе развития будут иметь внутренние состояния системы,
перегруппировка ее компонентов и т.д. Для диссипативных структур
характерным является ситуация, обозначаемая как возникновение
порядка через флуктуации, которые являются случайным
отклонением величин от их среднего значения. Иногда эти
флуктуации могут усиливаться, и тогда существующая организация
не выдерживает и разрушается. В такие переломные моменты (точки
бифуркации) оказывается принципиально невозможным предсказать,
в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие, станет
ли система хаотической или перейдет на более высокий уровень
упорядоченности.. Случайность в данный момент как бы
подталкивает то, что осталось от системы, на новый путь развития, а
после выбора пути вновь в силу вступает детерминизм, и так до
следующей бифуркации. При этом оказывается, что чем сложнее
система, тем большей чувствительностью она обладает по
отношению к флуктуациям, а это значит, что даже незначительные
флуктуации, усиливаясь, могут изменить структуру, и в этом смысле
наш мир предстает как лишенный гарантий стабильности .
Далее скажите, что Пригожин И. и Гленсдорф П. предприняли
попытку сформулировать универсальный критерий эволюции
(выступающий в качестве математического правила), суть которого
сводилась к следующему: термодинамика при определенных
условиях не только не вступает в противоречие с теорией эволюции,
но может прямо предсказать возникновение нового. Вводя данное
правило, авторы явно претендовали на создание универсального
закона, как для живой, так и для неживой материи, закона
самоорганизации и эволюции любой открытой системы. Практически
речь шла о расширении класса самоорганизующихся систем, когда
явления самоорганизации, оказалось возможным применить к
неживой, биологической, и социальной материям.
122
Несколько слов скажите о работе Э.Янча. Э.Янч в работе
"Самоорганизующаяся Вселенная: научные и гуманистические
следствия возникающей парадигмы эволюции" использовал
результаты научных исследований по термодинамике неравновесных
процессов. Исходя из того, что самоорганизация - это динамический
принцип, порождающий богатое разнообразие форм, проявляющихся
во всех структурах, Э. Янч предпринял попытку разработать
унифицированную парадигму, способную раскрыть всеобъемлющий
феномен эволюции: самые разные уровни неживой и живой материи,
включая и явления социальной жизни (нравственность, мораль,
религия), автор стал рассматривать с точки зрения концепции о
диссипативных структурах. Эту концепцию можно оценить как одну
из достаточно плодотворных попыток создать эскиз современной
общенаучной картины мира на основе идей глобального
эволюционизма. В основание такого видения мира, в котором все
уровни организации генетически взаимосвязаны, находятся не только
философские идеи, но и реальные достижения конкретных наук,
синтезируемые
в
рамках
целостного
представления
о
самоорганизующейся Вселенной.
Современные концепции самоорганизации пытаются устранить
традиционный парадигмальный разрыв между эволюционной
биологией и физикой: разрешить, в частности, противоречие между
теорией биологической эволюции и термодинамикой, исходя из
мысли, что классическая термодинамика является частным случаем
термодинамики неравновесных процессов. Важно также и то, что
синергетика позволяет перейти от "линейного" мышления,
сложившегося в рамках механической картины мира, к нелинейному,
соответствующему новому этапу функционирования науки.
Большинство изучаемых ею объектов (природные, экологические,
социально-природные комплексы, экономические структуры)
являются открытыми, неравновесными системами, управляемыми
нелинейными законами. Все они обнаруживают способность к
самоорганизации, а их поведение определяется предшествующей
историей их эволюции.
В заключение данного вопроса скажите, идеи самоорганизации и
эволюционизма выступают ядром формирования современной
научной картины мира. Если до синергетики не было концепции
(относящейся к классу научных теорий), которая позволяла бы свести
в единое целое результаты, полученные в различных областях знания,
123
то с ее возникновением открылись принципиально новые
возможности формирования целостной общенаучной картины мира.
Таким образом, современная наука выработала, есть необходимые
естественнонаучные данные, которые позволяют обосновать
универсальный характер идеи эволюции, ее системную природу.
Новые структуры возникают в открытых неравновесных системах и
формируются за счет внутренних кооперативных процессов, под
влиянием различного рода флуктуаций; благодаря последним
осуществляется переход от одного типа самоорганизующейся
системы к другой, а сама система, в конечном счете, приобретает
направленный характер.
По третьему вопросу
Укажите, что на современном этапе общенаучная картина мира,
базирующаяся на принципах глобального эволюционизма, все
отчетливее выступает в качестве онтологического основания
будущей науки, объединяющей научной и духовной.
Длительное время существовавшее противопоставление между
естественными и гуманитарными науками приводило исследователей
к мысли, что разрыв между ними все усиливается, и это в конечном
счете может привести к их обособлению, а как следствие - даже к
возникновению разных культур с непонятными друг для друга
языками. Действительно, естествознание длительное время
ориентировалось на постижение "природы самой по себе"
безотносительно к субъекту деятельности. Его задачей было
достижение объективно истинного знания, не отягощенного
ценностно-смысловыми структурами. Отношение к природному миру
представало как монологичное. Главное, что предстояло ученым - это
выявить и объяснить наличие причинностных связей, существующих
в природном мире, и, раскрыв их, достичь объективно-истинного
знания, установить законы природы.
Гуманитарные же науки были ориентированы на постижение
человека, человеческого духа, культуры. Для них приоритетное
значение приобретало раскрытие смысла, не столько объяснение,
сколько понимание. Само отношение субъекта и объекта (как любое
познавательное отношение) представало уже не просто как
отношение субъекта и объекта, а как субъект-субъектное отношение,
предполагающее не монолог, а диалог. Для получения знания в
рамках гуманитарных наук оказывалось недостаточно только
внешнего описания. Метод "объективного" или "внешнего" изучения
124
общества должен сочетаться с методом его изучения "изнутри", с
точки зрения людей, образовавших социальные и экономические
структуры и действующие в них. Эти специфические особенности
методологии естественнонаучного и гуманитарного знания довольно
точно подметил М.М. Бахтин. "Точные науки, - писал он, - это
монологичная форма знания: интеллект созерцает вещь и
высказывается о ней. Здесь только один субъект - познающий
(созерцающий) и говорящий (высказывающийся). Ему противостоит
только безгласная вещь. Любой объект знания (в том числе человек)
может быть воспринят и познан как вещь. Но субъект как таковой не
может восприниматься и изучаться как вещь, ибо как субъект он не
может, оставаясь субъектом, стать безгласным, следовательно,
познание его может быть только диалогическим".
Казалось бы, действительно между естественными и
гуманитарными науками сложилось непреодолимое противоречие.
Тем более, что в науке не была сформирована такая общенаучная
картина мира, которая могла бы объединить их в едином
пространстве.
Далее скажите, но в настоящее время появились реальные
основания для решения этой проблемы. Объединение естественных и
гуманитарных наук может быть осуществлено на основе современной
общенаучной картины мира, базирующейся на принципах
глобального эволюционизма. Эти принципы имманентно включают
установку на объективное изучение саморазвивающихся объектов.
Вместе с тем соотнесение развития таких объектов с проблематикой
места человека, учет включенности человека и его действий в
функционирование
подавляющего
большинства
исторически
развивающихся систем, освоенных в человеческой деятельности,
привносит в научное знание новый гуманистический смысл.
Современное естествознание имеет дело с объектами, так или
иначе затрагивающими человеческое бытие, и тезис о "ценностной
нейтральности" знания все более становится неадекватным уровню
его современного развития. При изучении "человекоразмерных"
объектов, которые постепенно становятся доминирующими в
современном естествознании, поиск истины оказывается связанным с
определением стратегии и возможных направлений преобразования
такого объекта, что непосредственно затрагивает гуманистические
ценности.
С
системами
такого
типа
нельзя
свободно
экспериментировать. В процессе их исследования и практического
125
освоения особую роль начинают играть знания запретов на
некоторые стратегии взаимодействия, потенциально содержащие в
себе катастрофические последствия.
В этой связи трансформируется идеал ценностно нейтрального
исследования. Объективно истинное объяснение и описание
применительно к "человекоразмерным" объектам не только
допускает, но и предполагает включение аксиологических факторов в
состав объясняющих положений. Возникает необходимость
экспликации связей фундаментальных внутринаучных ценностей
(поиск истины, рост знаний) с вненаучными ценностями
общесоциального
характера.
В
современных
программноориентированных исследованиях эта экспликация осуществляется
при социальной экспертизе программ. Вместе с тем в ходе самой
исследовательской деятельности с человекоразмерными объектами
исследователю приходится решать ряд проблем этического
характера, определяя границы возможного вмешательства в объект.
Внутренняя этика науки, стимулирующая поиск истины и
ориентацию на приращение нового знания, постоянно соотносится в
этих условиях с общегуманистическими принципами и ценностями.
Эта установка на соединение когнитивных и ценностных
параметров естественнонаучного знания все отчетливее начинает
осознаваться в самом естествознании. Примером может служить
позиция,
занимаемая
представителями
так
называемого
"биологического структурализма", которые предпринимают попытку
разработки новой парадигмы в биологии. Эта новая парадигма в
качестве базисных оснований обращается не только к "точному"
естествознанию, но и к гуманитарному знанию. Учитывая, что
биология ближе всех естественных наук находится к исследованию
природы человека, представители
"биологического
структурализма" во многом именно с ней связывают надежды на
такие изменения в научной картине мира, которые придадут ей
человеческое измерение.
В естественнонаучном познании, прежде всего в синергетике
устанавливается новое взаимоотношение человека с природой.
Природа в широком смысле слова не представляется более как
"мертвый механизм", на который направлена деятельность человека:
человек не может относиться к ней как судья, заранее зная, как она
должна отвечать на поставленные вопросы.
126
Пригожин И. и Стенгерс И., говоря о смерти конечного,
статичного и гармоничного старого мира, "который разрушила
коперниканская революция, поместив Землю в бесконечный космос.
Наш мир - это не молчаливый и однообразный мир часового
механизма... Природа создавалась не для нас, и она не подчиняется
нашей воле... Наступило время ответить за старые авантюры
человека, но если мы и можем это сделать, то лишь потому, что таков
отныне способ нашего участия в культурном и естественном
становлении, таков урок природы, когда мы даем себе труд
выслушать ее. Пришло время нового содружества, начатого издавна,
но долгое время непризнанного между историей человека,
человеческими обществами, знанием и использованием Природы в
наших целях".
Для обеспечения своего будущего человек не может полагать, что
он не имеет принципиальных ограничений в своих попытках
изменять природу в соответствии со своими потребностями, но
вынужден изменять свои потребности в соответствии с теми
требованиями, которые ставит природа. Все это означает, что
устанавливается новое отношение человека с природой - отношение
не монолога, а диалога. Ранее эти аспекты были характерны для
гуманитарного знания. Теперь через общенаучную картину мира они
проникают в самые различные области, становясь приоритетными
принципами анализа.
Вместе с тем идеи и принципы, получившие развитие в
естественнонаучном знании, начинают постепенно внедряться в
гуманитарные науки. Идеи необратимости, вариабельности в
процессе принятия решений, многообразие возможных линий
развития, возникающих при прохождении системы через точки
бифуркации, органической связи саморегуляции и кооперативных
эффектов - все эти и другие идеи, получившие обоснование в
синергетике, оказываются значимыми для развития гуманитарных
наук. Строя различные концепции развития общества, изучая
человека, его сознание, уже нельзя абстрагироваться от этих
методологических регулятивов, приобретающих общенаучный
характер.
Освоение наукой сложных, развивающихся, человекоразмерных
систем стирает прежние непроходимые границы между методологией
естественнонаучного и гуманитарного познания. Таким образом, в
конце XX столетия возникли принципиально новые тенденции
127
развития научного знания, которые привели к воссозданию
общенаучной картины мира как целостной системы научных
представлений о природе, человеке и обществе. Эта система
представлений, формирующаяся на базе принципов глобального
эволюционизма, становится фундаментальной исследовательской
программой науки на этапе интенсивного междисциплинарного
синтеза знаний.
В заключение данного вопроса скажите, что развитие
современной научной картины мира выступает одним из аспектов
поиска новых мировоззренческих смыслов и ответов на исторический
вызов, стоящий перед современной цивилизацией.
Вопросы для самоконтроля
1. В чем состоит специфика системного подхода?
2. В чем суть принципа глобального эволюционизма?
3. Кем и в какой науке впервые была высказана идея
самоорганизации?
4. В чем заключаются основные идеи синергетики?
5. В чем суть неравновестности самоорганизующих систем?
Тесты
1. Синергетика …
а) рассматривает пути выхода цивилизации из энергетического
кризиса;
б) сформировалась во второй половине ХХ века;
в) рассматривает общие закономерности в живой и неживой
природе;
г) является современной формой биологического эволюционизма.
2. Самоорганизующимися системами являются:
а) замкнутый реактор, в котором происходит процесс;
б) популяция;
в) равновесная система;
г) планета Земля.
128
3. Объектами исследования синергетики могут быть системы,
которые
удовлетворяют
некоторым
условиям.
Такими
условиями являются:
а) системы должны быть изолированными;
б) системы являются равновесными;
в) системы должны быть открытыми;
г) самоорганизующиеся системы должны быть неравновесным.
4. К диссипативным структурам относятся:
а) любая техническая конструкция, возникающая в результате
проектирования и строительства;
б) любой правильный кристалл, возникающий при охлаждении
жидкости;
в) любая упорядоченная неравновесная структура, возникающая
в результате самоорганизации;
г) любой живой организм, возникающий естественным путем.
5. Примером самоорганизации может служить:
а) строительство крупного современного предприятия при
достаточно ритмичном снабжении;
б) возникновение пустыни при достаточно интенсивном
землепользовании;
в) возникновение ячеек Бенара при достаточно сильном нагреве
жидкости;
г) генерация лазерного излучения при достаточно мощной
накачке лазера.
6. Необходимыми условиями самоорганизации являются:
а) самоорганизующиеся системы должны быть изолированными;
б) системы, в которых происходит самоорганизация, нелинейные;
в) самоорганизующиеся системы должны быть неравновесными;
г) системы должны быть линейными.
7. Принципы универсального эволюционизма включают
положения:
а) прошлое влияет на будущее, но не предопределяет его;
б) знание законов эволюции и самоорганизации позволяет точно
предвидеть будущее;
в) случайность и неопределенность не играют сколько-нибудь;
129
г) существенной роли в эволюции Вселенной и ее структуре;
во всех мировых процессах присутствуют фундаментальные
законы.
8. Космологическая сингулярность – это …
а) асимметрия космических объектов;
б) состояние Вселенной в прошлом, которое характеризуется
бесконечно малыми размерами и бесконечно высокой
плотностью;
в) критическое состояние в развитии Вселенной, из которого она
скачком переходит в новое устойчивое более упорядоченное
состояние;
г) состояние системы в будущем.
9. По современной теории Вселенная:
а) уменьшается;
б) увеличивается;
в) остается стационарной;
г) уменьшается незначительно.
10. Космология изучает …
а) строение и эволюцию Вселенной как единого целого, наиболее
общие законы ее развития;
б) строение и эволюцию тел Солнечной системы;
в) строение и эволюцию звезд и звездных систем;
г) строение и эволюцию Земли.
130
9. Общие методические рекомендации преподавателям и
студентам
9.1 Методические рекомендации преподавателям
Преподавание дисциплины осуществляется в соответствии с
Государственным
образовательным
стандартом
высшего
профессионального образования.
Целью методических рекомендаций является повышение
эффективности теоретических и практических занятий вследствие
более четкой их организации преподавателем, создания целевых
установок по каждой теме, систематизации материала по курсу,
взаимосвязи тем курса, полного материального и методического
обеспечения образовательного процесса.
Средства обеспечения освоения дисциплины
При изучении дисциплины рекомендуется использовать
следующие средства:
− рекомендуемую основную и дополнительную литературу;
− методические указания и пособия;
− контрольные задания для закрепления теоретического
материала;
− электронные версии федеральных законов, учебников и
методических указаний для выполнения практических работ и СРС
Методические рекомендации по организации изучения
дисциплины
Для максимального усвоения дисциплины рекомендуется
изложение лекционного материала с элементами обсуждения и
проведение письменного опроса (тестирование) студентов по
материалам лекций и практических работ.
Подборка вопросов для тестирования осуществляется на основе
изученного теоретического материала. Такой подход позволяет
повысить мотивацию студентов при конспектировании лекционного
материала.
Для усвоения навыков поисковой и исследовательской
деятельности студент пишет контрольную работу по выбранной
(свободной) теме.
131
9.2. Методические рекомендации студентам
Курс «Концепции современного естествознания» является
попыткой
междисциплинарного
синтеза
на
основе
методологического и эволюционного подходов к изучению
естественных наук. Не предполагается использование сложных
математических формул и выкладок.
Обсуждение большей части вопросов ограничивается основными
понятиями, идеями и проблемами.
Цель курса: сформировать у студентов понимание основных
принципов современного естествознания, истории естествознания и
его методов, тесной взаимосвязи различных областей естественных
наук, роли естествознания в развитии культуры и общества.
Задачами курса являются:
-формирование понимания необходимости синтеза и взаимного
обогащения естественнонаучной и гуманитарной культур для
воспитания гармоничного специалиста XXI века, ознакомление с
историей естествознания, этапами его развития.
-формирование понимания задач и возможностей методов
исследования в естественнонаучных дисциплинах и расширение этих
методов в область гуманитарных наук;
-ознакомление с иерархией природных объектов и систем, с
фундаментальными законами природы;
-формирование представлений о современной физической
картине мира как основе понимания целостности и многообразия
природы;
-формирование представлений о живых и неживых объектах, их
взаимосвязи и эволюции, о сущности живого, экосистемах Земли,
биосфере и ноосфере;
-осознание места человека на Земле и во Вселенной, взаимосвязи
человека с космосом и с биосферой;
В результате изучения дисциплины студент должен получить
представление об основной естественно - научной терминологии, об
основных этапах развития естествознания, об общности и
особенностях
действия
основных
законов,
управляющих
мирозданием во всех формах его проявления.
Основными формами изучения данной дисциплины являются
лекции и самостоятельная работа студентов.
132
Исходя из этого, можно предложить следующие рекомендации
для студентов при подготовке к семинарским занятиям:
1) ознакомьтесь с пояснениями, предложенными к каждой теме в
данном издании;
2) начинайте подготовку с чтения конспектов лекций, это
поможет сориентироваться в теме и определить
границы ее изучения;
3) в дальнейшем необходима проработка учебного материала,
предложенного в учебниках;
4) в случае необходимости обращайтесь к дополнительной
литературе;
5)
несмотря на то, что курс «Концепции современного
естествознания» предполагает информативную составляющую, не
забывайте и о его концептуальном компоненте, который включает в
себя применение материала в разнообразных ситуациях;
6)
в курсе «Концепции современного естествознания»
существует множество дискуссионных проблем, вскрытие и
обсуждение которых будет самым продуктивным результатом работы
на семинарских занятиях.
9.3. Методические указания студентам по организации
самостоятельной работы
Изучая материал по учебнику, следует переходить к следующему
вопросу только после правильного понимания предыдущего,
воспроизводя на бумаге все необходимые логические умозаключения,
рисунки, схемы, формулы и т.д.
Особое внимание следует обращать на формулировки основных
понятий курса, которые отражают количественную и качественную
стороны, а также пространственно-временные свойства реальных
явлений и процессов. Необходимо подробно разбирать примеры,
поясняющие такие определения.
Текстовую информацию, содержащую множество новых,
незнакомых терминов, студенты усваивают с трудом, но если
использовать при этом видеоряд, дополнить текстовую (языковую)
информацию образной, то ситуация существенно изменяется использование презентаций повышает эффективность восприятия и
понимания материала дисциплины.
133
При изучении материала по учебнику полезно вести конспект, в
котором рекомендуется записывать основные понятия, определения,
термины, формулировки законов, формулы и т.д. На полях конспекта
следует отмечать вопросы, по которым требуется консультация
преподавателя. Записи в конспектах должны быть сделаны чисто,
аккуратно и расположены в определенном порядке.
После изучения каждой темы по учебнику студенту
рекомендуется воспроизвести по памяти основные понятия,
определения, термины, выводы формул, формулировки законов.
Вопросы для самоконтроля, приведенные в настоящем методическом
указании, поставлены с целью помощи студенту в повторении,
закреплении и проверке прочности усвоения закрепляемого
материала. В случае необходимости надо еще раз вернуться к
материалу учебника и повторить неясные вопросы.
Другим, не
менее плодотворным приемом, является
самостоятельное построение схем на основе текста лекции или
материала, изложенного в учебнике. В этом случае студенту
приходится многократно обращаться к одной и той же информации,
то есть сразу повторять её, причем непроизвольно, не ставя себе
такой задачи. Таким путем, кроме всего прочего, преодолевается
негативная установка студента, нежелание повторять незнакомый
материал, без чего невозможно его усвоение.
Важнейшими критериями усвоения материала по учебнику
является узнавание и воспроизведение изученного материала. Если в
процессе обучения у студента возникают вопросы, разрешить
которые самостоятельно не удается (неясность терминов,
формулировок законов, выводов формул и пр.), то он может
обратиться к преподавателю для получения от него устной или
письменной консультации, а также консультации по компьютерной
сети. В своих запросах студент должен точно указывать, в чем он
испытывает затруднения. В случае если он не разобрался в
теоретических вопросах по учебнику, то нужно указать автора
учебника, название учебника, издательство, год издания, страницу,
где рассмотрен не ясный его вопрос, и что именно вызывает
затруднение.
134
9.4.Методические рекомендации по написанию контрольных
работ
Важной формой активизации процесса усвоения знании при
подготовке студентов по изучаемым дисциплинам является
написание обучающимися различных видов письменных работ. К
письменным работам в структуре текущего учебного процесса
относятся: контрольная работа, реферат на актуальную тему,
курсовая работа, а на завершающем этапе обучения — дипломная
работа.
Письменные работы способствуют закреплению теоретических
знаний, формируя у студентов дополнительные навыки к
самостоятельному анализу теории и практики политической,
социально-экономической,
гуманитарной
и
другой
жизнедеятельности
личности,
общества
и
государства,
мотивированной оценке поведения в различных жизненных
ситуациях; направлены на развитие и закрепление у студентов
глубокого, творческого и всестороннего анализа научной,
методической
и
другой
литературы
по
проблематике
гуманитарных, социальных и правовых дисциплин; на выработку
навыков и умений грамотно и убедительно излагать материал, чётко
формулировать теоретические обобщения, выводы и практические
рекомендации.
Выполненные
работы
должны
отвечать
высоким
квалификационным требованиям в отношении содержания
и
оформления. Следует помнить, что научное содержание
письменных работ всегда несет на себе отпечаток творческой
индивидуальности автора, в то время как организация их подготовки
подчиняется общему порядку, а оформление действующим
государственным стандартам.
Если рекомендации в отношении научного содержания работ
следует воспринимать как консультативные, то сведения об
организации подготовки работ и правила их оформления носят
обязательный, нормативный характер. Это касается, прежде всего,
оформления цитат, ссылок, примечаний, сносок и списка литературы,
а также других элементов научного аппарата.
Содержание ответа на поставленный вопрос включает:
- показ автором знания теории вопроса и понятийного аппарата;
- понимание механизма реально осуществляемой практики;
135
- выделение ключевых проблем в соответствующих сферах
общественной жизни.
Контрольная работа имеет титульный лист. Объем контрольной
работы, как правило, не должен превышать 8-10 страниц печатного
текста через полтора интервала. Контрольная работа имеет
титульный лист.
Контрольная работа может быть зачтена лишь при выполнении
студентом всех заданий и при наличии не менее 3/4 (75 %)
правильных ответов.
В соответствии с учебным планом студенты заочной формы
обучения выполняют одну контрольную работу по КСЕ. Тема
контрольной работы для каждого студента устанавливается в
зависимости от начальной буквы его фамилии (см. таблицу).
Таблица
Первая
Номер
Первая
Номер
буква
темы
буква
темы
фамилии контроль фамили контроль
студента
ной
и
ной
работы студента работы
А
1
К
10
Б
2
Л
11
В
3
М
12
Г
4
Н
13
Д
5
О
14
Е
6
П
15
Ж
7
Р
16
З
8
С
17
И
9
Т
18
Первая
буква
фамилии
студента
У
Ф
Х, Ц
Ч
Ш, Щ
Э, Ю
Я
Номер
темы
контроль
ной
работы
19
20
21
22
23
24
25
Для успешного выполнения контрольной работы необходимо
ознакомиться с литературными источниками, списки которых для
каждой темы приведены в следующем разделе настоящей программы
(см. Темы контрольных работ). Следует отметить, что эти списки
составлены “с избытком”, т.е. материал источников дублирует друг
друга, так что совсем необязательно пользоваться всеми указанными
книгами и брошюрами. При невозможности достать источники из
136
списка можно воспользоваться другой литературой, имеющей
отношение к теме контрольной работы.
Контрольная работа должна полностью раскрыть содержание, как
самой темы, так и конкретизировать три ее подтемы, указанные в
следующем разделе настоящей программы. Текст работы должен
содержать необходимые рисунки, графики, математические формулы,
а также список использованной литературы. Основное внимание
должно быть уделено логике изложения материала, определению
основных понятий и связей между ними, обсуждению места
рассматриваемого вопроса в концептуальном пространстве
естественных наук.
Контрольная работа высылается студентом в университет на
проверку. Те студенты, у которых работа получила положительную
оценку (“зачет”), допускаются к зачету по курсу. Во время этого
зачета студент отвечает на один из вопросов, приведенных ниже (см.
Список вопросов для зачета по курсу КСЕ), а также на вопросы и
замечания, отмеченные в рецензии на его контрольную работу.
Контрольная работа с оценкой “не зачтено” представляется на
повторное рецензирование после того, как студент исправит ошибки,
более полно раскроет содержание темы или, если это потребуется,
полностью переделает работу. В случае затруднений при выполнении
контрольной работы студент должен обратиться за консультацией к
преподавателю кафедры, ведущей данный курс в соответствующем
потоке.
137
10.
Темы контрольных работ
1. История взаимодействия наук.
2. Пути взаимодействия наук.
3. Взаимодействие фундаментальных естественных наук.
4. Формы взаимодействия наук.
5. Проблему взаимодействия естественных и общественных наук.
6. Структурные уровни организации материи.
7. Живое и неживое.
8. Принципы воспроизводства и развития живых систем.
9. Информационные макромолекулы.
10. Биологическое разнообразие.
11. История становления учения о биосфере.
12. В.И. Вернадский о биосфере и « Живом веществе».
13. Характеристика и состав биосферы.
14. Баланс энергии и круговорот вещества в биосфере.
15. Биосфера и человек. Ноосфера.
16. Типы природных систем и их характеристики.
18. Принципы самоорганизации систем.
19. Особенности открытых диссипативных систем.
20. Самоорганизация в неравновесных системах.
21. Порядок и беспорядок в природе. Хаос.
22. Пространство и время в классической механике.
23. Современное естествознание о свойствах пространств и
времени.
24. Симметрия пространств и времени.
25. Необратимость процессов и « Стрела времени».
26. Время в живых системах. Физиологические часы.
27. Понятие энтропии в естественных науках.
28. Энергия и законы термодинамики.
29. Энергия живых систем. ( биоэнергетика).
30. Перенос энергии между живыми системами.
31. Трофические уровни и пищевые цепи в биосфере.
32. Бихевиоризм и проблема психогенеза.
33. Роль информации как общенаучного понятия.
34. Соотношение социальной экологии и экологии человека.
35. Влияние космического излучения на живые тела и
общественные процессы.
36. Естественнонаучное обоснование нравственности.
138
37. Представление о коэволюции.
38. Наука как эволюционный механизм.
139
11.
Требования к содержанию и оформлению рефератов
1. Целью реферативной работы является приобретение навыков
работы с литературой, обобщения литературных источников и
практического материала по теме, способности грамотно излагать
вопросы темы, делать выводы. Самостоятельная подготовка реферата
способствует развитию навыков и умений в работе с литературой и
систематизации информации. Работа с литературой при выполнении
реферата делает познание студентов по отдельным вопросам более
углубленным, развивает
творческие способности по анализу
процессов и явлений, происходящих в природе и обществе.
Реферативная работа должна носить творческий характер, быть
итогом приближаться к требованиям, серьезного интеллектуального
труда студента, а по оформлению предъявляемым к научной работе.
2. В реферате должно быть содержание. В содержании
приводятся: введение, главы (обычно 2 – 3); в каждой главе –
параграфы; заключение; список литературы. Справа, напротив
каждого параграфа или главы, указывается номер страницы.
3. Во «Введении» указывается, какой проблеме посвящен
реферат, кто из видных ученых работает в данном направлении и
раскрывается значимость данного вопроса для развития общества
(общественных отношений и производительных сил).
4. Основная часть должна излагаться в соответствии с планом,
четко и последовательно, желательно своими словами. В тексте
должны быть ссылки на использованную литературу. При дословном
воспроизведении материала каждая цитата должна иметь ссылку на
соответствующую позицию в списке использованной литературы.
5. В «Заключении» делает выводы, насколько в науке затронутая
им тема раскрыта. В каком направлении ученые должны продолжать
исследование, что нужно для более успешной их работы.
Подчеркивается роль российских ученых в изучении данной
проблемы.
Выводы должны содержать краткое обобщение рассмотренного
материала, выделение наиболее достоверных и обоснованных
положений и утверждений, а также наиболее проблемных,
разработанных на уровне гипотез, важность рассмотренной проблемы
с точки зрения практического приложения, мировоззрения, этики и
т.п.
140
6. Реферат должен быть написан аккуратно, разборчиво, на
бумаге стандартного (А4) формата, на одной стороне листа.
Страницы должны быть пронумерованы, начиная с 3-й (титульный
лист с названием работы и страница оглавления включаются в общую
нумерацию, но номера на них не ставятся). На каждой странице с
правой стороны следует оставлять поле в 3 см для замечаний
преподавателя. Примерный объем реферата составляет 15-20 страниц
рукописного или машинописного текста.
7. Рукопись реферата должна быть подписана автором. При
составлении списка литературы печатные работы располагаются в
алфавитном порядке.
Реферат
носит
исследовательский
характер,
содержит
результат творческого поиска автора. В реферате должны
присутствовать характерные поисковые признаки: раскрытие
содержания основных концепций, цитирование мнений некоторых
специалистов по данной проблеме, текстовые дополнения в
постраничных сносках или оформление специального словаря в
приложении и т.п. При этом важно использовать личные
картотеки выписок, справок.
При написании
текста
реферата
документированные
фрагменты увязываются логическими авторскими связками.
В
ходе
написания реферата
преподаватель
оказывает
студентам необходимую помощь, проводит консультации.
141
Пример написания реферата
Тема реферата «Современные теории происхождения
Вселенной»
Содержание
Введение. Отмечается актуальность и практическое значение
изучаемого вопроса.
Раздел 1. Структура Вселенной.
Под Вселенной понимается совокупность Метагалактик. Все
гипотезы, связанные с эволюцией Вселенной, посвящены
формированию Метагалактики и Галактик, в нее входящих. Центром
нашей Метагалактики является созвездие «Дева», а центром нашей
Галактики – созвездие «Стрелец». Дать описание созвездий «Дева» и
«Стрелец».
Раздел 2.Теория образования Вселенной (Метагалактики).
2.1.первая модель Вселенной (греческий натуралист Тит
Лукреций Карл, 1 век до н.э.). Вселенная, как атомы, вечна и
бесконечна и находится в постоянном вращательном движении.
2.2. теория эволюционно – вихревой модели Вселенной (французский
физик, математик Рене Декарт, 1640).
2.3.теория «Большого взрыва» Вселенной (бельгийский астроном
Жорд Лэметр, 1931). Благодаря развитию исследований строения
атома и природа ядерных сил в ХХ-м столетии американский физик
Г. Гамов в 1946 г. развил концепцию «Большого взрыва» на основе
ядерной эволюции.
2.4.Гипотеза «пульсирующей» Вселенной.
2.5.Теория происхождения Вселенной их холодной газовопылевой материи в результате гравитационной неустойчивости
(английский астроном Джинс Хопервуд, 1926).
Содержание этой теории заключается в том, что по причине
всемирного тяготения материя не может быть распределена с
постоянной плотностью в сколь угодно большом объеме. С
неизбежностью она должна была разбиться на отдельные
конденсации (сгущения), которые и стали Галактиками.
В настоящее время теории Э.Канта и П.С. Лапласа, а также
Джинса
Хопервуда
лежат
в
основе
современного
материалистического понимания эволюции Вселенной.
Заключение.
Автор реферата подводит итог по данному
вопросу, отмечает, что научно обоснованной теорией происхождения
142
Вселенной является теория происхождения Вселенной из холодно
газово-пылевой
материи
в
результате
гравитационной
неустойчивости и электромагнитного взаимодействия. Эта теория
согласуется с материалистическим мировоззрением на эволюцию
мира.
В процессе эволюции температура во внутренних областях
протозвезд непрерывно повышается, т.к. половина освобождающейся
при сжигании гравитационной энергии идет на нагрев. В конце
стадии «свободного падения» у сжимающихся протозвезд
происходит одна или две яркие вспышки инфракрасного излучения
как свидетельство рождение новой звезды и начала термоядерных
реакций
протон-протонного
и
азотно-углеродного
цикла.
Температура, светимость и плотность повышаются на тысячу раз.
Эти процессы образования звездной материи имели место в прошлом
и продолжаются в настоящее время.
В конце реферата приводится список литературы.
143
12. Темы рефератов
1. Наука как часть культуры.
2. Научный метод познания мира. Роль гипотез в естествознании.
3. Эволюция естественнонаучных представлений в античной
науке.
4. История развития естествознания в средние века.
5. История развития естествознания в эпоху Возрождения.
6. Естествознание в эпоху зарождающегося капитализма.
7. Развитие физики в конце XIX в. и в XX в.
8. Современная физика и восточный мистицизм.
9. Пространство, время и материя в контексте естествознания.
10. Понятие бесконечности в науке и в искусстве.
11. Современный естественнонаучный взгляд на возникновение
Вселенной.
12. Галактики. Их строение и эволюция.
13. Эволюция звезд.
14. Черные дыры и пространственно-временные парадоксы.
15. Естественнонаучные взгляды на образование Солнечной
системы.
16. Пространство и время в классической и релятивистской
механике.
17. Особенности мира элементарных частиц.
18. Законы сохранения в макро- и микромире.
19. Понятие энтропии и его приложения.
20. Хаос, порядок и самоорганизация систем.
21. Развитие идеи симметрии в естествознании.
22. Законы сохранения и симметрия мира.
23. Происхождение структура и динамика геосфер.
24. Сравнительный анализ эволюционных теорий в геологии и
биологии.
25. Химия, её роль в обществе.
26. Эволюционная химия и проблемы происхождения жизни.
27. Макромолекулы и зарождение жизни.
28. Жизнь как особая форма организации материи.
29. Проблема происхождения и сущности жизни в истории науки.
30. Проблема внеземной жизни и ее отражение в научной
фантастике.
31. Антропный принцип в современной науке и философии.
144
32. Соотношение современного эволюционизма с теорией
Дарвина.
33. Обоснования современной теории эволюции.
34. Современные естественнонаучные взгляды на филогенез.
35. Геном человека и окружающая среда.
36. Эволюция жизни как информационный процесс.
37. Возможности, перспективы и этические проблемы генной
инженерии.
38. Научная фантастика о проблеме физической сущности
человека.
39. Современные теории старения живого организма.
40. Биологические (циркадные) ритмы.
41. А.Л.Чижевский о влиянии Солнца на природные и
общественные процессы.
42. Механизмы управления в живой природе и в обществе.
Гомеостазис.
43. Биосоциальные основы поведения человека.
44. Биотехнология. Перспективы развития.
45. Естественнонаучные и этические аспекты генной инженерии.
46. Биосфера, ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости.
47. Ресурсы биосферы и демографические проблемы.
48. Глобальные экологические проблемы.
49. Современная экология как сплав гуманитарных и
естественных наук.
50. Самоорганизация и эволюция живых систем.
51. Хаос, порядок и процессы самоорганизации во Вселенной.
52. Теория катастроф.
53. Фрактальные структуры в природе.
54. Самоорганизация в социальных и гуманитарных системах.
55. Системная организация материального мира.
56. Магнитосфера и ее роль в формировании биосферы.
57. Геосферные оболочки Земли.
58. Динамические и статистические закономерности в природе.
59. Причины колебания климата Земли.
60. Влияние геомагнитных возмущений на биосферу.
61. Антропогенез. Эволюция мозга. Развитие сознания.
62. Физиологические основы здоровья.
63. Физиологические основы психики человека.
64. Проблемы продления жизни человека.
145
65. Адаптация организма к работе в экстремальных условиях
среды.
66. Основные способы профилактики и сохранения здоровья.
146
13. Вопросы к зачету
1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры, представление
о них.
2.
Различия между естественнонаучной и гуманитарной
культурами.
3. Взаимосвязь между естественнонаучной и гумaнитaрной
культурами.
4. Основные этапы развития естествознания.
5. Истоки и предмет спора естественно - научной и гуманитарной
культур.
6 Определения науки, ее функции, субъекты и объекты.
7. Наука в структуре общества. Разнообразные системы знаний.
8. Классификация наук.
9. Критepии и структура научного знания.
10. Понятие системы. Системный подход в науке.
Эмерджентность.
11. Методы и средства научного познания.
12. Общие модели развития науки. Понятие парадигмы.
13. Научные революции. Основные периоды в истории науки.
14. Эмпирический и теоретический уровни научного познания.
15. Дифференциация: и интеграция научного знания.
16. Этика науки.
17. Объяснение, понимание и предсказание в науке.
18. Познание мира в античности и в средневековье.
19. Основание взаимосвязи различных наук.
20. Математизация науки.
21. Эволюция. Концепция глобального эволюционизма.
22. Синергетика. Основные положения теории самоорганизации.
23. Концепции классического естествознания.
24. Механистическая картина мира.
25. Электромагнитная картина мира.
26. Квантово - механическая концепция описания микромира.
27. Атомистическая концепция строения материи.
28. Механизм развития открытых и неравновесных систем.
29. Современные методологические концепции в естествознании.
30. Классы материальных систем и структурные уровни строения
материи.
31. 3арождение квантовой механики. Сущность фотоэффекта.
147
32. Понятие корпускулярно - волнового дуализма.
33.
Принципы
соотношения
неопределенностей
и
допoлнителъности.
34. Элементарные частицы, их характеристики.
35. Фундаментальные взаимодействия в природе.
36. Фундаментальные элементарные частицы.
37. Развитие концепции атомизма. Кварковая модель атома.
38. Концепция Большого взрыва в происхождении Вселенной.
39. Концепции эволюции Вселенной. Космологические модели
Вселенной.
40. Структура Вселенной. Типы галактик, звезды и звездные
системы.
41. Структура и концепции происхождения Солнечной системы.
42. Пространство и время в классической физике.
43. Пространство и время в свете теории относительности.
44. Концептуальные системы в химической науке.
45. Учение о составе вещества в химической науке.
46. Эволюционная концепция в химии.
47. Особенности биологического уровня организации материи.
48. Структура и этапы развития биологии.
49. Сущность и свойства живого.
50. Структурные уровни организации живого. Клеточная теория.
51. Строение и функции клетки.
52. Теория биологической эволюции.
53. Генетика. Представление о мутациях. История и перспективы
развития.
54. Синтетическая теория эволюции.
55. Учение о биосфере. Человек и биосфера. Представления о
ноосфере.
56. Противоречия в системе "природа-биосфере-человек".
57. Концепции происхождения жизни на Земле.
58. Происхождение человека.
59. Человек - индивид и личность.
60. Экология. Современные экологические проблемы. Экология и
здоровье человека.
148
14. Вопросы к экзамену
1. Естествознание: определение и содержание понятия, основные
задачи.
2. Редукционизм и холизм.
3. Этапы (стадии) познания природы.
4. Четыре глобальных естественнонаучных революции.
5. Натурфилософия, ее место в развитии естествознания.
6. Механика Ньютона.
7. Принцип дополнительности Н. Бора и его значение в науке.
8. Понятие научной картины мира.
9. Основные понятия и принципы механистической картины
мира.
10. Жизнь и космические циклы.
11. Консервативные и диссипативные системы.
12. Термодинамика и статистическая физика.
13. Сущность I начала термодинамики.
14. Энтропия. Термодинамическая трактовка.
15. Энтропия. Вероятностная трактовка.
16. Сущность II начала термодинамики.
17. Вероятность как атрибут больших систем.
18. Вопрос о стреле времени.
19. Проблема тепловой смерти Вселенной и гипотеза Больцмана.
20. Теория электромагнитного поля Максвелла.
21. Электронная теория Лоренца.
22. Постулаты и основные следствия СТО.
23. Основные идеи ОТО.
24. Основные понятия ЭМКМ.
25. Формирование идеи квантования физических величин.
26. Корпускулярно-волновой дуализм света и вещества.
27. Соотношения неопределенностей Гейзенберга.
28. Основные понятия и принципы квантово-полевой картины
мира.
29. Четыре фундаментальных типа взаимодействия.
30. Структурные уровни материи.
31. Элементарные частицы и фундаментальные частицы.
32. Молекулы и реакционная способность веществ.
33. Макроскопические тела. Фазовые переходы.
34. Представление о мегамире.
149
35. Солнечная система.
36. Звезды: основные характеристики, источники энергии.
37. Галактики. Строение, типы галактик.
38. Структура и геометрия Вселенной.
39. Возникновение Вселенной. Теория Большого Взрыва.
40. Эволюция звезд.
41. Гипотезы о возникновении планетных систем.
42. Антропный принцип.
43. Образование Земли и химическая дифференциация вещества.
44. Общая теория химической эволюции и биогенеза.
45. Предмет изучения, задачи, методы и направления биологии.
46. Специфика и системность живого.
47. Уровни организации живых систем.
48. Основные положения современной клеточной теории.
49. Белки, углеводы, липиды: их функции в организме.
50. Состав, структура и функции ДНК.
51. Состав, структура и функции РНК.
52. Теорема Пригожина для открытой термодинамической
системы.
53. Энтропия и информация.
54. Информационные связи внутри организма.
55. Задачи и специфика управления в живых системах. Гомеостаз.
56. Иерархия целей управления в живых системах.
57. Теории возникновения жизни.
58. Теория биохимической эволюции Опарина-Холдейна.
59. Эволюционная теория Дарвина - Уоллеса.
60. Современная (синтетическая) теория эволюции.
61. Место человека в системе животного мира и антропогенез.
62. Основные этапы развития Homo Sapiens.
63. Дифференциация человечества на расы. Расы и этносы.
64. Эколого-эволюционные возможности человека.
65. Биосоциальное в основе поведения человека.
66. Биосфера: состав, структура, функции.
67. Трофические цепи.
68. Принципы организации материи.
69. Понятие об экологической нише.
70. Экологические факторы.
71. Лимитирующие факторы.
72. Формы биологических отношений в сообществах.
150
73. Антропогенный фактор и глобальные экологические
проблемы.
74. Понятие симметрии.
75. Симметрия пространства - времени и законы сохранения.
76. Симметрия и асимметрия живого.
77. Нарушение симметрии как источник самоорганизации.
78. Концепция самоорганизации в науке. Синергетика.
79. Понятие о диссипативных структурах.
80. Бифуркации и параметры порядка.
81. Фазовое пространство. Аттракторы системы.
82. Самоорганизации в неживой природе. Ячейки Бенара.
83. Излучение лазера как пример самоорганизации в неживой
природе.
84. Явления самоорганизации в химии. Химические часы.
85. Фрактальная геометрия природы.
86. Синергетика как общенаучная основа анализа динамики
социальных систем.
87. Естественнонаучная и гуманитарная культуры как отражение
двух типов мышления.
88. Наука и мистицизм.
89. Проблема ценности науки.
90. Методы гуманитарных и естественных наук.
151
15. Контрольные тесты по всему курсу
1. Наука сформировалась:
1) в Древней Греции;
2) в Европе в XVI–XVIII вв.;
3) в Европе в XIII–XV вв.;
4) в Древнем Риме.
2. Науку от обыденного познания отличает:
1) актуальность объекта познания;
2) достоверность полученных знаний;
3) значимость результатов познания;
4) используемый язык.
3. Определенный способ понимания какого-либо предмета,
процесса или явления – это:
1) концепция;
2) закон;
3) гипотеза;
4) теория.
4. В научном исследовании выделяются уровни:
1) созерцательный и эмпирический;
2) созерцательный и концептуальный;
3) эмпирический и теоретический;
4) теоретический и концептуальный.
5. Методом эмпирического уровня познания является:
1) аналогия;
2) наблюдение;
3) моделирование;
4) синтез.
6. С современной точки зрения систематизирующим
фактором Периодической системы Д. И. Менделеева является:
1) масса ядра атома;
2) заряд ядра атома;
3) заряд атома;
4) масса атома.
152
7. Создателем квантовой модели атома является:
1) Томсон;
2) Резерфорд;
3) Бор;
4) Эйнштейн.
8. Укажите название физической величины, известной как
"четвертое измерение".
1) масса;
2) скорость;
3) время;
4) ускорение.
9. В каких единицах измеряется сила тока (в системе СИ)?
1) ампер;
2) вольт;
3) ватт;
4) ом.
10. Укажите название науки, которая не относится к группе
естественных наук:
1) физическая химия;
2) астрофизика;
3) анатомия;
4) микроэкономика.
11. Твердое тело, имеющее четкое упорядоченное строение.
1) кристалл;
2) стекло;
3) гранит;
4) металл.
12. Космология – это:
1) раздел астрономии;
2) раздел космонавтики;
3) ненаучная форма познания Вселенной;
4) второе название космогонии.
153
13. Малые планеты,
называются:
1) метеоры;
2) спутники;
3) астероиды;
4) кометы.
входящие
в
Солнечную
систему,
14. Наиболее крупная единица измерения космических
расстояний:
1) парсек;
2) астрономическая единица;
3) световой год;
4) километр.
15. Вселенная однородна, поскольку она:
1) расширяется;
2) имеет одинаковые свойства во всех точках;
3) имеет одинаковые свойства по всем направлениям;
4) находится в горячем состоянии.
16. Возраст Вселенной исчисляется:
1) со времени образования галактик;
2) со времени образования Солнечной системы;
3) с момента Большого взрыва;
4) с начала фазы инфляции.
17. Наша Галактика имеет форму:
1) спиральную;
2) эллиптическую;
3) шаровидную;
4) неправильную.
18. Квазары – это:
1) новые звезды;
2) двойные звезды;
3) мощные источники радиоизлучения во Вселенной;
4) малые галактики – спутники нашей Галактики.
154
19. Количество планет в Солнечной системе:
1) 13;
2) 8;
3) 9;
4) 12.
20. Какая звезда обеспечивает жизнь на Земле?
1) альфа Центавра;
2) Солнце;
3) Сириус;
4) Венера.
21.Чем
отличаются
ионы
NaCl,
содержащиеся
в
кристаллической решетке, от ионов, содержащихся в растворе
этого же вещества?
1) химической связью;
2) гидратной оболочкой;
3) зарядом;
4) окислительными свойствами.
22. Валентность, это способность атомов к:
1) образованию связей;
2) окислению;
3) образованию изомеров;
4) образованию изотопов.
23. Какая из перечисленных групп характерна для всех
органических кислот?
1) –COH;
2) –COOH;
3) –OH;
4) -NH2.
24. В состав молекул сложных веществ, в отличие от простых,
входят:
1) одинаковые молекулы;
2) разные атомы;
3) разные молекулы;
4) разные соединения.
155
25. Свойства элементов
зависимости от:
1) количества нейтронов;
2) атомных масс;
3) количества электронов;
4) валентности.
находятся
в
периодической
26. Наука о строении и свойствах веществ:
1) физика;
2) химия;
3) квантовая физика;
4) термодинамика.
27. Наименьшая единица химического вещества:
1) атом;
2) соединение;
3) молекула;
4) ядро.
28. Какой из четырех представленных
относится к агрегатному состоянию вещества?
1) твердое;
2) жидкое;
3) плазма;
4) кристаллическое.
вариантов
не
29. Процесс перевода закодированной информации с ДНК на
РНК это:
1) трансляция;
2) репликация;
3) транскрипция;
4) биосинтез.
30. Какой из представленных вариантов не относится к
главным направлениям в эволюции?
1) ароморфоз;
2) модификация;
3) идиоадаптация;
156
4) дегенерация.
31. Если отрезать хвосты у мышей, то в каком поколении
после их скрещивания появятся бесхвостые особи?
1) в первом;
2) во втором;
3) не появятся во втором;
4) при дигибридном скрещивании.
32. Какую основную функцию выполняет РНК в клетке?
1) наследственная;
2) транспортная;
3) защитная;
4) синтез белка.
31. Чем определяется листопад?
1) длиной светового дня;
2) температурой;
3) влажностью;
4) сменой времен года.
32. Основоположник генетической науки:
1) Морган;
2) Мендель;
3) Линней;
4) Ламарк.
33. Какую функцию выполняет фермент?
1) наследственная;
2) сократительная;
3) транспортная;
4) каталитическая;
34. Прокариоты от эукариот отличаются отсутствием:
1) ядра;
2) митохондрий;
3) клеточной стенки;
4) рибосом.
157
35. Взаимовыгодное сотрудничество живых организмов это:
1) сожительство;
2) синергизм;
3) метаболизм;
4) симбиоз.
36.
Основные
факторы
эволюции
наследственность, изменчивость и:
1) изменение окружающей среды;
2) конкуренция;
3) искусственный отбор;
4) естественный отбор.
по
Дарвину:
37. Совокупность особей одного вида, занимающих одну
территорию и свободно скрещивающихся это:
1) род;
2) группа особей;
3) ареал;
4) популяция.
38. С увеличением высоты
температура воздуха возрастает:
1) в тропосфере;
2) в стратосфере;
3) в мезосфере;
4) в термосфере.
над
поверхностью
Земли
39. Состояние нижнего слоя атмосферы в данном месте в
данное время называется:
1) альбедо;
2) погода;
3) климат;
4) ветер.
40. После прохождения точки бифуркации система:
1) перестает взаимодействовать с другими системами;
2) возвращается в исходное состояние;
3) случайно выбирает путь нового развития;
4) не подчиняется законам детерминизма.
158
41. Синергетика – это наука о превращении:
1) хаоса в космос (порядок);
2) простых систем в сложные;
3) сложных систем в простые;
4) порядка в хаос.
42. И. Пригожин открыл самоорганизацию макросистем в
виде:
1) концентрационных автоволн;
2) открытых каталитических систем;
3) диссипативных структур;
4) нестационарных, нелинейных систем.
43. Коэволюция – это:
1) современный этап эволюции живого на Земле;
2) разрушение биоценоза;
3) взаимное приспособление видов;
4) самая жесткая борьба за существование.
44. Элементарная структура эволюции, по современным
представлениям, – это:
1) клетка;
2) организм;
3) популяция;
4) биоценоз.
45. Единица строения и жизнедеятельности живого организма
– это:
1) атом;
2) молекула;
3) ткань;
4) клетка.
46. Ноосфера это:
1) часть биосферы;
2) минеральная оболочка Земли;
3) сфера разума;
4) сфера деятельности.
159
47. Биогенное вещество:
1) создается в процессе жизнедеятельности организмов;
2) образовано совокупностью организмов;
3) образуется без участия живых организмов;
4) является результатом взаимодействия живого и неживого.
48. Жизненная пленка, лежащая на границе атмосферы и
гидросферы, называется:
1) бентос;
2) планктон;
3) фотон;
4) пойма.
49. Превращение биосферы в ноосферу происходит под
воздействием:
1) климатических факторов;
2) геологических факторов;
3) разумной деятельности человека;
4) биологической эволюции.
50. Самая насыщенная (в пересчете на объем) жизнью среда:
1) почва;
2) атмосфера;
3) пресные воды;
4) моря и океаны.
51. Все проблемы экологии могут быть выражены одной
фразой:
1) океан и суша связаны между собой;
2) все живое связано между собой и с окружающей средой;
3) все неживое взаимодействует между собой;
4) компоненты географической оболочки изолированы.
52. Основной причиной выпадения кислотных дождей
является:
1) попадание в воздух оксидов серы и азота – отходов сгорания
любого ископаемого топлива, особенно низкосортного угля и мазута;
160
2) попадание в воздух оксидов фосфора и углерода – отходов
сгорания любого вида топлива, особенно сланцев и торфа;
3) попадание в воздух большого количества хлора;
4) попадание в воздух пыли, содержащей частицы металла.
53. Считают, что озоновый экран разрушается в результате
воздействия на него:
1) радиации;
2) сернистого газа;
3) фреона;
4) азота.
161
16. Тезаурус
Абиотические факторы среды - все экологические факторы,
относящиеся к неживой природе, совокупность условий
неорганической среды, влияющих на организм.
Автотрофы - организмы, синтезирующие из неорганических
соединений органические вещества с использованием энергии
Солнца или энергии, освобождающейся при химических реакциях. К
автотрофам относятся высшие растения (кроме паразитных и
сапрофитных), водоросли, некоторые бактерии. В пищевой цепи
служат продуцентами.
Адаптация - приспособление функций и строения организмов к
условиям существования.
Аллельный ген, аллель - ген, определяющий альтернативное
развитие одного и того же признака и расположенный в идентичных
участках гомологичных хромосом.
Аннигиляция - уничтожение; превращение частицы и
античастицы при их столкновении в другие частицы.
Антитела - белки группы иммуноглобулинов, образующиеся в
организме человека и теплокровных животных при попадании в него
некоторых веществ (<антигенов) и нейтрализующие их вредное
действие.
Ареал - область распространения на земной поверхности какоголибо явления, видов животных, растений, полезных ископаемых и
т.п.
Ассимиляция - образование в организме сложных веществ из
более простых.
Аттрактор - точка или множество точек (замкнутая кривая), к
которому стремятся параметры состояния диссипативной системы,
конечное состояние диссипативной системы.
Адаптация - морфологический или функциональный признак
организма, позволяющий ему лучше приспособиться к условиям
существования; эволюционный процесс, посредством которого
организмы приспосабливаются к окружающей среде.
Адаптивная радиация
- возникновение эволюционного
разнообразия среди видов, происходящих от общего предка, но
расселившихся по разным экологическим нишам.
162
Аксиология - философское учение о природе ценностей, их
месте в реальности и структуре ценностного мира, то есть о связи
различных ценностей между собой, с социальными и культурными
факторами и структурой личности.
Аналитическое суждение - суждение, истинность которого
устанавливается путём чисто логического анализа терминов,
элементарных высказываний
Антропоморфизм - наделение природных вещей и предметов
деятельности людей человеческими чертами, придание им
человеческого облика.
Антропоцентризм - трактовка человеческого бытия как цели
мирового процесса, а позиции человека в мире как центральной.
Апория - трудноразрешимая проблема, связанная обычно с
противоречием между данными наблюдения и опыта и их
мысленным анализом
Априори («из предшествующего») - независимый от опыта и
определяющий его элемент знания.
Архаичный - древний; архаизм - устаревшее слово, понятие
Асимметрия - отсутствие симметрии
Ассоциация - группа видов, обитающих в одном месте.
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота, аденозинтрифосфат) нуклеотид, образованный аденозином и 3 остатками фосфорной
кислоты. Выполняет в организмах роль универсального аккумулятора
энергии. Под действием ферментов фосфатные группы отщепляются
от АТФ с освобождением энергии, благодаря которой происходят
мышечные сокращения, синтетические и другие процессы
жизнедеятельности.
Биогеоценоз - пространственно относительно ограниченная,
внутренне
однородная
природная
система,
включающая
функционально взаимосвязанные живые организмы и окружающую
абиотическую среду и характеризующуюся определёнными
энергетическими состояниями, типом и скоростью обмена веществ и
информацией.
Биосфера - область распространения жизни на Земле. Включает
нижнюю часть атмосферы, гидросферу и литосферу, населённые
живыми организмами.
163
Биота - исторически сложившаяся совокупность растений и
животных на определенной территории.
Биотехнология - 1. Пограничная между биологией и техникой
научная дисциплина и сфера практики, изучающая пути и методы
изменения окружающей человека природной среды в соответствии с
его потребностями. 2. Совокупность методов и приёмов получения,
полезных для человека продуктов и явлений с помощью
биологических агентов, например, производство кормовых белков с
помощью микроорганизмов.
Биотические факторы - сумма всех прямых и косвенных
воздействий живых организмов друг на друга.
Биофизика - научная дисциплина, исследующая особенности и
закономерности физических процессов в живых организмах.
Бифуркация - разветвление в траектории движения системы в
определённой точке фазового пространства.
Бихевиоризм - направление в психологии, в основе которого
понимание поведения человека и животных как совокупности
двигательных и сводимых к ним вербальных и эмоциональных
ответов (реакций) на воздействия (стимулы) внешней среды.
Вид - это генетически стабильная система, совокупность
популяций, особи которых способны в природных условиях к
скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимают
определённую область географического пространства (ареал).
Галактика - Млечный Путь - наша звездная система.
Гелиоцентрическая система мира - учение о центральном
положении Солнца в нашей планетной системе.
Ген
- функциональная единица наследственности. Участок
молекулы ДНК (у высших организмов) и РНК (у вирусов и фагов),
определяющий развитие одного или нескольких признаков (признаки
биохимические, физиологические, биофизические).
Генетика - наука о наследственности и изменчивости.
Генная инженерия
- создание новых форм живого путём
непосредственного изменения их генетического аппарата.
Генотип - совокупность всех наследственных свойств особи,
наследственная основа организма, составленная совокупностью генов
(геномом).
Генофонд - совокупность генотипов всех особей популяции.
164
Геоцентрическая
система
мира
существовавшее
представление, согласно которому Земля является неподвижным
центром Вселенной, вокруг которого обращаются Солнце и другие
небесные светила.
Гетеротрофность
способность питаться готовыми
органическими веществами и неспособность синтезировать
органические вещества из
неорганических.
Гипотеза
научное допущение или предположение,
истинностное значение которого неопределённо.
Гносеология (Эпистемология) - учение о познании, раздел
философии, рассматривающий проблемы человеческого познания,
вопросы о его возможностях и границах, о путях и средствах
достижения истинного знания, о роли познания в бытии человека.
Гомеостаз - совокупность сложных приспособительных реакций
животного и человека, направленных на устранение или
максимальное ограничение действий различных факторов внешней
или внутренней среды, нарушающих относительное динамическое
постоянство внутренней среды организма (например, постоянство
температуры тела, кровяного давления и т.п.).
Гравитация - тяготение, универсальное взаимодействие между
любыми видами физической материи.
Дедукция
- переход в познании от общего к частному и
единичному, выведение частного и единичного из общего.
Деструкторы (редуценты, микроконсументы) - организмы,
гл. образом бактерии и грибы, в ходе всей жизнедеятельности,
превращающие органические остатки в неорганические вещества.
Детерминизм
- концепция, признающая объективную
закономерность и причинную обусловленность всех явлений
природы и общества.
Дискретный - прерывистый, состоящий из отдельных частей.
Диссипация - переход энергии упорядоченного движения в
энергию хаотического движения (теплоту).
Диссипативные системы - системы, в которых энергия
упорядоченного движения переходит в энергию неупорядоченного
движения и, в конечном счете, в тепло, которое в итоге рассеивается
в окружающей среде, т.е. происходит диссипация энергии.
165
Диэлектрик - вещество, не имеющее свободных зарядов и
поэтому не проводящее электрический ток.
Длина волны - расстояние между соседними пиками волн
электромагнитного излучения (или любых других периодических
волн).
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - присутствующая в
каждом организме и в каждой живой клетке, главным образом в её
ядре, нуклеиновая кислота. Играет очень важную биологическую
роль, сохраняя и передавая по наследству генетическую информацию
о строении, развитии и индивидуальных признаках любого живого
организма.
Дуализм
- философское учение, исходящее из признания
равноправными, не сводимыми друг к другу двух начал: духа и
материи, идеального и материального.
Естественный отбор
- дифференциальное воспроизведение
различных
генотипов,
обусловленное
их
различной
приспособленностью. Или - изменение частоты генетических
признаков в популяции в результате избирательного выживания и
размножения особей, обладающих этими признаками.
Живое вещество - это совокупность живых организмов,
существовавших или существующих в конкретный отрезок времени и
являющихся мощным геологическим фактором.
Зигота
оплодотворённое яйцо, диплоидная клетка,
образовавшаяся в результате слияния гамет - начальная стадия
развития зародыша.
Идеальное
- субъективный образ объективной реальности,
результат освоения мира человеком, представленный в формах его
сознания, деятельности и культуры.
Иерархия
- расположение частей или элементов целого от
высшего к низшему элементу.
Изменчивость - разнообразие свойств и признаков у особей
различной степени родства. Способность живых организмов изменять
свои свойства. Выделяют наследственную (генотипическую) и
ненаследственную (модификационную) изменчивости.
Изотропность - одинаковость свойств объектов (пространства,
вещества) по всем направлениям.
166
Имманентный
- то, что атрибутивно предмету, внутренне
присуще вещи или процессу, свойственно качеству, характеризует
самость изнутри.
Иммунитет - невосприимчивость организма к инфекции или
яду.
Инвариант - величина, остающаяся неизменной при тех или
иных преобразованиях.
Индукция - вид рациональной (эвристической) оценки фактов,
позволяющий предвидеть или предсказывать явления природы и
общественной жизни с некоторой степенью вероятности.
Инерция - тенденция материального тела, если на него не
действует внешняя сила оставаться в покое относительно
инерциальной системы или двигаться с постоянной скоростью вдоль
прямой.
Интеграция - объединение отдельных частей в целом, а также
процесс, ведущий к такому объединению.
Интерпретация
- фундаментальная операция мышления,
придание смысла любым проявлениям духовной деятельности
человека, объективированным в знаковой или чувственно-наглядной
форме.
Интерференция - явление интерференции наблюдается, когда
две или более волн складываются в соответствии с принципом
суперпозиции. Принцип суперпозиции гласит, что когда две волны
встречаются в одном и том же месте в одно и то же время, их
амплитуды суммируются.
Интуиция - способность постижения истины путём прямого её
усмотрения без обоснования с помощью доказательства.
Инфракрасное излучение
- электромагнитное излучение,
длина волны которого больше длины волны видимого красного
цвета. С инфракрасным излучением связана передача теплоты
излучением.
Квазары - интенсивные источники радиоизлучения на
расстоянии в миллиарды световых лет от Солнечной системы, со
светимостью в сотни раз больше светимости галактик и размерами, в
десятки меньшими размеров последних.
167
Квант - количество (порция) электромагнитного излучения,
которое в единичном акте способен излучить или поглотить атом или
другая квантовая система, элементарная частица.
Квантификация
- количественное выражение измерения
качественных признаков чего-либо.
Кварки - гипотетические частицы с дробным электрическим
зарядом, из которых, возможно, состоят элементарные частицы.
Кибернетика
- наука об общих принципах управления в
машинах, живых организмах и обществе.
Кинематика - часть механики, изучающая способы описания
положения тел в пространстве по отношению друг к другу и
изменения положения этих тел с течением времени.
Клон
ряд следующих друг за другом поколений
наследственно однородных потомков одной исходной особи
(растения, животного, микроорганизма), образующихся в результате
бесполового размножения.
Коадаптация - взаимное приспособление видов друг к другу.
Когерентность
- согласованное протекание во времени
нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся
при их сложении.
Комплементарность - пространственная взаимодополняемость
молекул или их частей, приводящая к образованию водородных
связей. Наиболее ярко она проявляется в строении нуклеиновых
кислот. Комплементарные структуры подходят друг к другу как ключ
к замку.
Конвергенция
возникновение у различных по
происхождению видов и биотических сообществ сходных внешних
признаков в результате аналогичного образа жизни и приспособления
к близким условиям среды.
Консументы - гетеротрофные (<питающиеся другими)
организмы, превращающие биомассу продуцентов и других
консументов в биомассу своего тела.
Контекст
- относительно законченный по смыслу отрывок
текста или речи, в пределах которого наиболее точно и конкретно
выявляется смысл и значение отдельного, входящего в него слова
(фразы), выражения.
168
Континуум
в физике под континуумом понимается
идеализированная модель физического пространства и времени. Она
получается
путём
отождествления
точек
геометрического
континуума с точками физического пространства и времени.
Кориолиса сила - одна из сил инерции, вводимых для учёта
влияния вращения подвижной системы отсчёта на относительное
движение материальной точки. Она равна произведению массы точки
на её Кориолиса ускорение и направлена противоположно этому
ускорению. На Земле этот эффект заключается в том, что свободно
падающие тела отклонятся от вертикали к востоку, а тела,
движущиеся вдоль земной поверхности в направлении меридиана
отклоняются в Северном полушарии вправо, а в Южном - влево от
направления их движения.
Корпускула - частица в классической (не квантовой) физике.
Корреляция
- 1. Взаимное отношение, взаимозависимость
предметов, явлений или понятий. 2. Соотношение строения и
функций частей организма: определённое морфологическое строение
отдельных частей организма всегда связано с определённым
строением других его частей.
Коэволюция
- относительно параллельная и вместе с тем
совместная, взаимосвязанная эволюция. Термин сейчас, как правило,
применяется для системы «общество-природа». Предполагается, что
природа и общество развиваются согласованным образом,
воздействуя друг на друга.
Креод - траектория онтогенеза, по которому протекает развитие
большинства особей данного вида или популяции, несмотря на ряд
генотипических и средовых различий.
Критерий
- признак, на основании которого производится
оценка, определение или классификация систем, процессов и
явлений.
Латеризация
выщелачивание силикатов из почвы,
происходящее обычно в тёплых влажных областях, где почва имеет
щелочную реакцию.
Лептоны
элементарные частицы со спином ½, не
участвующие в сильном взаимодействии.
Маятник Фуко - маятник, используемый для демонстраций,
подтверждающих факт суточного вращения Земли. Он представляет
169
собой массивный груз, подвешенный на проволоке так, что позволяет
маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Вследствие
вращения Земли плоскость качаний маятника будет медленно
поворачиваться относительно земной поверхности в сторону,
противоположную направлению вращения Земли.
Мера - определитель свойств и качеств вещей, общности и
особенности
явлений
действительности,
своеобразия
и
продуктивности человеческой личности.
Метаболизм - обмен веществ, совокупность процессов
ассимиляции и диссимиляции в организме.
Метафизика - философское учение об общих и неизменных,
отвлечённых от конкретного существования вещей и людей,
принципах, формах и качествах бытия.
Метод - способ построения и обоснования системы знания;
совокупность приёмов и операций практического и теоретического
освоения действительности.
Митохондрии
- органеллы от округлой до палочковидной
формы размером
несколько
микрометров.
Их
называют
«энергетическими станциями клетки, так как они содержат все
ферменты окислительного метаболизма и образуют богатое энергией
соединение - АТР.
Молекула
наименьшая частица данного вещества,
обладающая его химическими свойствами.
Молекулярная биология - отрасль биологии, исследующая
проявление жизни на молекулярном уровне. Основное направление
молекулярной биологии в выяснении роли биологически важных
молекул (белков, нуклеиновых кислот …) в росте и развитии
организмов, хранении и передаче наследственной информации,
превращении энергии в живых клетках.
Монизм - способ рассмотрения многообразия явлений мира,
исходящий из одного начала, единой основы всего существующего и
построения теории в форме логически последовательного развития
исходного положения.
Монохроматический свет - электромагнитная волна одной
определённой и строго постоянной частоты из диапазона частот,
непосредственно воспринимаемых человеческим глазом.
170
Морфология животных
- учение о форме и строении
животных организмов в их индивидуальном или эволюционном
развитии.
Мутагены - химические вещества, вызывающие изменения в
наследственном веществе (мутации).
Мутация
- внезапно возникающее естественное или
искусственно вызываемое стойкое изменение наследственных
структур, ответственных за хранение генетической информации и ее
передачу от клетки к клетке и от предка к потомку.
Мутуализм - один из видов взаимосвязи организмов. Каждый
организм может жить отдельно, но связанные друг с другом, они
извлекают из своего сожительства взаимную выгоду.
Натурфилософия
- философия природы, умозрительное
истолкование природы, рассматриваемой в её целостности.
Научная картина мира - целостная система представлений о
мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающая в
результате обобщения и синтеза основных естественнонаучных
понятий и принципов.
Нелинейные системы
- колебательные системы, свойства
которых зависят от происходящих в них процессов. Наиболее
характерная особенность нелинейных систем – нарушение в них
принципа суперпозиции: результат каждого из воздействий в
присутствии другого оказывается не таким, каким он был бы, если бы
другое воздействие отсутствовало.
Номогенез
теория эволюции организмов на основе
внутренних, изначально им присущих, целесообразных на внешние
воздействия реакций, направленных в сторону усложнения
морфофизиологической организации живой природы.
Ноосфера - сфера разума, ставшая по своему воздействию на
планету сравнимой с геологической силой.
НТП
(научно-технический прогресс) единое,
взаимообусловленное, поступательное развитие человеческого
знания, науки и техники.
НТР
(научно-техническая революция) качественное
изменение производительных сил общества на основе превращения
науки (производства новой информации) в ведущий фактор
общественного развития, непосредственную производительную силу
171
Нуклеиновые кислоты - необходимая составная часть всех
живых организмов; им принадлежит ведущая роль в биосинтезе белка
и передаче наследственных признаков организма.
Нуклоны - общее наименование для протонов и нейтронов –
частиц, образующих атомные ядра.
Объект
- то, что противостоит субъекту в его предметно–
практической и познавательной деятельности.
Окружающая среда
- совокупность на данный момент
физических, химических, биологических характеристик, а также
социальных факторов, способных оказывать прямое или косвенное,
немедленное или отдалённое воздействие на живые существа и
деятельность человека.
Онтологические принципы
- фундаментальные принципы
бытия, наиболее общие сущности и категории сущего.
Парадигма - совокупность устойчивых и общезначимых норм,
теорий, методов, схем научной деятельности, предполагающая
единство в толковании теории, в организации эмпирических
исследований и интерпретации научных исследований.
Парадокс - противоречие, которое возникает в теории при
соблюдении в ней логической правильности рассуждения. В этом
случае логически обоснованное заключение парадоксально
противоречит ранее принятым утверждениям.
Первичная продуктивность экосистем - скорость, с которой
лучистая энергия используется продуцентами в процессе
фотосинтеза, накапливаясь в форме химических связей органических
веществ.
Полимер - молекула, образующаяся в результате соединения
меньших молекул с образованием сети или цепи.
Полинуклеотиды
- природные или синтетические
биополимеры, состоящие из остатков многих нуклеотид. Природные
полинуклеотиды – нуклеиновые кислоты – играют важнейшую
биологическую роль, осуществляя во всех организмах хранение и
реализацию, а также передачу потомству генетической информации.
Поляризованный свет
- электромагнитное излучение, в
котором все осциллирующие электрические поля лежат в одной
плоскости.
172
Популяция - совокупность особей одного вида, обитающих на
определённой территории и образующих некоторое единство,
отличное от других аналогичных единств.
Популяционные волны- колебания численности особей,
составляющих популяцию.
Продуценты - автотрофные организмы, которые используют
солнечную энергию для образования первичной продукции.
Прокариоты - организмы, лишенные оформленного ядра
(вирусы, бактерии, сине-зеленые водоросли).
Принцип Ле-Шателье - принцип, в современном изложении
гласящий, что система, выведенная внешним воздействием из
состояния с минимальным производством энтропии, стимулирует
развитие процесса, направленного на ослабление внешнего
воздействия.
Постулат
предпосылка, допущение; положение, не
отличающееся самоочевидностью, но всё же принимаемое в данной
науке за исходное без доказательств.
Потенциальная энергия - сила, работа которой не зависит от
траектории движения точки (сила тяжести, силы электрического
взаимодействия).
Прецессия (в астрономии)
- медленное движение оси
вращения Земли по круговому конусу, ось симметрии которого
перпендикулярна к плоскости эклиптики с периодом полного оборота
= 26 000 лет
Причина и следствие
- парные категории диалектики,
совместно выражающие один из моментов общего взаимодействия –
генетическую связь явлений.
Прокариота - клетка, не имеющая ограниченного мембраной
ядра.
Психика
свойство высокоорганизованной материи,
являющееся особой формой извлечения информации из
окружающего мира и формирования языковой реальности.
Пульсары
- космические источники радио-, оптического,
рентгеновского, гамма-излучения, приходящего на Землю в виде
периодически
повторяющихся
всплесков
(импульсов);
радиопульсары - быстро вращающиеся нейтронные звезды;
рентгеновские пульсары - двойные звезды, где к нейтронной звезде
перетекает вещество от второй, обычной звезды.
173
Рациональное - обусловленное разумом, доступное разумному
пониманию, логически непротиворечивое и соответствующее
принятым каким–либо сообществом правилам.
Реальность - наличное, ограниченное, определённое бытие в
форме вещей (предметов, качеств, дискретных индивидов).
Рекомбинация - перераспределение генетического материала
родителей в потомстве, приводящее к наследственной комбинативной
изменчивости живых организмов. Универсальный биологический
механизм, свойственный всем живым системам – от вирусов до
высших растений, животных и человека.
Релаксация
- процесс установления термодинамического
равновесия полного или частичного в физической системе, состоящей
из большого числа частиц; постепенное исчезновение какого–либо
состояния в теле, вызванного внешними причинами.
Релятивизм
- методологический принцип, состоящий в
абсолютизации относительности и признании условности содержания
познания.
Рефлексия - принцип философского мышления, направленный
на осмысление и обоснование собственных предпосылок. Является
сопутствующим моментом любого типа философствования.
Самоорганизация - процесс взаимодействия элементов в
результате, которого происходит возникновение нового порядка или
структуры в системе.
Сапрофиты - организмы, которые используют для питания
готовые органические соединения, остатки мёртвых растений и
животных.
Секуляризация
освобождение, отделение культуры,
индивидуального сознания, науки от церковной опеки, церковного
духовного влияния, религиозного мировоззрения.
Селекция - наука о выведении новых и совершенствовании
существующих сортов культурных растений, пород домашних
животных и штаммов микроорганизмов, соответствующих
потребностям человека и уровню производительных сил общества.
Семантическая сеть - граф, вершины которого представляют
объекты, а дуги – отношения. Примером может служить
генеалогическое древо.
174
Симбиоз - совместная жизнь двух или более особей разных
систематических групп, в ходе которой оба партнёра (симбионты)
или один из них получают преимущества в отношениях с внешней
средой.
Симметрия - свойство геометрического объекта совмещаться с
собой при некоторых преобразованиях, образующих группу;
преобразование, совмещающее геометрический объект с самим собой
при повторении.
Синергетика - научное направление, исследующее процессы
самоорганизации в природных, социальных и когнитивных системах.
Синтез
- соединение (мысленное или реальное) различных
элементов объекта в единое целое.
Система
- целостный объект, состоящий из элементов,
находящихся во взаимных отношениях. Отношения между
элементами формируют структуру системы.
Сообщество
- ассоциация взаимодействующих популяций,
обычно определяемая характером их взаимодействия или местом, где
они живут.
Спектральные линии - узкие участки в спектрах оптических,
каждый из которых можно охарактеризовать определённой длиной
волны.
Спин
собственный момент импульса микрочастицы,
имеющий квантовую природу.
Спектры оптические - спектры электромагнитного излучения
в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах шкалы
электромагнитных волн.
Стохастический - случайный или вероятный.
Структура
- совокупность устойчивых связей объекта,
обеспечивающих сохранение его основных свойств при различных
внутренних и внешних изменениях; основная характеристика
системы, её инвариантный аспект.
Субстанция
- объективная реальность, рассматриваемая со
стороны её внутреннего единства; материя в аспекте единства всех
форм её движения; предельное основание, позволяющее сводить
чувственное многообразие и изменчивость свойств к чему–то
постоянному, относительно устойчивому и самостоятельно
существующему.
175
Субъект - человек или человеческий коллектив, вступающие в
контакт с миром, изменяющие предметную обстановку своего бытия
и самого себя в процессе решения практических задач.
Таксон
достаточно обособленная группа организмов,
связанных той или дугой степенью родства, выделяемая в
определённую таксономическую категорию (подвид, вид, род,
семейство и т. д.).
Тенденция - направление развития какого–либо явления или
процесса.
Теория
- вид человеческой активности, направленный на
получение обоснованного знания о природной и социальной
реальности в целях её практического и духовного освоения.
Теория «Суперструн» - сформулирована для решения одной из
проблем современной физики – определённого противоречия теории
относительности и квантовой теории. Никому пока не удалось
создать квантовую теорию гравитации, которая объединила бы эти
две области знания. Согласно теории «Суперструн», Вселенная
состоит из мельчайших колеблющихся струн. Эти струны примерно в
100 млрд. раз меньше протона, который и сам более чем в млрд. раз
меньше метра. Кроме того, эти струны колеблются в десяти
измерениях. Различные резонансные колебания струн порождают
самые разнообразные фундаментальные частицы, как, например,
кварки, лептоны и электроны.
Теория вероятностей
- раздел математики, в котором
изучаются связи между вероятностями случайных событий. Она даёт
строгое математическое описание вероятностей каких–либо действий
или событий, имеющих тот или иной исход в каждом конкретном
случае.
Теория систем - рассмотрение функционально (материально–
энергетически и информационно) целостных совокупностей (систем)
как отдельностей, подчиняющихся единым законам, благодаря чему,
возможно их обобщенное изучение, в том числе на основе методов
моделирования.
Трофические цепь (цепь пищевая, цепь питания) - ряд видов
или их групп, каждое предыдущее звено в которых служит пищей для
следующего.
176
Ультрафиолетовое излучение - электромагнитное излучение,
длина волны которого короче длины волны видимого фиолетового
света.
Фазовые переходы
- переходы вещества из одной фазы в
другую (плавление, испарение, кристаллизация …).
Фен - наследуемый признак организма.
Фенотип
- совокупность всех фенов, сформировавшихся в
процессе его индивидуального развития.
Фермент - биологический катализатор; вещество, ускоряющее
биохимические реакции.
Филогенез
процесс исторического развития живых
организмов.
Флуктуация - случайное отклонение системы от равновесного
положения.
Фрейм - структура представления знаний, используемая для
описания характеристик объектов.
Функция
- отношение двух (группы) объектов, в котором
изменению одного из них сопутствует изменение другого.
Хромосома - материальная основа наследственности.
Цепная реакция - многостадийная реакция, в которой продукт
каждой предыдущей стадии является исходным реагентом
последующей.
Цитология - наука, изучающая строение, химический состав,
функции, индивидуальное развитие и эволюцию живых клеток.
Черная дыра - состояние звезды в результате гравитационного
коллапса, конечная стадия эволюции массивных звезд, предсказанная
на основе общей теории относительности. Никакое излучение фотонное, нейтринное или корпускулярное из такой звезды уже не
выходит и единственное, что остается от этой звезды для внешнего
мира, - это ее гравитационное поле.
Штамм - чистая культура микроорганизмов или вирусов одного
чётко выделенного и хорошо изученного вида, отличающегося от
других культур того же вида организмов рядом физиологических и
биохимических
свойств
(например,
чувствительностью
к
антибиотикам).
177
Эволюция
непрерывное, постепенное количественное
изменение. Необратимое и направленное историческое развитие
живой природы.
Эквивалентность - отношение типа равенства, общее название
для рефлексивных, симметричных и транзитивных отношений, таких
как подобие, изоморфизм и т. д.
Экзотермическая реакция
химическая реакция,
сопровождающаяся выделением теплоты.
Экология - часть биологии, изучающая отношения организмов
(особей, популяций, биоценозов) между собой и окружающей средой;
дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем
различного иерархического уровня.
Экосистема - вся совокупность взаимодействующих факторов
физического и биологического мира определённого участка
биосферы.
Экосфера - совокупность всех экосистем.
Эксперимент
- метод познания, при помощи которого в
контролируемых и управляемых условиях исследуются явления
действительности.
Электрон
- элементарная частица, несущая отрицательный
заряд. В атоме электроны расположены в оболочках, окружающих
ядро, и только электроны внешней оболочки принимают участие в
образовании химических связей.
Элиминация (в биологии) - гибель неприспособленных особей
в процессе борьбы за существование.
Энергия
- общая количественная характеристика (мера)
движения материи.
Энергетический обмен - это совокупность реакций,
сопровождающихся освобождением энергии, используемой клеткой
для энергообеспечения.
Энтропия - понятие термодинамики для определения меры
необратимого рассеяния энергии.
Эргономика - научная дисциплина, исследующая трудовые
процессы, в том числе их биологические составляющие, с целью
создания наилучших условий труда.
Этология - раздел зоологии, изучающий поведение животных в
естественных условиях обитания.
178
Эукариоты - все высшие организмы, клетки которых содержат
оформленное ядро, отделенное от цитоплазмы оболочкой.
Эфир - субстрат, который как считали физики девятнадцатого
века, заполняет всё пространство и служит средой для
распространения электромагнитных волн.
Ядерные силы - силы, действующие между нуклонами;
представляют собой проявление сильного взаимодействия - одного из
фундаментальных физических взаимодействий.
Ядро клетки
- клеточная структура, в которой хранится
наследственное вещество.
179
17. Персоналии
Авогадро Амедео (1776–1856) – итальянский физик и химик.
Ампер Андре Мари (1775–1836) – французский физик и
математик.
Аристотель (384–322 до н. э.) – древнегреческий философ, ученик
Платона, создатель формальной логики.
Аррениус Сванте Август (1859–1927) – шведский физик и химик.
Берталанфи Людвиг фон (1901–1972) – австрийский биолог.
Бойль Роберт (1627–1691) – английский физик и химик.
Больцман Людвиг (1844–1906) – австрийский физик.
Бор Нильс (1885–1962) – датский физик.
Борн Макс (1882–1970) – немецкий физик.
Браге Тихо (1546–1601) – датский астроном.
Брадлей Джеймс (1693–1762) – английский астроном.
Бройль Луи де (1892–1987) – французский физик.
Бруно Джордано (1548–1600) – итальянский философ и астроном.
Бутлеров Александр Михайлович (1828–1886) – русский химик.
Вавилов Николай Иванович (1887–1943) – русский ботаник и
генетик.
Вайнберг Стивен (р. 1933) – американский физик.
Вейсман Август (1834–1914) – немецкий зоолог.
Велер Фридрих (1800–1882) – немецкий химик и врач.
Вернадский Владимир Иванович (1863–1945) – русский философ
и естествоиспытатель.
Винер Норберт (1894–1964) – американский математик.
Галилей Галилео (1564–1642) – итальянский философ, физик и
астроном.
Гегель Георг Вильгельм Фридрих (1770–1831) – немецкий
философ, представитель объективного идеализма, создатель системы
панлогизма.
Гейзенберг Вернер (1901–1975) – немецкий физик.
Геккель Эрнст (1834–1919) – немецкий биолог.
Гелл-Манн Марри (р. 1929) – американский физик.
Гук Роберт (1635–1703) – английский естествоиспытатель и
биолог.
Гюйгенс Христиан (1629–1695) – нидерландский математик и
физик.
180
Дарвин
Чарльз
Роберт
(1809–1882)
–
английский
естествоиспытатель.
Декарт Ренэ (Картезий) (1596–1650) – французский философ,
представитель рационализма и дуализма Нового времени.
Дирак Поль Адриен Морис (1902–1984) – английский физик.
Дубинин Николай Петрович (1906–1998) – русский биолог и
генетик.
Дюбуа Эжен (1858–1940) – нидерландский антрополог.
Евклид (конец IV – 1-я пол. III в. до н. э.) – древнегреческий
математик.
Зюсс Эдуард (1831–1914) – австрийский геолог и палеонтолог.
Иогансен Вильгельм (1857–1927) – немецкий генетик.
Кант Иммануил (1724–1804) – немецкий философ, создатель
системы трансцендентального идеализма.
Кекуле Фридрих (1829–1896) – немецкий химик.
Кеплер Иоганн (1571–1630) – немецкий астроном и математик.
Коперник Николай (1473–1543) – польский философ и астроном.
Корренс Карл Эрих (1864–1933) – немецкий ботаник.
Крик Фрэнсс Харри Комптон (р. 1916) – английский физик и
микробиолог.
Кулон Шарль Огюстен (1736–1806) – французский физик.
Кун Томас Сэмюэл (1922–1996) – американский философ,
представитель постпозитивизма.
Лавуазье Антуан Лоран (1743–1794) – французский химик.
Лайель Чарльз (1797–1875) – английский геолог и
естествоиспытатель.
Лакатос Имре (1922–1974) – английский философ, представитель
постпозитивизма.
Ламарк Жан Батист Пьер (1744–1829) – французский биолог.
Лаплас Пьер Симон (1749–1827) – французский астроном,
математик и физик.
Лейбниц Готфрид Вильгельм (1646–1716) – немецкий философ,
представитель рационализма Нового времени.
Лики Луис Сеймур Базетт (1903–1972) – английский антрополог.
Линней Карл (1707–1778) – шведский биолог и натуралист.
Лобачевский Николай Иванович (1792–1856) – русский
математик.
Ломоносов Михаил Васильевич (1711–1765) – русский ученый и
философ.
181
Лоренц Конрад (1903–1989) – австрийский зоолог.
Лоренц Хендрик Антон (1853–1928) – нидерландский физик.
Майкельсон Альберт Абрахам (1852–1931) – американский
физик.
Максвелл Джеймс Кларк (1831–1879) – английский физик.
Мальтус Томас Роберт (1766–1834) – английский священник,
экономист и демограф.
Меллер Герман Джозеф (1890–1967) – американский генетик.
Менделеев Дмитрий Иванович (1834–1907) – русский химик.
Мендель Грегор Иоганн (1822–1884) – австрийский биолог и
генетик.
Миллер Стэнли (р. 1930) – американский биолог.
Минковский Герман (1864–1909) – немецкий математик.
Морган Томас (1866–1945) – американский биолог.
Ньютон Исаак (1643–1727) – английский физик и математик.
Пастер Луи (1822–1895) – французский физик.
Планк Макс Карл Эрнст Людвиг (1858–1947) – немецкий физик.
Поппер Карл (1902–1994) – английский философ, представитель
постпозитивизма.
Пригожин Илья Романович (р. 1917) – бельгийский физик и
химик.
Птолемей Клавдий (ок. 100-ок. 165) – античный астроном.
Пуанкаре Жюль Анри (1854–1912) – французский физик и
математик.
Райт Сьюалл (1889–1988) – американский генетик.
Резерфорд Эрнст (1871–1937) – английский физик.
Рентген Вильгельм Конрад (1845–1923) – немецкий физик.
Риман Георг Фридрих Бернхард (1826–1886) – немецкий
математик.
Салаш Абдус (р. 1926) – пакистанский физик.
Стертевант Альфред Генри (1891–1970) – американский генетик.
Уотсон Джеймс Дьюи (р. 1928) – американский биохимик.
Фарадей Майкл (1791–1867) – английский физик и химик.
Фейерабенд Пол Карл (1924–1994) – американский философ,
представитель постпозитивизма.
Фейнман Ричард Филлипс (1918–1988) – американский физик.
Филипченко Юрий Александрович (1882–1930) – русский биолог
и генетик.
182
Фишер Рональд Эйлмер (1890–1962) – английский математик и
генетик.
Фрейд Зигмунд (1856–1939) – австрийский психолог и психиатр,
основоположник психоаналитической философии.
Френель Огюстен Жан (1788–1827) – французский физик.
Фридман Александр Александрович (1888–1925) – русский
физик.
Фриз Хуго де (1848–1935) – нидерландский ботаник.
Хаббл Эдвин Пауэлл (1889–1953) – американский астроном.
Хакен Герман (р. 1927) – немецкий математик.
Хаксли Джулиан Сорелл (1887–1975) – английский биолог.
Хокинг Стивен (р. 1942) – английский физик.
Холдейн Джон Бердон Сандерсон (1892–1964) – английский
биолог и генетик.
Цвейг Джордж (р. 1937) – американский физик.
Чаргафф Эрвин (р. 1905) – американский биофизик.
Чермак Эрих (1871–1962) – австрийский биолог и генетик.
Четвериков Сергей Сергеевич (1880–1959) – русский генетик.
Чижевский Александр Леонидович (1897–1964) – русский биолог.
Шванн Теодор (1810–1882) – немецкий ботаник и гистолог.
Швингер Джулиус (р. 1918) – американский физик.
Шлейден Маттиас (1804–1881) – немецкий ботаник.
Шредингер Эрвин (1887–1961) – австрийский физик.
Энгельс Фридрих (1820–1895) – немецкий философ.
Эйнштейн Альберт (1879–1955) – немецкий физик.
Юнг Карл Густав (1875–1961) – швейцарский психолог, психиатр
и философ.
183
Заключение
Современную науку характеризует смена парадигм, то есть
сложившихся научных стереотипов. Смена научной парадигмы
определяется, в первую очередь, переходом от антропоцентризма к
биосфероцентризму,
усиливающими
процессами
интеграции
научного знания.
Современное естествознание представляет собой разветвленную
область научного знания о природе, характеризующуюся
одновременно идущими процессами научной дифференциации и
создания синтетических дисциплин и ориентированную на
интеграцию научных знаний. Каждая дисциплина естествознания
видит в природе свой аспект изучения. Это многообразие нашло свое
отражение в большом количестве концепций, посвященных
практически всем природным объектам, явлениям и процессам. Его
отличают ясное понимание целостности природы, эволюционный
подход к ее изучению и к осмыслению результатов исследований,
интенсивно идущие процессы интеграции разных научных
направлений. Системное изучение природы показывает, что материя
состоит из атомов и элементарных частиц; свойства объектов зависят
от количества и расположения элементарных частиц; Вселенная
возникла давно и с тех пор изменяется; клетка является единицей
всех живых организмов; все организмы появились в результате
естественного отбора. В целом мир многообразен и постоянно
находится в процессе превращения одних систем в другие. В то же
время общее состояние знаний о природных объектах приводит к
выводу, что мир до конца не познан и многие природные явления еще
не получили свое объяснение, так как для этого еще не сложились
предпосылки.
Сохранение высокого статуса фундаментальных исследований
сочетается с расширением разработок прикладного характера. В
будущем вряд ли человечество откажется от фундаментальных
исследований, не приносящих сиюминутных выгод, но требующих
значительных затрат, – освоения космического пространства,
изучения микромира и др. Тем не менее наиболее активно, вероятно,
будут развиваться те направления науки, которые предусматривают
удовлетворение
социальных
потребностей.
Среди
таких
перспективных направлений можно выделить следующие:
184
- развитие физики высоких энергий, способствующее уточнению
специфики элементарных частиц, приближающей к построению
единой теории поля;
- исследования в области термоядерного синтеза: их переход в
сферу прикладных разработок должны доказать эффективность и
безопасность функционирования промышленных термоядерных
реакторов;
- химические исследования, обеспечивающие выход на уровень
масштабного получения природных соединений, что будет
способствовать смягчению проблемы мирового ресурсного дефицита;
- прогноз и предотвращение возможных экологических
последствий конкретных научных и технологических разработок,
которые обеспечиваются в процессе взаимосвязи фундаментальных и
прикладных исследований.
Усиливающая тенденция к интеграции естественных наук
позволяет предположить, что в дальнейшем на какой-то более
глубокой основе будут объединены все науки о неживой и живой
природе. Естествознание, вероятно, будет выступать как единая и
многогранная наука о природе.
Учитывая динамизм науки, довольно трудно реально оценить ее
будущее. При этом можно отметить следующие прогностические
тенденции научного развития:
- повышение статуса науки в динамике цивилизационного
процесса; именно с развитием научного знания складываются
позитивные перспективы цивилизации;
- сочетание продолжающейся дифференциации естественных,
технических и гуманитарных наук с усилением интегративных
тенденций; интеграция системы научного знания в целях разрешения
противоречий глобального масштаба;
- переход лидерства к системе наук о человеке и биосфере: с
одной стороны, сохраняются активные познавательные и
деятельностные функции человека, а с другой стороны, его
активность ограничивается необходимостью сохранения равновесия
естественных экосистем;
- реализация динамизма науки в рамках стратегии устойчивого
развития, обеспечивающей ее прорыв в непознанное при сохранении
сложившихся фундаментальных ценностей.
Когда современная наука на переднем крае своего поиска
поставила в центр исследований уникальные, исторически
185
развивающиеся системы, в которые в качестве особого компонента
включен сам человек, то требование экспликации ценностей в этой
ситуации не только не противоречит традиционной установке на
получение объективно-истинных знаний о мире, но и выступает
предпосылкой реализации этой установки. Есть все основания
полагать, что по мере развития современной науки эти процессы
будут усиливаться.
Техногенная цивилизация ныне вступает в полосу особого типа
прогресса, когда гуманистические ориентиры становятся исходными
в определении стратегий научного поиска.
Динамика развития современной науки столь впечатляюща, что
мышление вынуждено приспосабливаться к смене научных парадигм
еще при жизни одного поколения. Это свидетельствует о
непреходящей ценности и значимости науки – связующего моста
между прошлым и будущим современной культуры.
И видимо, серьезные достижения в современном естествознании
наиболее вероятны при успешном сочетании всесторонних знаний,
накопленных в течение продолжительного времени и в физике, и в
химии, и в биологии, и во многих других естественных науках.
186
НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА»
(ИНЭП) ОРЕХОВО-ЗУЕВСКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра общих математических и естественнонаучных дисциплин
«Концепции современного естествознания»
Учебно-методическое пособие для студентов всех форм обучения
г. Москва
2012г.
187
АВТОР: к.г.н., доцент Андреев М.Д.
РЕЦЕНЗЕНТЫ: д.г.н. Кочуров Б.И.
к. ф-м. н. доцент Акимов Д.Н.
к.х.н., доцент Денисов А.Н.
Учебно-методическое пособие одобрено и утверждено на заседании
Методического Совета ИНЭП
Протокол № от
188