Примерное содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира

Тема 1. Научный метод познания. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

Методология. Свойства научного знания: Эмпирическое и теоретическое познание. Методы научного познания. Научная теория. Область применимости теории. Принцип соответствия

Естествознание как комплекс наук о природе (естественных наук). Дифференциация наук. Интеграция наук. Биоэтика, её основные проблемы. Псевдонаука как имитация научной деятельности.

Тема 2. Развитие научных исследовательских программ и картин мира (история естествознания, тенденции развития)

Развитие научных исследовательских программ и картин мира (история естествознания, тенденции развития). Научная (исследовательская) программа. Древняя Греция: появление программы рационального объяснения мира. Принцип причинности в первоначальной форме.

Научная картина мира как образно-философское обобщение достижений естественных наук. Научные картины мира: механическая, электромагнитная, неклассическая (1-я половина XX в.), современная эволюционная.

Тема 3. Развитие представлений о материи

Абстракция материи. Механическая картина мира. Материальная точка. Атомно-молекулярное учение.

Электромагнитная картина мира. Волна как распространяющееся возмущение физического поля.

Современная научная картина мира: три формы материи — вещество, физическое поле, физический вакуум

Тема 4. Развитие представлений о движении

Описание механического движения материальной точки: координаты, скорость, траектория. Законы Ньютона.

Электромагнитная картина мира. Понятие состояния системы как совокупности данных, позволяющих предсказать её дальнейшее поведение.

Многообразие форм движения, их качественные различия и несводимость друг к другу. Современная научная картина мира: эволюция как универсальная форма движения материи

Тема 5.. Развитие представлений о взаимодействии

Возникновение концепции взаимодействия (третий закон Ньютона). Электромагнитная картина мира: открытие второго фундаментального взаимодействия (электромагнитное).

Современная научная картина мира: четыре фундаментальных взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое).

Фундаментальные взаимодействия, преобладающие между объектами: микромира (сильное, слабое и электромагнитное); макромира лектромагнитное); мегамира (гравитационное).

Раздел. 2. Пространство, время, симметрия

Тема 6. Принципы симметрии, законы сохранения Эволюция представлений о пространстве и времени

Понятие симметрии в естествознании: инвариантность относительно тех или иных преобразований. Симметрии пространства и времени. Теорема Нётер как общее утверждение о взаимосвязи симметрий с законами сохранения.

Эволюция представлений о пространстве и времени. Понимание пространства и времени как системы отношений между материальными телами.

Опыт Майкельсона-Морли. Современная научная картина мира: признание тесной взаимосвязи между пространством, временем, материей и её движением

Тема 7. Специальная и общая теория относительности

Принцип относительности Галилея. Принцип относительности Эйнштейна. Постулаты Эйнштейна как проявление симметрий пространства и времени. Соответствие специальной теории относительности (СТО) и классической механики.

Общая теория относительности (ОТО): распространение принципа относительности на неинерциальные системы отсчета. Принцип эквивалентности. Соответствие ОТО и классической механики. Эмпирические доказательства ОТО.

Раздел 3. Структурные уровни и системная организация материи

Тема 8. Микро-, макро-, мегамиры

Вселенная в разных масштабах: микро-, макро- и мегамир. Основные структуры микромира: элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы.

Основные структуры мегамира: планеты, звёзды, галактики. Звезда как небесное тело. Атрибуты планеты. Галактики. Пространственные масштабы Вселенной. Вселенная, Метагалактика, разница между этими понятиями

Тема 9. Системные уровни организации материи

Целостность природы. Системность природы. Аддитивные свойства систем (аддитивность). Интегративные свойства систем (интегративность).

Взаимосвязь системных уровней материи: физического, химического, биологического, социального. Редукционизм и витализм

Тема 10. Структуры микромира. Процессы в микромире

Элементарные частицы. Фундаментальные частицы. Принцип Паули. Классификация элементарных частиц. Физическое поле как совокупность реальных и виртуальных частиц. Физический вакуум

Взаимопревращения элементарных частиц. Естественная радиоактивность — явление самопроизвольного распада атомных ядер, его вероятностный характер. Основные виды радиоактивного распада.

Термоядерные реакции.

Тема 11. Химические системы. Реакционная способность веществ

Атом. Изотопы. Дискретность электронных состояний в атоме. Организация электронных состояний атома в электронные оболочки. Химический элемент. Молекула. Вещества: простые и сложные (соединения). Понятие о качественном и количественном составе вещества. Периодический закон Д. И. Менделеева.

Химический процесс. Понятие о химической кинетике. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа. Состояние равновесия и условия его смещения: принцип Ле Шателье

Тема 12. Особенности биологического уровня организации материи

Системность живого. Иерархическая организация природных биологических систем.

Химический состав живого: элементы-органогены, макроэлементы, микроэлементы, их основная роль. Вода, ее роль для живых организмов. Особенности органических биополимеров. Симметрия и асимметрия живого.

Гомеостаз. Специфические свойства ферментативного катализа.

Тема 13. Принципы воспроизводства живых систем

Белки как высокомолекулярные соединения с особым комплексом свойств. Липиды и их функции: энергетическая, структурная (липидные мембраны). Углеводы и их функции. Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды) - ДНК, РНК. Генетический код.

Раздел 4. Порядок и беспорядок в природе

Тема 14. Динамические и статистические закономерности

Детерминизм как идея полной предопределённости всех будущих событий. Детерминистское описание мира: динамическая теория, которая однозначно связывает между собой значения физических величин, характеризующих состояние системы.

Описание систем с хаосом и беспорядком: статистическая теория, которая однозначно связывает между собой вероятности тех или иных значений физических величин.

Тема 15. Концепции квантовой механики

Корпускулярные свойства света. Корпускулярно-волновой дуализм как всеобщее свойство материи.

Соотношение неопределенностей Принцип дополнительности. Статистический характер квантового описания природы. Соответствие квантовой и классической механики.

Тема 16. Принцип возрастания энтропии

Формы энергии: тепловая, химическая, механическая, электрическая. Первый закон термодинамики. Изолированные и открытые системы. Термодинамическое равновесие. Второй закон термодинамики как принцип возрастания энтропии в изолированных системах.

Энтропия как мера молекулярного беспорядка. Второй закон термодинамики как принцип нарастания беспорядка и разрушения структур. Закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии. Термодинамика жизни: добывание упорядоченности из окружающей среды