2.3. Научный метод.

Понятие метода и методологии. Классификация методов научного познания (эмпирический, теоретический и общенаучные методы научного познания).

Взаимосвязь теории и эксперимента. Наблюдение, измерение и лабораторный эксперимент в естествознании. Реальные и мысленные, исследовательские и подтверждающие эксперименты. Прямые и косвенные измерения. Смысл измерения и выбор эталона. Единицы измерения и системы единиц. Основные и производные единицы измерения. Проблема точности реальных измерений и статистической обработки экспериментальных результатов. Прибор как идеальный канал связи между исследователем и объектом. Воспроизводимость результатов естественно-научного эксперимента.

Характерные черты научного метода. Истинность и полнота научной картины мира.

2.4. Естественно-научная и гуманитарная культуры.

Наука и искусство. Гуманитарные науки и естественно-научное знание. Две культуры как отражение двух типов мышления. Вклад естественно-научной культуры в создание искусственной среды обитания человека. Процесс изучения природы как средство духовного развития человека. Идейный вклад естествознания в развитие культуры мышления человечества. Естествознание как феномен общечеловеческой культуры. Проблема двух культур и современный цивилизационный кризис. Дополнительность естественнонаучного и гуманитарного стилей мышления.

2.5. Иерархия и эволюция природных структур.

Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы (картины) мира, множественность миров, механистическая картина мира, диалектизация естествознания.

Космология. Концепции возникновения и эволюции Вселенной. «Горячее» рождение Вселенной; сценарии хаотической инфляции и Большого Взрыва. Нестационарность однородной Вселенной (закон Хаббла). Основные положения концепции «Большого взрыва». Строение Вселенной. Метагалактика. Виды Галактик. Наша Галактика. Звезды, классификация звезд и их эволюция, поколения звезд. Формирование Солнечной системы из протосолнечной туманности. Строение Солнечной системы. Законы Кеплера. Формирование планеты Земля, ее строение и эволюция. Современные концепции развития геосферных оболочек. Литосфера как абиотическая основа жизни. Экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая.

Иерархическая структура организации неживой материи – элементарные частицы, атом, молекула, вещество, макромир, мегамир. Распределение химических элементов во Вселенной.

2.6. Концепция воздействия и взаимодействия в физике. Фундаментальные взаимодействия в природе.

Взаимодействие при контакте и на расстоянии. Механизм передачи взаимодействий. Принцип близкодействия: переносчики взаимодействия, время запаздывания. Приближение дальнодействия.

Движение как перемещение в пространстве и как изменение. Отношения «раньше-позже» и «прошлое-будущее». Представления Аристотеля о двух типах движения и их отражение в современном естествознании. Приборы для измерения времени. Системы летосчисления. Модели времени в естествознании. Длительность и возраст; динамика и эволюция. Движение как взаимосвязь пространственных и временных отношений.

Универсальные характеристики модели корпускулы. Масса как мера инертности и гравитации. Принцип эквивалентности. Инвариантность и сохранение массы.

Понятие инерциальной системы отсчета. Поступательное движение. Законы Ньютона (Классическая концепция Ньютона). Область применимости законов Ньютона. Модель несвободной частицы и законы динамики. Силы в природе, принцип суперпозиции. Скорость и импульс тела. Система материальных точек, закон изменения и сохранения импульса системы. Реактивное движение.

Вращательное движение. Момент инерции, момент силы, момент импульса. Основной закон динамики вращательного движения. Закон сохранения и изменения момента импульса системы. Гироскоп и современная навигация. Прецессия – от планет до элементарных частиц.

Работа и энергия. Кинетическая энергия потенциальная энергия, механическая энергия. Закон сохранения и изменения механической энергии.

Гравитационное взаимодействие.

Закон всемирного тяготения. Свойства гравитационного взаимодействия. Гравитон. Ускорение свободного падения. Поле как форма материи.

Электромагнитное взаимодействие.

Электростатическое взаимодействие. История наблюдения электростатического взаимодействия. Заряд. Элементарный заряд. Закон Кулона. Основные характеристики электростатического поля (напряженность, электрическое смещение и потенциал). Принцип суперпозиции. Электростатические поля в быту и природе.

Электрический ток. Законы постоянного тока.

Магнитное взаимодействие. История наблюдения магнитного взаимодействия. Магнитное поле. Источники магнитного поля. Основные характеристики магнитного поля. Принцип суперпозиции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Контур с током и магнитная стрелка в однородном магнитном поле. Магнитное поле Земли. Элементарный магнитный заряд. Магнитные поля в быту и природе.

Закон Фарадея. Правило Ленца и закон сохранения энергии. Явление самоиндукции.

Уравнения Максвелла и материальные уравнения среды (Сущность электромагнитной теории Максвелла). Вихревое электрическое поле. Электромагнитное взаимодействие. Свойства электромагнитного взаимодействия. Электромагнитные волны. Многообразие диапазонов электромагнитного излучения. Фотон. Электромагнитные волны: технические и медицинские приложения.

Внутриядерные взаимодействия.

Эволюция представлений о строении ядра атома. Сильное и слабое взаимодействия. Элементарные частицы. Теория великого объединения всех взаимодействий на ранних стадиях эволюции Вселенной.