
- •Классификация наук. Гуманитарные, естественные и технические науки, их особенности. Эмпирические и теоретические аспекты науки.
- •Принципы научного познания: принцип верификации, фальсификации, соответствия
- •Свойства научного знания: достоверность, системность, объективность.
- •Методы научного познания: анализ, синтез, индукция, дедукция, абстрагирование, обобщение, конкретизация, моделирование
- •Функции науки: познавательная, практическая, образовательная, мировоззренческая.
- •Формы научного знания: гипотеза, закон, теория. Примеры.
- •Учение о материи. Атомистическая программа Демокрита и континуальная программа Аристотеля.
- •Рождение науки. Аристотель: концепция близкодействия. Пространство и время в натурфилософской картине мира Аристотеля. Представления Аристотеля о Вселенной.
- •8. Классическое естествознание. Механическая картина мира. Ньютон, законы Ньютона.
- •Абсолютное пространство и абсолютное время в механической научной картине мира
- •Понятие симметрии в естествознании. Теорема Нетер. Свойства пространства и времени: однородность, изотропность. Связь законов сохранения энергии и импульса с однородностью времени и пространства.
- •Постулаты специальной теории относительности. Инварианты сто.
- •Единство пространства и времени в сто
- •Принцип относительности. Все инерциальные системы отсчета равноправны. Во всех инерциальных системах отсчета не только механические, но и другие явления природы протекают одинаково.
- •Принцип постоянства скорости света (порождает принцип причинности). Во всех инерциальных системах отсчета скорость света в вакууме одинакова и равна м/с.
- •Критерии, определяющие уровни организации материи: микро-, макро- и мегамир: соизмеримость данного уровня с масштабами человека, соответствие фундаментальным взаимодействиям.
- •Динамические и статистические закономерности в природе. Механический детерминизм Ньютона. Статистическое описание системы многих частиц (идеальный газ, статистика Максвелла). Понятие вероятности.
- •14. Основные понятия термодинамики. Первый закон термодинамики.
- •Первое начало термодинамики
- •15. Понятие энтропии. Принцип возрастания энтропии. Второй закон термодинамики.
- •14. Принцип неопределённостей Гейзенберга. Квантовая механика. Вероятностное описание поведения частиц микромира с помощью квантовой механики.
- •15. Принцип копрускулярно-волнового дуализма
- •Космология — изучение Вселенной и метагалактик
- •Небулярная теория Канта-Лапласа. Теория Большого взрыва. Превращение энергии в вещество.
- •Возраст Вселенной, Солнца и Земли. Крупномасштабная однородность Вселенной. Эмпирические доказательства расширения Вселенной.
- •Обобщённая модель эволюции Вселенной. Тёмная материя и тёмная энергия.
- •Теория происхождения Солнечной системы. Особенности солнечной системы.
- •Закономерности эволюции звёзд. Источники энергии свечения звёзд.
- •Химические системы. Катализаторы — эволюционирующие вещества.
- •Концепции происхождения жизни: креационизм, постоянное саморождение, панспермия. Теория биохимической эволюции Опарина.
- •Синтетическая теория эволюции. Популяция как элементарная единица эволюции.
- •Синергетика — наука о самоорганизации сложных систем. Закономерности самоорганизации.
- •Человек в биосфере
Синтетическая теория эволюции. Популяция как элементарная единица эволюции.
Синтетическая теория эволюции (также современный эволюционный синтез) — современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие.
следующих основных положений:
-элементарной единицей эволюции считается локальная популяция;
-материалом для эволюции являются мутационная и рекомбинационная изменчивость;
-естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, -видообразования и происхождения надвидовых таксонов;
-дрейф генов и принцип основателя выступают причинами формирования нейтральных признаков;
-вид есть система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, и каждый вид экологически обособлен;
-видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции.
В природных популяциях широко распространены потенциально преадаптивные мутации. Этот тип мутаций играет важнейшую роль в макроэволюции, особенно в периоды резких средовых перемен.
Синергетика — наука о самоорганизации сложных систем. Закономерности самоорганизации.
Синерге́тика (от греч. συν- — приставка со значением совместности и греч. ἔργον — «деятельность») — междисциплинарное направление науки, изучающее общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах (физических, химических, биологических, экологических, социальных и других) на основе присущих им принциповсамоорганизации[1].
Главная идея синергетики — идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Решающим фактором самоорганизации является образование петли положительной обратной связи системы и среды. При этом система начинает самоорганизовываться и противостоит тенденции ее разрушения средой. Например, в химии такое явление называют автокатализом. В неорганической химии автокаталитические реакции довольно редки, но, как показали исследования последних десятилетий в области молекулярной биологии, петли положительной обратной связи (вместе с другими связями — взаимный катализ, отрицательная обратная связь и др.) составляют саму основу жизни (см. 13.3.5).
Самоорганизующиеся системы — это обычно очень сложные открытые системы, которые характеризуются огромным числом степеней свободы. Однако далеко не все степени свободы системы одинаково важны для ее функционирования. С течением времени в системе выделяется небольшое количество ведущих, определяющих степеней свободы, к которым «подстраиваются» остальные. Такие основные степени свободы системы получили название аттракторов. Аттракторы характеризуют те направления, в которых способна эволюционировать открытая нелинейная среда. (В закрытой системе аттрактор один, и он определяется вторым началом термодинамики — максимальная энтропия.) Иначе говоря, аттракторы — это те структуры (и цели), по направлению к которым протекают процессы самоорганизации в нелинейных средах. Для наглядной иллюстрации понятия аттрактора часто используют образ конуса «воронки», который втягивает в себя траектории эволюции нелинейной системы.
В процессе самоорганизации возникает множество новых свойств и состояний. Очень важно, что обычно соотношения, связывающие аттракторы, намного проще, чем математические модели, детально описывающие всю новую систему. Это связано с тем, что аттракторы отражают содержание оснований неравновесной системы. Поэтому задача определения аттракторов — одна из важнейших при конкретном моделировании самоорганизующихся систем.
Становление самоорганизации во многом определяется характером взаимодействия случайных и необходимых факторов системы и ее среды. Система самоорганизуется не гладко и просто, не неизбежно. Самоорганизация переживает и переломные моменты — точки бифуркации. Вблизи точек бифуркаций в системах наблюдаются значительные флуктуации, роль случайных факторов резко возрастает.
В переломный момент самоорганизации принципиально неизвестно, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности и организации (фазовые переходы и диссипативные структуры — лазерные пучки, неустойчивости плазмы, флаттер, химические волны, структуры в жидкостях и др.). В точке бифуркации система как бы колеблется перед выбором того или иного пути организации, пути развития. В таком состоянии небольшая флуктуация (момент случайности) может послужить началом эволюции (организации) системы в некотором определенном (и часто неожиданном или просто маловероятном) направлении, одновременно отсекая при этом возможности развития в других направлениях.
Переход от Хаоса к Порядку вполне поддается математическому моделированию. Более того, в природе существует не так уж много универсальных моделей такого перехода. Качественные переходы в самых разных сферах действительности (в природе и обществе — его истории, экономике, демографических процессах, духовной культуре и др.) подчиняются подчас одному и тому же математическому сценарию.