
- •В. А. Игнатова концепции современного естествознания Учебное пособие
- •Предисловие
- •I. Методические материалы к самостоятельному изучению дисциплины программа курса «концепции современного естествознания» Пояснительная записка
- •Содержание дисциплины
- •Естествознание - система наук о природе
- •2 Естественнонаучная картина мира
- •3.Основополагающие концепции современного естествознания
- •4. Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •Тематический план изучения дисциплины
- •Темы практических занятий
- •Тема 1. Естественнонаучная картина мира
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Тема 2. Основополагающие концепции современного естествознания
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Методические указания по самостоятельному изучению теоретической части дисциплины
- •Методические указания по подготовке к практическим занятиям
- •Методические указания по подготовке к текущему контролю знаний и итоговой аттестации (экзамен или зачет)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тесты для самоконтроля
- •2. Слово «концепция» пришло из:
- •3. Принцип соответствия утверждает:
- •Критерии итоговой аттестации
- •Вопросы для размышления и творческие задания
- •Тематика контрольных работ
- •Основополагающие концепции современного естествознания
- •Системный подход к описанию окружающего мира
- •Самоорганизация и эволюция Земли
- •Перечень вопросов к итоговой аттестации
- •Ключи к тестам
- •Учебники и учебные пособия для подготовки к итоговой аттестации
- •Дополнительная литература
- •II. Теоретическая часть
- •1. Естествознание - система наук о природе
- •1.1. Природа и способы ее постижения
- •1.1.1 Природа как целостная система
- •1.1.2. Человек как познающий субъект природы
- •1.1.3. Мифология, религия, искусство, наука как компоненты культуры и способы постижения природы
- •1.1.4 Познание, мировоззрение и картина мира
- •1.1.5 Мировоззрение и культура
- •1.2 Наука и научный метод познания
- •Наука как компонент культуры
- •Наука как способ объективного познания
- •1.2.1 Наука как компонент культуры
- •1.2.2 Наука как способ объективного познания
- •1.2.3 Динамика научного познания
- •1.2.4. Научная картина мира
- •1.3 Естествознание в системе науки
- •1.3.1 Дифференциация наук
- •1.3.2 Естествознание как иерархия наук о природе
- •1.3.3. Естествознание и социальная жизнь общества
- •1.3.4 Проблема интеграции естественнонаучного и гуманитарного знания
- •2. Естественнонаучная картина мира
- •2.1 Структура естественнонаучной картины мира
- •1. Составляющие естественнонаучной картины мира
- •Фундаментальные понятия естествознания
- •2.1.1 Составляющие естественнонаучной картины мира
- •2.1.2 Фундаментальные понятия естествознания
- •1. Материя и формы ее существования: вещество и поле
- •2. Атрибуты материи: отражение и движение
- •3. Пространство и время
- •2.1.3 Фундаментальные законы природы и основополагающие принципы естествознания
- •1.Фундаментальные законы природы
- •2. Основополагающие принципы естествознания
- •2.2. Эволюция естествознания
- •Доклассический период развития науки
- •Классическая наука
- •Неклассическая наука
- •2.2.1 Доклассический период развития науки
- •1. Научные программы античности
- •2. Средневековая наука
- •2.2.2. Классическая наука
- •1.Естествознание в «Новое время»
- •2. Естествознание XIX века
- •3. Кризис классической науки
- •2.2.3 Неклассическая наука
- •1. Релятивистская картина мира
- •2. Квантово-полевая картина мира
- •3. Строение материи и физика элементарных частиц
- •4. Соотношение классической, релятивистской и квантовой картин
- •5. Постнеклассическая наука
- •3. Основополагающие концепции современного естествознания
- •3. 1 Элементы теории систем
- •3. 1. 1 Системный подход к описанию окружающего мира
- •3. 1. 2 Классификации социоприродных систем
- •3. 1. 3 Свойства открытых систем
- •3. 1. 4 Системная модель мира
- •3. 2 Самоорганизация и эволюция сложных систем, далеких от равновесия
- •Общие представления
- •Роль случайного в поведении сложных систем
- •Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •3. 2. 1 Общие представления
- •3. 2. 2 Роль случайного в поведении сложных систем
- •3. 2. 3 Элементы теории самоорганизации систем
- •1. Фазовое пространство и фазовые траектории
- •2. Точка бифуркации
- •3. Фракталы и аттракторы
- •4. Сценарий самоорганизации сложных систем
- •3. 2. 4 Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •1. Синергетическая картина мира
- •2. Универсальный эволюционизм
- •3. 3 Элементы теории управления
- •1. Самоорганизация и организация
- •Контур с обратной связью
- •Управленческая деятельность
- •3. 3. 1 Самоорганизация и организация
- •3.3.2. Контур с обратной связью
- •3.3.3. Управленческая деятельность
- •3. 4 Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •3. 4. 1 Самоорганизация и эволюция вселенной
- •1. Структура Вселенной
- •2. Гипотеза Большого Взрыва
- •3. Образование галактик
- •4. Химическая эволюция
- •5. Будущее Вселенной
- •3. 4. 2 Эволюция звезд и звездно-планетных систем
- •1. Эволюция звезд
- •2. Солнце
- •3. Планеты Солнечной системы
- •3. 4. 3 Самоорганизация и эволюция земли
- •1. Общая характеристика планеты
- •2. Физические оболочки Земли
- •3. Геосфера
- •4. Биосфера
- •3. 4. 4 Самоорганизация и эволюция живого вещества
- •1. Общие представления
- •2. Гипотезы о происхождении жизни на Земле
- •3. Биологическая эволюция и концепция генетики
- •4. Антропный принцип и проблемы происхождения жизни
- •3. 4. 5 Самоорганизация и антропогенез
- •1. Природа человека
- •2. Современные представления о происхождении и эволюции человека
- •3. Эволюция головного мозга и развитие психики
- •Генетическая программа человека и природа интеллектуальных способностей
- •3. 4. 6 Самоорганизация, организация и социогенез
- •1. Краткий исторический экскурс
- •2. Системно-синергетический подход к описанию социальных систем
- •3. Антропосоциогенез и формирование глобальных экологических проблем
- •4. Новые цивилизационные модели и перспективы человека
- •Заключение
- •Глоссарий
3. Планеты Солнечной системы
Протопланетное облако за это время превратилось в кольцо, в котором активно протекали процессы конденсации и аккумуляции пылинок и разогрев образовавшихся уплотненных тел. Под влиянием вращения всей системы и солнечной энергии в разных частях кольца образовались неоднородности разнообразного состава. При этом образование планет земной группы и планет-гигантов шло по-разному. В процессе химической эволюции планет земной группы вначале конденсировались наиболее тугоплавкие элементы, обогащая их железо-никелевыми соединениями. Вокруг них сосредотачивались силикатные породы, а позднее более легкие вещества и летучие соединения. Несмотря на схожесть механизмов их образования имеются и существенные различия. Это, прежде всего, различия атмосфер. Так Меркурий практически ее не имеет. В отличие от азотно-кислородной атмосферы Земли, атмосферы Венеры и Марса состоят в основном из диоксида углерода. Более того, атмосфера Венеры насыщена парами серной и соляной кислот. При этом атмосферное давление у поверхности Венеры в 90 раз больше, а у Марса в 150 раз меньше, чем у поверхности Земли. Планеты различаются по своим магнитным свойствам, тектонической деятельности, температурным режимам и структуре поверхности.
Сравнительная характеристика планет Солнечной системы приведена в таблице.
Планета |
R от Солнца в а. е. |
средний радиус в км |
М в m Земли |
Период вращения вокруг собственной оси |
Период обраще ния вокруг Солнца в земных годах |
Орбитал. Скор. в км/с |
Накклон оси к плоскости орбиты в о |
Число спутни ков |
Атмосфера |
Меркурий |
0,39 |
2440 |
0,06 |
59 сут |
0,24 |
47,9 |
89 |
- |
следы |
Венера |
0,72 |
6050 |
0,82 |
243 сут |
0,62 |
35 |
-87 |
- |
о. плотн |
Земля |
1 |
6378 |
1 |
24 час |
1 |
29,8 |
66 |
1 |
плотн |
Марс |
1,52 |
3397 |
0,11 |
24 час |
1,88 |
24,1 |
66 |
2 |
разреж |
Юпитер |
5,20 |
69900 |
318 |
10 час |
11,86 |
13,1 |
87 |
16 |
о. плотн |
Сатурн |
9,54 |
58000 |
95 |
10 час |
29,46 |
9,6 |
63 |
17 |
о. плотн |
Уран |
19,2 |
25400 |
14 |
11 час |
84 |
6,8 |
-8 |
16 |
о. плотн |
Нептун |
30,1 |
24300 |
17 |
15,8 час |
165 |
5,4 |
61 |
8 |
о. плотн |
Плутон |
39,5 |
1140 |
0,002 |
6,4 сут |
247 |
4,7 |
15? |
1 |
|
Если становление планет земной группы произошло в те же первые сто миллионов лет, то образование гигантов затянулось на более длительное время. С ростом расстояния от Солнца ослабляется интенсивность его излучения, что ведет к значительному снижению температуры на периферии системы (около 20 и ниже К). Выдуваемые солнечным ветром, легкие газы при таких температурах замерзают сжижаются и превращаются в лед. Показано, что все гиганты не имеют твердой поверхности. Например, атмосфера Юпитера состоит из водорода, который вследствие повышения давления по мере погружения в глубину плавно переходит в жидкую, а затем твердую металлическую фазу. В таком состоянии водород обладает высокой электропроводностью, а возникающие в результате быстрого вращения планеты токи порождают мощные магнитные поля. Все планеты-гиганты имеют большое количество спутников и кольца, состоящие из газа, пыли и мелких тел.
Возможно, что вокруг некоторых звезд окраинного пояса Млечного пути тоже существуют планетные системы, но с уверенностью об этом сказать что-либо определенное трудно. Пока человечество может исследовать лишь одну планетную систему — Солнечную.
Ведущие идеи:
— звездно-планетные комплексы как самоорганизующиеся системы;
— зависимость особенностей планет от характера физико-химических процессов в разных частях Солнечной системы.