Тема 3. Трансдисциплинарные подходы в естествознании.

Естествознание как трансдисциплинарная область научного знания. Междисциплинарные и трансдисциплинарные отношения. Универсальность трансдисциплинарных идей в естествознании. Соотношение трансдисциплинарных подходов и дисциплинарных концепций. Трансдисциплинарная идея целостности Природы. Геосистемы и экосистемы. Проблемы экологии как результат нарушения целостности природы.

Трансдисциплинарная идея экспериментальной достоверности. Подходы к проблеме объективности и точности измерения. Независимость и аддитивность измеряемых характеристик. Влияние прибора на процесс измерений. Проблема точности измерений и статистической обработки экспериментальных результатов. Взаимосвязь теории и эксперимента. Наблюдение, измерение и лабораторный эксперимент в естествознании. Реальные и мысленные эксперименты. Прямые и косвенные измерения. Смысл измерения и выбор эталона. Многократные измерения, понятие ансамбля. Погрешности реальных измерений. Средние значения и отклонения от них. Эксперимент как средство оценки качества теоретического знания. Соотношение наблюдаемого и действительного. Проблема интерпретации эксперимента.

Системный подход. Понятие о системе. Идеи А.А. Богданова, В.И. Вернадского, Т. Котарбиньского, Л. фон Берталанфи и др. Понятия: «целостность», «структура», «связь», «элемент» и др. Классификации систем. Этапы исследования и свойства систем. Единство системы и его окружения. Внутренняя структура системы и устойчивость как проявления сложности. Взаимодействия и типы связей в системе “объект - окружение”. Принцип коэволюции системы и окружающей среды. Модельный характер естествознания. Модели систем и системы моделей. Модельность описания и иерархичности моделей Природы. Обоснование модельного характера естествознания. Определение модели и их сущность. Типология моделей в науке. Картина мира как модель.

Теория катастроф. Взгляды на нестабильность – от Пуанкаре до наших дней. Бифуркации и историчность развития. Границы применимости теории катастроф, признаки и проблема предсказуемости катастроф. Признаки (флаги) катастроф. Природные и социальные приложения. Наследственность, изменчивость, отбор в естествознании, роль флуктуаций. Бифуркационное дерево как модель эволюции природы, человека, общества. Элементарная теория катастроф Р. Тома и В. Арнольда. Модели катастроф. Природные и социальные приложения.

Тема 4. Пространство и время в естествознании

Трансдисциплинарность идеи пространственно-временных отношений в естествознании. Движение как перемещение в пространстве и как изменение. Концепция единства пространственно-временных отношений в природе. Представления о пространстве. Пространственные отношения в природе. Физический и геометрический подходы к описанию сущности пространства. Проблема однородности и изотропности пространства. Взгляды Р. Декарта, И. Ньютона, Г.В. Лейбница, А. Эйнштейна, Н.И. Лобачевского, Б. Римана, Я. Больяйи, А. Пуанкаре. Особенности организации пространства в живых системах. Мерность пространства. Методы оценки про­странства. Линейка как прибор. Масштабы пространства. Шкала расстояний. Методы оценки расстояний в пределах Земли, в Солнечной системе, в Галактике, в Мета­галактике. Оценка размеров Вселенной.

Представления о времени в естествозна­нии. Взгляды Р. Декарта, И. Ньютона, А. Эйнштейна. Эксперименты Н.А. Козырева. Внешнее и внутреннее время системы. Модели времени. Длительность и возраст. Динамика и эволюция. Расписание и хронология. Обратимые и необратимые процессы в неживой природе. Рождение, функционирование и гибель живых объектов. Событие и процесс. Мир событий при малых и больших скоростях. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна. Время в биологии. Индивидуальное и астрономическое время. Цикличность процессов в живом организме. Биологические часы. Циклические и необратимые процессы в живых системах. Биологический возраст. Жизненный цикл организма. Интерпретации старения и смерти организма. Мерность времени. Приборы для измерения времени. Масштабы времени. Системы летосчисления. Методы оценки времени, которое соизмеримо с длительностью жизни человека. Историческое время. Геологическое время. Астрономическое время.