- •1.1 Наука – часть общечеловеческой культуры
- •1.1.1 Наука. Гуманитарное и естественнонаучное знание
- •1.1.2 Характерные черты современной науки. Элементы научной деятельности
- •1.1.3 Научный метод. Этапы получения научного знания
- •Контрольные вопросы
- •1.2 Развитие естествознания и технологий
- •1.2.1 Научные революции
- •1.2.2 Основные черты современной научной картины мира
- •1.2.3 Тенденции и темпы развития естествознания
- •1.2.4 Естествознание и технологии
- •Контрольные вопросы
- •2.1 Механическое движение
- •2.1.1 Механическое движение и его виды
- •2.1.2 Кинематические характеристики механического движения
- •2.1.3 Динамика поступательного движения
- •2.1.4 Динамика вращательного движения
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •Контрольные вопросы
- •2.2 Концепции пространства и времени
- •2.2.1 Структурные уровни организации материи
- •Современное естествознание выделяет три структурных уровня организации материи по критерию масштабности: микромир, макромир и мегамир.
- •2.2.2 Основные свойства пространства и времени
- •2.2.3 Элементы специальной теории относительности
- •2.2.4 Силы инерции и силы тяготения. Принцип эквивалентности
- •2.2.5 Элементы общей теории относительности и их экспериментальное подтверждение
- •Контрольные вопросы
- •Какие структурные уровни материи по критерию масштабности выделяет современная наука? Кратко охарактеризуйте микро-, макро- и мегамиры.
- •2.3 Принципы симметрии и законы сохранения
- •2.3.1 Понятие симметрии. Теорема Нетер
- •2.3.2 Закон сохранения импульса
- •2.3.3 Момент импульса. Закон сохранения момента импульса
- •2.3.4 Работа, мощность, энергия
- •2.3.5 Закон сохранения энергии
- •Контрольные вопросы
- •2.4 Молекулярная физика и термодинамика
- •2.4.1 Основные положения молекулярно-кинетической теории
- •2.4.2 Агрегатные состояния вещества. Идеальные газы
- •2.4.3 Внутренняя энергия тела и идеального газа
- •2.4.4 Основы равновесной термодинамики
- •2.4.5 Тепловые двигатели и их кпд. Проблема вечного двигателя
- •2.4.6 Энтропия. Статистический смысл второго начала термодинамики
- •2.4.7 Третье начало термодинамики
- •Контрольные вопросы
- •2.5 Элементы синергетики
- •2.5.1 Понятие о самоорганизации
- •2.5.2 Изменение энтропии в открытых системах
- •2.5.3 Стационарные неравновесные состояния. Принцип Ле Шателье
- •2.5.5 Примеры самоорганизации в природе.
- •2.5.6 Переход от ламинарного течения к турбулентному течению. Динамический хаос
- •Контрольные вопросы
- •Сформулируйте расширенный вариант второго закона термодинамики для открытых систем.
- •Физические поля. Электромагнитные явления
- •2.6.2 Гравитационное поле
- •2.6.3 Электростатическое поле и его характеристики
- •2.6.4 Магнитное поле
- •2.6.5 Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея
- •Ферромагнетики и их применение
- •Контрольные вопросы
- •2.7 Колебания и волны. Оптические процессы
- •2.7.1 Гармонические колебания
- •2.7.2 Волны. Упругие волны
- •2.7.3 Электромагнитные волны
- •2.7.4 Волновые свойства электромагнитного излучения к явлениям, подтверждающим волновые свойства электромагнитного излучения, относятся интерференция, дифракция и поляризация. Интерференция света
- •2.7.5 Квантовая природа электромагнитного излучения
- •Тепловое излучение
- •Эффектом Комптона называется явление упругого рассеяния фотонов рентгеновского излучения на свободных и слабо связанных электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны излучения :
- •Контрольные вопросы
- •2.8 Корпускулярная и континуальная концепции описания природы
- •2.8.1 Корпускулярно-волновой дуализм электромагнитного излучения
- •2.8.2 Гипотеза де Бройля. Волны материи
- •2.8.3 Корпускулярно-волновой дуализм – универсальное свойство материи
- •2.8.4 Соотношение неопределенностей
- •2.8.5 Вероятностное описание микрообъектов
- •Контрольные вопросы
- •2.9 Строение атома и атомного ядра
- •2.9.1 Развитие представлений о строении атома
- •2.9.2 Современные представления о строении атома
- •2.9.3 Строение атомного ядра
- •2.9.4 Радиоактивность. Радиоактивное излучение
- •2.9.5 Основные типы физических взаимодействий в природе
- •Элементарные частицы и их классификация. Понятие о кварках
- •Контрольные вопросы
- •3.1 Элементы современной химии
- •3.1.1 Классификация химических веществ
- •3.1.2 Типы химических связей
- •3.1.3 Реакционная способность веществ. Химические реакции
- •3.1.4 Растворы
- •Контрольные вопросы
- •4.1.Элементы современной биологии
- •4.1.1 Структурные уровни организации живой материи
- •4.1.3 Процессы обмена веществ. Гомеостаз
- •4.1.4 Биологически активные молекулы
- •4.1.5 Биохимические процессы
- •5.1 Естественнонаучные проблемы энергетики
- •5.1.1 Энергетические потребности человечества и природные энергоресурсы
- •5.1.2 Преобразование энергии и эффективность энергосистем
- •5.1.3 Повышение эффективности энергосистем
- •5.1.4 Альтернативные источники энергии
- •Использование энергии ветра и геотермальных источников
- •5.1.5 Понятие о ядерной энергетике
- •Контрольные вопросы
- •5.2 Традиционные и новые материалы
- •5.2.1 Традиционные материалы с новыми свойствами
- •5.2.2 Полимерные материалы
- •5.2.3 Синтетические ткани
- •5.2.4 Сохранение и замена материалов
- •5.2.5 Полупроводники
- •5.2.6 Высокотемпературные сверхпроводники
- •5.2.7 Тонкопленочные материалы для накопителей информации
- •5.2.8 Оптические материалы
- •5.2.9 Материалы с необычными свойствами
- •Контрольные вопросы
- •5.3 Перспективные технологии
- •5.3.1 Технологии хранения и передачи информации
- •5.3.2 Микро- и нанотехнологии
- •5.3.3 Лазерные технологии
- •Спонтанное и вынужденное излучение
- •Свойства лазерного излучения
- •5.3.4 Современные биотехнологии. Генная инженерия
- •5.3.5 Естественнонаучные проблемы сохранения окружающей среды
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение а (справочное) Перечень ключевых слов
1.1.2 Характерные черты современной науки. Элементы научной деятельности
Функции осмысления мира наряду с наукой выполняют и другие виды человеческой культуры – религия, философия, мифология и др. Все эти феномены культуры находятся в сложных взаимоотношениях друг с другом, иногда дополняя, а зачастую опровергая друг друга.
Философия представляет собой методологическую базу научного исследования, из нее заимствуются общие понятия и принципы. Наука оперирует предельно обобщенными категориями, сформулированными философией (пространство, время и т.д.). Данные науки могут быть отправной точкой для создания философской концепции. Однако проблематика науки и философии всегда принципиально разная. Наука изучает формы и способы существования окружающего мира, философия задается вопросами о причинах и целях этого существования.
Граница между религией и наукой определяется соотношением разума и веры. Наука ориентирована на эмпирическое (опытное) знание, религия имеет субъективную основу. Вопрос о божественном сотворении мира с точки зрения науки не имеет смысла, т.к. не представляется возможным опытное подтверждение или опровержение акта творения.
Можно выделить ряд черт, отличающих науку от других родственных феноменов культуры.
1. Наука универсальна: данные науки истинны для всей Вселенной в условиях, при которых получены исследователем.
2. Данные науки в равной степени достоверны для всех людей независимо от их национальной, культурной и социальной принадлежности.
3. Наука безлична: индивидуальные особенности ученого не влияют на результаты научного исследования.
4. Научная картина мира принципиально не завершена, научное познание безгранично.
5. Наука критична: любая идея или положение в любой момент могут быть подвергнуты сомнению и пересмотру.
6. Наука оперирует эмпирическими данными, научные выводы считаются достоверными только после их опытной проверки.
7. Наука находится вне морали: сами по себе научные истины нейтральны в морально-этическом смысле. Нравственной оценке подлежат только те действия, которые ученый предпринимает для получения данных, или применение полученных результатов научного исследования.
Научная деятельность включает в себя следующие элементы: субъект, объект, цель, средства, конечный продукт, социальные условия, активность субъекта.
Конечный продукт науки – научное знание, научный способ рациональности, выходящий за рамки науки и проникающий во все сферы бытия людей; технические и методические новации, применяющиеся в производстве (технологии); нравственные ценности.
Социальные условия науки – это совокупность элементов организации научной деятельности в обществе и государстве. К этим элементам прежде всего относится потребность общества и государства в истинных знаниях. Необходимо создание сети научных учреждений, государственная и частная поддержка науки, материально-техническое и энергетическое обеспечение, коммуникационное обеспечение (конференции, издание научных журналов и т.д.), подготовка научных кадров. В современную эпоху всеобщей компьютеризации громадное значение имеет организация условий для поддержания и продуктивного использования IT технологий.
Одним из важнейших условий функционирования науки является активность субъекта. В истории науки существуют примеры достижения учеными выдающихся результатов в отсутствии необходимых материальных средств и в неблагоприятных социальных условиях.