2. Программа учебного курса «Концепции современного естествознания»

Тема 1. Естественно-научная и гуманитарная культуры. Научный метод

Естественно-научные дисциплины: единство и различия. Наука, понятие, научный метод. Научное познание и роль науки в обществе. Естественные и гуманитарные науки. Структура естествознания. Гносеологические проблем науки. Эмпирический и теоретический уровни в естествознании. Этические нормы науки. Фундаментальные вопросы, на которые отвечает научная картина мира. Становление и развитие науки как формы общественного сознания. Отличия науки от других сфер человеческой деятельности. Характерные черты науки. Наука и религия, наука и псевдонаука. Взаимоотношение философии и науки. Возникновение математического естествознания как идеала точной науки. Процессы интегральных и дифференциальных научных познаний, эмпирические, теоретические свойства научного знания. Наука, понятие, научный метод, научная рациональность, методология науки, парадигма, фундаментальные и прикладные науки. Этические нормы науки. Реальный и мысленный эксперимент, интерпретация результатов эксперимента. Гипотеза как форма развития научного знания, требования к гепотезам, принцип соответствия. Дедуктивный и индуктивный методы научного исследования. Методология как учение о методах научного исследования. Парадигма. Внутренняя логика и динамика развития естествознания. Наука как эволюционный процесс.

Тема 2. История естествознания. Панорама современного естествознания

Рождение древнего естествознания. Основные черты греческой науки. Наука Средних веков как служение религии. Схоластика. Коперниканская революция. Возникновение экспериментального естествознания. Становление науки о природе. XVIII - XIX века - физика, химия, математика, биология. Особенности науки ХХ века. Классические и неклассические периоды естествознания. История естествознания как смена научных парадигм.

Понятие научной картины мира и её отличия от научной теории и художественного образа. Названия и периодизация естественно-научных картин мира. Фундаментальные вопросы, на которые отвечает научная картина мира.

Тема 3. Пространство и время, принципы относительности, необратимость времени

Эволюция представлений о пространстве и времени. Постулаты и следствия специальной теории относительности. Взаимосвязь массы и энергии как основа ядерной энергетики. Основные положения и выводы общей теории относительности (релятивистской теории тяготения).

Концепция относительности. СТО, или специальная теория относительности. Устранение гипотезы эфира. Понятие абсолютного пространства и абсолютного времени.

Принципы относительности и пределы скорости света. Взаимосвязь массы и энергии. Пространство – время. ОТО, или общая теория относительности.

Тема 4. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро- и мегамиры

Теория микромира. Квантовая концепция. Идея кванта энергии. Идея фотона как кванта электромагнитного поля. Корпускулярно-волновой дуализм.

Открытие микромира - от классических моделей атома к квантовой модели. Планетарная модель атома. Квантовая модель атома. Единство многообразия микромира: виды элементарных частиц, классификация микрочастиц.

Методы изучения микромира. Ускорители элементарных частиц. Стандартная модель элементарных частиц. Проблема объединения фундаментальных взаимодействий.

Взаимопревращения элементарных частиц, основные законы природы, определяющие возможность и ход процессов в микромире, явления естественной радиоактивности, ее вероятностный характер, основные виды радиоактивного распада, цепной характер деления ядер урана, термоядерные реакции, понятие дефекта массы, относительные величины энергии реакции ядерного синтеза, деления ядер, химических процессов в сравнении.

Масштабы и строение Вселенной. Развитие космологических представлений. Экспериментальные обоснования концепции Большого Взрыва. Основные этапы эволюции Вселенной. Критическая плотность материи во Вселенной. Темная материя и темная энергия. Антропный принцип в космологии.

Предмет космологии; основные вехи развития натурфилософских и научных космологических представлений (Аристотель, Птолемей, Коперник, Эйнштейн, Фридман, модель «Большого взрыва»); основные наблюдаемые свойства Вселенной (однородность в больших масштабах, красное смещение в спектрах далеких галактик, интерпретируемое как эффект Доплера, возникающий вследствие разбегания галактик, закон и постоянная Хаббла); расширение Вселенной; возраст Вселенной – понятие, методы оценки, современная оценка; понятие о различных видах материи во Вселенной (обычная (барионная) материя, «темная материя», «темная энергия») и основных различиях между ними.

Предмет исследования и методы космогонии; основные характеристики звезд; принципы классификации и основные типы звезд; принципы классификации и основные типы звезд; основные этапы эволюции звезд; роль звезд в синтезе химических элементов; характеристики и эволюционный путь Солнца как звезды.

Строение мегамира. Кометы и астероиды, планеты, звезды, классификации звезд. Эволюция звезд, пульсары, черные дыры. Звездные ассоциации. Галактика. Квазары. Эволюция Вселенной или Большой взрыв.

Разнообразие звезд, их строение и устойчивость. Рождение звезд из газопылевых облаков космического пространства. Термоядерная жизнь звезд. Смерть звезд и звездные останки: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Солнце и солнечная система.

Макромир: концепция классификации естествознания.

Античный атомизм, механическая корпускулярная теория. Волновая теория. Дифракция света, интерференция. Электромагнитные явления. Уравнение Максвелла. Два вида существования материи.