Тема 4. Законы эволюции. Открытые системы и самоорганизация (главы 15-22)

Лекции

1. Эволюционные процессы во Вселенной и модели­рование. Многообразие мира галактик. Объяснение обра­зования структур во Вселенной. Стационарные и нестаци­онарные сценарии развития.

2. Эволюция планет, Земли и климата. Элементы геохро­нологии. Перспективы и модели геологической эволюции Земли. Особенности эволюции Земли в фанерозое.

3. Формы и уровни жизни. Биология: натуралистическая, физико-химическая, эволюционная. Этапы развития. Уров­ни организации жизни на Земле, Молекулярно-генети-ческий уровень изучения живой материи. Проблемы,изучаемые на молекулярном уровне. Молекулярные меха­низмы генетической репродукции, изменчивости и био­синтеза белка. Молекулярные основы воспроизводства жизни и процессов жизнедеятельности.

4. Эволюционная биология. Гипотезы происхождения жизни. Дарвинизм и синтетическая теория эволюции. Открытие генома человека. Современный взгляд на проб­лемы эволюции живой материи.

5.Самоорганизация материи. Синергетика — новый научный метод. Динамический «хаос» и «буфуркация». Переход к эволюционной парадигме. Самоорганизация в живой и неживой природе. Понятие о постнеклассической стратегии познания.

Семинары

1. Энергетика химических процессов. Макросистемы вдали от равновесия. Стационарные неравновесные сис­темы и принцип ле Шателье. Открытые системы и условия возникновения упорядоченности. Информационный подход в естествознании.

Равновесие в химических реакциях. Возможность управления направлением и скоростью реакции. Понятие о необратимых процессах.

Принцип локального равновесия. Принцип ле Шателье-Брауна в химических технологиях.

Фазовые портреты систем, аттракторы и эволюция. Возникновение упорядоченности в гидродинамике. Усло­вия возникновения. Проблема турбулентности.

Динамический хаос и бифуркации. Диссипативные структуры вблизи точки бифуркации. Диссипативные системы и принцип минимального производства энтропии. Понятие о теории катастроф.

Элементы теории информации. Энтропия и инфор­мация. Измерение информации. Оценка информации, содержащейся в сообщении. Рассчитайте информационную емкость молекулы воды.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.4, гл.4, 5.

2. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.108-116.

3. Суханов АД, Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. — М.: АГАР, 2000. — С.419-432.

4. Липовко П. О. Практикум по естествознанию. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. — С.120-135.

5. Коган ИМ. П[ Радио и связь, 1

6. Горелов А.А. К ния.-М.-.ВЛА

7. Потеев МИ. \ ния. — СПб.:П

2. Атмосфера \ цессы. Самоорган эволюции геосфер

Эволюция 3ew вания атмосферы предсказаний пор

Элементы тео

Приложения 1 катастроф.

1. Дубнищева Ты ния. — Новое

2. Потеев М.И. ния. — СПб.:

Индивиду ant

Физиология* поведения, эко; социобиология.' онтогенез!проблемы.

Раздражимо!

как элементарн

Рефлексы у*

Генетика о пове

Отличия ж\

логии. Сходств.

биологической

Психофизш

чество. Биологе

От биосфер

достижении rei

1.

Горелов A.i ния. — М:

2. Карпенков ния. — M.:i

3. Лавринем совремпнн Гл.8.

4. Потеев М ния. — СП

Camocmoi

1.Биосфе{

живой матер!

Вернадского.

Строение Сферы Земл?

Активаци эволюции о( Земли.

14

"IP

5. Коган ИМ. Прикладная теория информации. — М.: Радио и связь, 1981. — 215 с.

6. Горелов АЛ. Концепции современного естествозна­ния. - М.: ВЛДЦОС, 1998. — С.109-116.

7. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. - СПб.: Питер, 1999. — С.265-276.

2. Атмосфера и океан как сильно неравновесные про­цессы. Самоорганизованная критичность. Приложения к эволюции геосфер и предсказанию землетрясений.

Эволюция Земли и ее оболочек. Процессы формиро­вания атмосферы и океана, их взаимосвязь. Возможности предсказаний погоды.

Элементы теории самоорганизованной критичности.

Приложения теории к предсказанию землетрясений и катастроф.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.4, гл.4.

2. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. - СПб.: Питер, 1999. — С.122-133.

Индивидуальное занятие

Физиологические основы психологии, социального поведения, экологии и здоровья человека. Этология и социобиология. Биоэтика. Биологическое и социальное в онтогенезе человека. Генная инженерия и этические проблемы.

Раздражимость и нервная система. Нервный импульс как элементарная частица мысли.

Рефлексы условные и безусловные. Типы поведения. Генетика о поведении.

Отличия животных и растений. Элементы антропо­логии. Сходства и отличия человека и животных. Законы биологической и социальной экологии. Основы биоэтики.

Психофизиология человека. Здоровье, болезнь, твор­чество. Биологическое и социальное в онтогенезе человека.

От биосферы—к ноосфере. Этика науки. Современные достижения генной инженерии и этические проблемы.

1. Горелов АЛ. Концепции современного естествозна­ния. - М.: Центр, 1997. — С.137-173.

2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. - М.: ЮНИТИ, 1997. - С.311-317.

3. Лавриненко В.Н., Ратников В.П. и др. Концепции современного естествознания. — М.: ЮНИТИ, 1997. — Гл.8.

4. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. - СПб.: Питер, 1999. — С.215-230.

Самостоятельные занятия

1. Биосфера Земли и ее формирование с учетом влияния живой материи. Понятие о биогеохимии. Развитие идей Вернадского. Земля как живая планета.

Строение биосферы Земли и история ее формирования. Сферы Земли. Геохимические круговороты.

Активационный фон жизни. Роль живой материи в эволюции оболочек планеты, элементы биогеохимии Земли.

Биотический круговорот и моделирование процессов в биосфере. Биоинформация и направленность биологи­ческой эволюции. Критические состояния в биосфере.

Основы учения Вернадского о биосфере и перспективах ее эволюции.

Солнечная активность и элементы организованности нашей планеты.

От биосферы — к ноосфере. Идеи Вернадского и современность.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.4, гл.7. — С.621-627.

2. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — СПб.: Питер, 1999. — С.234-258.

3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. — М.: ЮНИТИ, 1997. — С.411-426.

4. Суханов АД., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. — М.: АГАР, 2000. — С.424-429.

5. Горелов А.А. Концепции современного естествозна­ния. — М.: Центр, 1997. — С.146-159.

2.Самоорганизация как фазовый переход в динамике, химии, экологии. Высшая нервная деятельность, работа мозга. Человек как биосистема. Поведенческая инфор­ мация и речь, появление логической информации и целе­ направленность развития.

Понятие фазовых переходов. Описание и примеры фазовых переходов. Идеи ПХакена о самоорганизации в природе.

Понятие о порядке и хаосе. Основные понятия и идеи синергетики.

Примеры самоорганизации в области гидродинамики, химии, экологии. Роль коллективных взаимодействий в неравновесной открытой системе.

Разум и жизнь. Особенности биологии человека и строения мозга человека. Понятие о высшей нервной деятельности.

Роль речи и информации в формировании человека и общества.

Происхождение жизни и появление человека на Земле.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.4, гл.З.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. —С.19.

3. ЭткинсП. Порядок и беспорядок в природе. — М.:Мир, 1987, — С.110-125.

4. Горелов А.А. Концепции современного естествозна­ния. — М.: Центр, 1997. — С.Ш-117.

5. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — СПб.: Питер, 1999. — С.215-230,276-290.

6. Липовко П. О. Практикум по естествознанию. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. — С.269-276.

3.Компьютеры, математические модели и нелинейные явления. Диссипативные системы в окрестности точки бифуркации. Математическое моделирование биоэво­ люции.

15

Г

Линейные и нелинейные явления, возможности их описания, примеры.

Понятие о математическом моделировании нелинейных процессов в сложных системах.

Возможности описания развития процессов с помощью компьютерного моделирования. Понятие о точке бифур­кации и гомеостатическом режиме.

Моделирование эволюции живой материи на компью­тере.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.4, гл.6-8.

2. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.118-126.

3. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — СПб.: Питер, 1999. — С.265-276.

4. Горелов А.А. Концепции современного естествозна­ния. — М.: Центр, 1997. — С.108-118.

5. Липовко П. О. Практикум по естествознанию. — Ростов-на-Дону: Феникс, 200L — С.167-183, 231-237.

4.0 взаимодействии между физическими, химическими и биологическими процессами на биосферном уровне организации материи.

Закономерности развития экосистем. Негэнтропийная пирамида и проблемы устойчивости биосистемы.

Биологическое разнообразие как основа устойчивости биосферы.

Моделирование процессов в биосистеме: основные модели.

Моделирование биоценозов с учетом техносферы.

О моделировании социальных систем. Проблема устой­чивости.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.4, гл.6, 7.

2. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С. 108-126.

3. Горелов А.А. Концепции современного естествозна­ния. — М.: Центр, 1997. — С.113-117,124-134.

4. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. — М.: ЮНИТИ, 1997. — С.303-317.

5. Лавриненко В.Н., Ратников В.П. и др. Концепции современного естествознания. — М.: ЮНИТИ, 1997. — Гл.7.

6. Васияькова В.В. Порядок и хаос в развитии социальных систем. — СПб.: Лань, 1999. — С.283-311.