КСЕ

Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Западно-Уральский институт экономики и права» (НОУ ВПО ЗУИЭП)

Кафедра математики и естественных наук

Барг Олег Александрович

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Учебно-методический комплекс

Рекомендовано кафедрой: протокол №____

«___» ___________ 2009 г. Зав. кафедрой к.физ.-мат.н., доц. С.И.Чуприна

Пермь 2009

ББК 20я73

Б 24

Составитель: д. филос. н., проф. О.А.Барг

Концепции современного естествознания: учебно-

Б24 методический комплекс / сост. О.А.Барг; НОУ ВПО «За- падно-Уральский институт экономики и права». – Пермь,

2009. – 29 с.

Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальностям «Менеджмент организации», «Менеджмент», «Финансы и кредит», «Налоги и налогообложение», «Управление персоналом».

ББК 20я73

Печатается по решению научно-методического совета НОУ ВПО «Западно-Уральский институт экономики и права»

© Барг О.А., 2009 © НОУ ВПО «Западно-Уральский

институт экономики и права», 2009

2

СО Д Е Р Ж А Н И Е

I.Рабочая программа дисциплины ……………………………… . . . . 4

1.Цели и задачи изучения дисциплины ......... ………….……… 4

2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины ...… 4

3.Объем дисциплины ………. …………..………………………. 5

3.1.Трудоемкость, виды занятий и формы отчетности по специальностям, направлениям и моделям обучения …….. 5

3.2.Распределение часов по темам и видам учебной работы .. 6

4.Содержание курса .………………………………….…………7

Раздел 1. Наука. История естествознания …..……………... 8

Раздел 2. Общенаучные подходы и принципы . .…………. 9 Раздел 3. Современное естествознание …..………………11

Раздел 4. Человек и природа .......………………………… 19

5.Темы и планы семинарских занятий ..………………………20

6.Тематика рефератов ………………………………………… 21

7.Учебно-методическое обеспечение дисциплины … . . …... .. 22

7.1.Рекомендуемая литература …………………………......22

7.2.Информационное обеспечение дисциплины ………..…26

3

I. Рабочая программа дисциплины

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Главная цель курса «Концепции современного естествознания» – развитие у студентов современного реалистического мировоззрения, укрепление их критического отношения к иллюзорно-фантастическим вариантам мировоззрения за счет знакомства с содержанием важнейших, имеющих прямой мировоззренческий смысл принципов, теорий и гипотез современного естествознания, так как его предмет – природа – составляет бо́льшую часть мира, существенно определяет место и перспективы в нем человека. В этой цели «Концепции современного естествознания» дополняют курс философии. Целями курса являются, далее, выработка отношения к науке как к одной из главных ценностей, без которой невозможен не только прогресс, но и сохранение современной цивилизации, а также повышение уровня естественнонаучной составляющей общей культуры студента. Особое внимание уделяется для этого общенаучным подходам и принципам, объединению отдельных положений естественных наук в целостную картину, сущности и перспективам преодоления антропогенного экологического кризиса.

Взадачи курса входят:

знакомство с особенностями науки, ее уровнями, методами и формами;

знакомство с основными этапами развития естествознания;

изучение смысла, содержания и главных категорий общенаучных принципов: системности, самоорганизации, глобального эволюционизма;

изучение основных теорий и проблем современной физики и космологии с

ееантропным принципом;

– изучение общего содержания главных концептуальных систем химии;изучение содержания современной биологии с упором на проблемы сущно-

сти живого, его организации, направленности его эволюции и антропогенеза;общее знакомство с содержанием геологии, учением о биосфере и ноосфере

как научными основами решения экологической проблемы;приобретение навыка работы с естественнонаучной литературой при напи-

сании реферата или контрольной работы.

– получение опыта тестирования на демонстрационных тестах в INTERNET.

2. Требования к уровню освоения дисциплины

Успешное освоение курса требует, по меньшей мере, удовлетворительного знания соответствующих предметов в объеме средней школы за исключением методов решения задач по физике или химии. Курс не рассчитан на ликвидацию существенных пробелов в школьном образовании.

Врезультате изучения курса студент должен:

–знать структуру и методы науки как высшего уровня познания;

–уверенно ориентироваться в хронологии основных вариантов понимания природы, главных открытий и теорий естествознания;

4

–давать определения основных понятий, входящих в общенаучные принципы

ифундаментальные теории естествознания;

–пользуясь определениями, самостоятельно воспроизводить смысл данных принципов и теорий;

–свободно воспроизводить и пояснять содержание реферата (контрольной работы);

–иметь навык самостоятельной работы с научной и справочной естественнонаучной литературой.

3.Объем дисциплины

3.1. Трудоемкость, виды занятий и формы отчетности по специальностям, направлениям и моделям обучения

5

Раздел 3. Современное естествознание

Управление персоналом (080505). 6 лет / Менеджмент организации (080507). 6 лет; Бакалавриат направления «Менеджмент» (080500). 5 лет

4. Содержание курса

Проблемное поле дисциплины (выписка из Государственного образовательного стандарта). Естественнонаучная и гуманитарная культуры; научный метод; история естествознания; панорама современного естествознания; тенденции развития; корпускулярная и континуальная концепции описания природы; порядок и беспорядок в природе; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро- и мегамиры; пространство, время; принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие; близкодействие; дальнодействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности; динамические и статистические закономерности

7

в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; принцип возрастания энтропии; химические системы; энергетика химических процессов, реакционная способность веществ; особенности биологического уровня организации материи; принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; экология и здоровье; человек, биосфера и космические циклы; ноосфера; необратимость времени; самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволюционизма; путь к единой культуре.

Раздел 1. Наука. История естествознания

Тема 1. Сущность научного познания Естественнонаучная и гуманитарная культуры. Функции науки (описа-

тельная, объяснительная, прогностическая, мировоззренческая, систематизирующая, производственно-практическая). Этические принципы науки (самоценность истины, ее общедоступность, равенство ученых перед ней, исходный критицизм, свобода научного творчества, новизна получаемого знания). Критерии научного знания (объективность, достоверность, точность, системность). Псевдонаука (астрология, парапсихология, уфология, биоэнергетика, девиантная наука), ее признаки (фрагментарность, некритический подход к исходным данным, невосприимчивость к критике, несоответствие фактам и отсутствие законов, нарушение этических норм).

Научный метод познания. Эмпирический и теоретический уровни науки. Методы эмпирического познания (наблюдение, эксперимент, «физическое» моделирование, описание, измерение). Методы теоретического познания (абстрагирование, анализ, синтез, индукция, дедукция). Методы построения теорий (идеализация, формализация, аксиоматический, гипотетикодедуктивный, восхождение от абстрактного к конкретному). Формы научного знания (факт, проблема, гипотеза, теория и теорема). Проверяемость научных гипотез. Принципы верификации и фальсификации. Научная истина (объективность, соотношение абсолютного и относительного). Область применимости теории, конкретность истины, принцип соответствия.

Научное объяснение. Принципы детерминизма и причинности. Механический детерминизм, его лапласовская формулировка. Вероятностный детерминизм. Понятие закона. Динамические законы (теории), их примеры. Вероятностные (статистические) законы (теории). Соотношение необходимости и случайности. Вероятность и вероятностное распределение. Примеры вероятностных теорий. Принцип соответствия: динамические теории как приближение и упрощение статистических теорий.

Структура современного естествознания (физика, химия, биология, геология, астрономия, экология). Тенденции его дифференциации, интеграции и математизации. Математика как язык естествознания.

8

Тема 2. Этапы развития естествознания Формирование научных исследовательских программ. Проблема поиска

первоначала в античной философии. Идеи Милетской школы (Фалес). Идея безостановочной изменчивости вещей (Гераклит). Идеи Элейской школы (Ксенофан, Парменид, Зенон): «бытие» как первоначало, постановка вопроса о движении и о природе континуума (апории Зенона), дуализм познания («мир по мнению» и «мир по сущности»). Становление математической исследовательской программы. Идеи Пифагорейской школы: мир, гармония, число. Пи- фагорейско-платоновская программа. Развитие космологических представлений пифагорейцев (Аристарх). Появление принципа причинности. Становление атомистической (корпускулярной) исследовательской программы. Атомы

ипустота (Левкипп, Демокрит, Эпикур). Становление континуальной исследовательской программы. Идеи Эмпедокла. Континуальная программа Аристотеля: единая первостихия, отсутствие пустоты, разделение мира на подлунный

инебесный. Геоцентрическая система мира Птолемея («Альмагест»). Особенности средневекового понимания природы. Теоцентризм, креационизм, телеология, символическое истолкование явлений. Космологические доказательства бытия Бога. Континуальная программа алхимии.

Становление научного естествознания в Возрождение и Новое время. Гелиоцентрическая система мира Коперника. Проблема метода научного познания природы. Индуктивный метод, эмпиризм (Ф.Бэкон). Дедуктивный метод, рационализм, развитие математической исследовательской программы (Декарт). Научная картина мира как образно-философское обобщение достижений естественных наук, ее составляющие – представления о фундаментальных объектах, о типологии всех объектов, об их взаимодействиях, о пространст- венно-временной структуре реальности. Механическая картина мира: корпускулы, дискретность и непроницаемость вещества, дальнодействие, абсолютные пространство и время, – развитие атомистической исследовательской программы (Бойль, Ньютон). XIX в., электромагнитная картина мира: вещество

иполе, полевой механизм взаимодействия, близкодействие, абсолютные пространство и время, – развитие континуальной исследовательской программы (Фарадей, Максвелл, Герц). 1-я половина ХХ в., неклассическая квантоворелятивистская картина мира (тема 6).

Раздел 2. Общенаучные подходы и принципы

Тема 3. Системный подход Целое и части. Аддитивные и интегративные (эмерджентные) свойства.

Системный подход как универсальный метод объяснения свойств. Понятия элементов, структуры, системы и организации. Типы систем: механические и органичные; закрытые (замкнутые, изолированные) и открытые; физические, химические, биологические, социальные. Системы с управлением, прямые и обратные (положительные и отрицательные) связи, кибернетика. Мир (природа) как система. Мир как связное целое, его интегративное свойство – суб-

9

станциальность. Проблема элементов мира. Понятие сложности, ее стороны (субстратная, структурная, функциональная). Низшее и высшее как наиболее общие типы объективной реальности и элементы системы мира. Фрактальный характер различий по сложности, мировая «паутина» отношений низшего и высшего как фундаментальная структура природы и мира, основание всех частных законов природы. Сущности отдельных объектов природы как фрагменты этой паутины. Генетические и актуальные, горизонтальные и вертикальные отношения низшего и высшего, их закономерности.

Принципы классификации материального многообразия. Основные (физическая, химическая, биологическая, социальная) и комплексные (метагалактическая, галактическая, звездно-планетная, планетная, геологическая, географическая, биосферная, ноосферная) формы материи. Элементарные объекты и акты основных форм материи. Структурные уровни организации физической, химической, биологической форм материи (темы 6-8). Структурные уровни организации комплексных форм материи: Метагалактики, галактик, Солнечной системы, Земли (темы 6,10).

Тема 4. Принцип самоорганизации Термодинамика – наука о наиболее общих свойствах макроскопических

физических систем в состоянии равновесия и о процессах перехода между этими состояниями. Параметры состояния. Формы энергии, их превращения. Первый закон (начало) термодинамики. Качество (ценность) форм энергии. Энтропия. Второй закон (начало) термодинамики. Состояние термодинамического равновесия как аттрактор закрытой системы. Порядок и беспорядок в системе, состоящей из большого числа частиц, не связанных жестко и имеющих много степеней свободы (газа, жидкости, раствора и т.п.). Энтропия как мера молекулярного беспорядка. Энтропия и информация. Энтропия твердого, жидкого и газообразного состояний вещества. Статистическая (вероятностная) интерпретация второго закона термодинамики. Второй закон термодинамики как принцип нарастания беспорядка и разрушения структур. Идея тепловой смерти Вселенной. Термодинамика и проблема самоорганизации. Основной парадокс эволюционной картины мира: закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии.

Синергетика – междисциплинарное направление исследований, теория самоорганизации. Самоорганизация – свойство открытых систем. Неравновесность и нелинейность – условия самоорганизации. Самоорганизация и второй закон термодинамики. Неравновесная термодинамика И.Пригожина. Самоорганизация в системах, природа которых не является причиной их неравновесности (лазерное излучение, ячейки Бенара, реакция Белоусова-Жаботинского, спиральные волны). Переход от беспорядочного к согласованному поведению составляющих эти системы частиц, характер которого (поведения) определяется интенсивностью потока вещества и/или энергии сквозь систему. Управляющий параметр. Диссипация и диссипативная структура. Механизм образования (смены) диссипативных структур. Флуктуации как возможности этих

10