
- •Федеральное агентство по образованию псковский государственный политехнический институт концепции современного естествознания
- •Содержание
- •Цели и задачи курса
- •Государственный образовательный стандарт
- •Ключевые термины и понятия
- •Программа курса
- •Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения
Государственный образовательный стандарт
Выпускник экономических специальностей институтов и университетов в области концепций современного естествознания должен:
- иметь представление об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания, ньютоновской и эволюционной парадигмах ;
-о концепциях пространства и времени;
-о принципах симметрии и законах сохранения;
-о понятиях состояния в естествознании;
-о корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;
-о динамических и статистических закономерностях в естествознании;
-о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения физических объектов, переходах из упорядоченных в неупорядоченные состояния и наоборот;
-о самоорганизации в живой и неживой природе;
-об иерархии структурных элементов материи от микромира до макро- и мегамира;
-о взаимосвязи между физическими, химическими и биологическими процессами;
-о специфике живого, принципах эволюции, воспроизводства и развития живых систем, их целостности и гомеостазе, об иерархичности, уровнях организации и функциональной асимметрии живых систем;
-о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики;
-о физиологических основах психики, социального поведения, экологии и здоровья человека;
-о взаимодействии организма и среды, сообществах организмов, экосистемах, принципах охраны природы и рационального природопользования;
-об эволюции человека в мировой истории, о ноосфере и парадигме единой культуры.
Ключевые термины и понятия
Естественная 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.
Принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности.
Динамические и статистические закономерности 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 воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов.
Основы организации и устойчивости биосферы.
Генетика и эволюция.
Человек, эмоции, творчество, работоспособность.
Экология и здоровье.
Человек, биосфера и космические циклы.
Ноосфера.
Проблема времени.
Самоорганизация в живой и неживой природе.
Принципы универсального эволюционизма.
Программа курса
ВВЕДЕНИЕ
Роль курса КСЕ в повышении уровня подготовки экономистов широкого профиля, в создании предпосылок для формирования инновационно-технологического мышления, совершенствования методов экономического анализа. Задачи курса в свете требований образовательного стандарта.
ТЕМА 1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ В КОНТЕКСТЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
Иерархия уровней культуры. Определение науки и ее место в духовной культуре. Естественные, гуманитарные и технические науки, их структура и проблематика. Аксиологические и гносеологические аспекты естественно-научного знания. Эмпирический и теоретический уровни в науке.
Литература: 12, 17, 21, 23, 36, 44, 47, 51, 57, 60.
ТЕМА 2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Возникновение науки в процессе распада целостно-синкретических культур. Зарождение научного мышления в Древней Греции. Классический, неклассический и постнеклассический периоды в естествознании. Особенности современного естествознания. История естествознания как смена научных парадигм. Понятие о научных революциях. Ньютоновская и эволюционная парадигмы.
Литература: 26, 30, 33, 36, 65.
ТЕМА 3. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС
Основные этапы научно-технического прогресса и их связь с развитием естествознания. Роль естествознания в решении глобальных проблем развития человечества. Законы естествознания и пределы роста техногенной цивилизации.
Литература: 27, 38, 42, 44, 54, 61.
ТЕМА 4. КОНЦЕПЦИЯ ДЕТЕРМИНИЗМА В КЛАССИЧЕСКОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
Триумф небесной механики и детерминизм Лапласа. Идеализированные представления в динамике Ньютона. Обратимость механических процессов. Законы сохранения и фундаментальная симметрия пространства и времени.
Литература: 20, 26, 30, 35, 39, 45, 48, 55, 66.
ТЕМА 5. КОРПУСКУЛЯРНЫЕ И КОНТИНУАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
Антиномия дискретности и непрерывности в вопросе о структуре материи. Теоретико-полевой формализм в механике сплошных сред. Развитие представлений о природе света. Концепции дальнодействия, близкодействия и понятие материального поля. Частицы и поля – две формы существования материи в классическом естествознании.
Литература: 26, 35, 39, 55, 66.
ТЕМА 6. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
Пространство и время в античной натурфилософии. Абсолютное пространство и абсолютное время в ньютоновской механике. Современные представления о физическом вакууме. Концепция единого четырехмерного пространства – времени в специальной теории относительности. Искривленное (неевклидово) пространство – время в общей теории относительности. Релятивизм как концептуальный принцип неклассического естествознания.
Литература: 11, 14, 39, 43, 47, 51, 49, 66.
ТЕМА 7. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ПРИРОДЕ
Проблема “стрелы времени” в естествознании и возникновение статистической термодинамики. Особенности описания состояния в статистических теориях. Увеличение энтропии при переходе из упорядоченных состояний в неупорядоченные. Гипотеза Томсона и “тепловая смерть” Вселенной.
Литература: 9, 19, 34, 45, 47, 59, 64, 66.
ТЕМА 8. НЕКЛАССИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ В НАУКЕ О МИКРОМИРЕ
Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании. Квантовая механика как статистическая теория. Квантовая природа состояний макроскопических объектов. Неклассическое естествознание и достижения микро- и оптоэлектроники.
Литература: 9, 11, 13, 14, 19, 21, 24, 28, 29, 43, 47, 48, 51, 66.
ТЕМА 9. НА ПУТИ К ЕДИНОЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ТЕОРИИ МАТЕРИИ
Становление субатомной физики. Фундаментальные взаимодействия и стандартная модель элементарных частиц. Основные проблемы на пути к объединению электрослабого и сильного взаимодействий. Суперобъединение и его возможные реализации. Гносеологические аспекты современной физики микромира.
Литература: 11, 15, 24, 31.
ТЕМА 10. ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МЕГАМИРЕ
Особенности эволюционных процессов в природе. Классические представления об эволюции Вселенной. Общая теория относительности и космологическая модель Эйнштейна – Фридмана. Современные представления об эволюции Вселенной.
Литература: 15, 31, 37, 40.
ТЕМА 11. ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД
Самопроизвольное рождение звезд из газопылевых облаков. Жизнь звезд как “борьба” между гравитационным сжатием и тепловым расширением. Возможные сценарии “смерти” звезд: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.
Литература: 31, 37, 58, 63.
ТЕМА 12. ЭВОЛЮЦИЯ ЗЕМЛИ
Гипотезы происхождения Земли и основные этапы ее эволюции. Строение Земли и ее основные физико-химические параметры. Роль биологического фактора в эволюции Земли. Развитие и роль космонавтики и космических технологий.
Литература: 20, 32, 37, 54.
ТЕМА 13. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЖИВОЙ МАТЕРИИ
Современные представления о сущности жизни. Специфика живого – самообновление, самовоспроизведение, саморегуляция. Механизмы и уровни реализации гомеостаза. Взаимодействие физических, химических и биологических процессов в жизнедеятельности организмов. Организм как открытая система. Молекулярные механизмы наследственности и изменчивости живых организмов. Молекулярная генетика как основа биотехнологии и генной инженерии.
Литература: 9, 10, 16, 18, 19, 28, 31, 34, 41, 52, 53, 64.
ТЕМА 14. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ И ЭВОЛЮЦИЯ ЕЕ ФОРМ
Различные подходы к проблеме происхождения жизни на Земле. Гипотеза Опарина – Холдейна. Биологическое многообразие живых организмов и его роль в организации и сохранении устойчивости биосферы. Синтетическая теория эволюции. Микро- и макроэволюция. Факторы и направления эволюционного процесса. Соотношение индивидуального и эволюционного развития организмов.
Литература: 46, 52, 53.
ТЕМА 15. БИОСОЦИАЛЬНАЯ ПРИРОДА ЧЕЛОВЕКА
Антропогенез и значение биологических и социальных факторов на разных его этапах. Физиологические основы психики, социального поведения, экологии и здоровья человека. Биосфера как экосистема, ее структура, свойства и функционирование. Современный уровень взаимодействия человека и среды, принципы охраны природы и рационального природопользования. Понятие о ноосфере.
Литература: 16, 22, 38, 41, 53, 62.
ТЕМА 16. САМООРГАНИЗАЦИЯ В ЖИВОЙ И НЕЖИВОЙ ПРИРОДЕ
Особенности эволюции по сравнению с динамическими и статистическими процессами. Природа необратимых эволюционных процессов. Динамический хаос как фундаментальное свойство природы. Бифуркации и катастрофы. Открытые диссипативные системы в физике, химии, биологии, экологии. Синергетика.
Литература: 25, 27, 38, 49, 50, 61.
Тема 17. Иерархия физических, химических, биологических и социальных процессов
Возникновение новых качеств и свойств при усложнении структуры объектов. Фундаментальные взаимодействия как материальная основа всех процессов в природе. Критика физикализма, редукционизма, витализма. Понятие субстрата. Особенности описания природных процессов на различных иерархических уровнях структурной организации материи.
Литература: 9, 12, 13, 17, 18, 21, 48, 55, 57, 65.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЧЕТА
Цели и задачи курса.
Иерархия уровней культуры. Естественная и гуманитарная культура.
Аксиологическая многомерность духовной культуры. Определение науки.
Гносеологические аспекты (объективность, истинность) естественно-научного знания.
Эмпирический и теоретический уровни научного знания. Научный метод и его особенности.
Современный подход к периодизации естествознания. Основные этапы развития естествознания.
Познавательная деятельность в синкретических культурах древнего мира.
Зарождение рационального научного мышления в Древней Греции.Научная деятельность в эпоху средневековья. Формирование научной методологии.
Классический период в истории науки (общая характеристика).
Неклассические идеи в естествознании.
Панорама современного естествознания. Тенденции перехода к парадигме единой культуре.
Зарождение рационального научного мышления в Древней Греции. Научная деятельность в эпоху средневековья. Формирование научной методологии.
Классический период в истории науки (общая характеристика).
Неклассические идеи в естествознании.
Панорама современного естествознания. Тенденции перехода к парадигме единой культуре.
История естествознания как смена научных парадигм.
Основные этапы научно-технического прогресса и их связь с развитием естествознания.
Законы естествознания и пределы роста техногенной цивилизации.
Концепция детерминизма в классическом естествознании. Состояние механической системы и его динамика. Однозначность и обратимость классической траектории.
Связь законов сохранения с преобразованиями симметрии пространства и времени.
Антиномия дискретности и непрерывности в вопросе о структуре материи. Корпускулярные и континуальные концепции в естествознании.
Взаимодействия в природе и их описание в рамках концепций дальнодействия и близкодействия. Понятие о материальных полях.
Возникновение и основные постулаты специальной теории относительности Эйнштейна.
Относительность одновременности и “парадоксы” релятивистской кинематики.
Релятивистская динамика и взаимосвязь массы и энергии.
Концепция искривленного 4-х мерного пространства-времени в общей теории относительности.
Принцип относительности в современном естествознании.
Проблема необратимости и возникновение статистической термодинамики.
Понятие состояния в статистических теориях. Плотность вероятности случайной величины.
Порядок и беспорядок в природе. Хаос. Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии. Принцип возрастания энтропии.
Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип дополнительности и принцип неопределенности в квантовой теории.
Особенности квантового подхода к описанию состояния и движения микрообъектов. Вероятностный смысл состояния микрочастицы. Принцип суперпозиции квантовых состояний.
Квантовая природа состояний макроскопических объектов.
Химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность вещества.
Основные вехи на пути в субъядерный мир.
Принципы ядерной и термоядерной энергетики.
Стандартная модель элементарных частиц и тенденции развития физики элементарных частиц.
Особенности эволюционных процессов в природе и их отличие от динамических и статистических процессов.
Структурные уровни организации материи: микро-, макро- и мегамиры. Общая теория относительности и космологическая модель А. А. Фридмана.
Рождение звезд из газово-пылевых облаков межзвездной среды.
Жизнь звезд как “борьба” между тепловым расширением и гравитационным сжатием.
Смерть звезд и звездные “останки”: белые карлики, нейтронные звезды, “черные дыры”.
Происхождение и эволюция Земли.
Внутренние и внешние оболочки Земли, их структура и динамика.
Специфика живого и фундаментальные свойства живой материи. Взаимосвязь между физическими, химическими и биологическими процессами.
Иерархические уровни организации живой материи. Субстрат жизни. Функциональная асимметрия живых систем.
Биологическое многообразие как основа организации и устойчивости биосферы. Принципы систематики в биологии .
Современные представления о происхождении жизни.
Эволюция живой материи и ее законы. Микро- и макроэволюция. Генетика и эволюция.
Факторы и главные направления эволюционного процесса.
Происхождение человека и его биосоциальная природа. Эволюция человека в мировой истории. Понятие о ноосфере.
Физико-химические и физиологические основы психики, социального поведения, экологии и здоровья человека.
Человек, биосфера и космические циклы. Биоэтика. Принципы охраны природы и рационального природопользования.
Самоорганизация в живой и неживой природе. Открытые диссипативные системы в физике, химии, биологии, социологии. Синергетика.
Принципы универсального эволюционизма. Путь к единой культуре.