- •Введение
- •Общие методические указания по изучению дисциплины «Концепции современного естествознания» и выполнению контрольных заданий
- •Тематический план и модульная структура дисциплины «Концепции современного естествознания»
- •Структурный конспект лекций по дисциплине «Концепции современного естествознания» в схемах, определениях и таблицах
- •Лекция 1. Интеллектуальная сфера культуры и её связь с общим естествознанием
- •Литература.
- •Лекция 2. История естествознания
- •2.1. Периодизация истории естествознания
- •2.2. История естествознания в контексте трансдисциплинарных стратегий естественнонаучного мышления
- •Литература.
- •Лекция 3. Развитие представлений о материи, движении и взаимодействии в контексте развития исследовательских программ и картин мира
- •3.1. Развитие представлений о материи, движении и взаимодействии в протонаучной картине мира
- •3.2. Развитие представлений о материи, движении и взаимодействии в классическом и неклассическом естествознании
- •3.3. Развитие представлений о материи, движении и взаимодействии в постнеклассическом естествознании
- •3.4. Основные идеи и понятия общего естествознания
- •Литература.
- •Лекция 4. Монофундаментальность физики. Структурные уровни организации материи в рамках современной физики
- •4.1. Физика в контексте интеллектуальной культуры. Фундаментальность физики в естествознании
- •4.2. Общие представления о гипер-, мега-, макро-, микро-, гипомирах
- •4.3. Фундаментальные взаимодействия. Фундаментальные микрочастицы
- •4.4. Концепция пространственно-временных отношений. Физический вакуум
- •4.7. Процессы в микромире. Элементы ядерной физики
- •Литература.
- •Лекция 5. Порядок и беспорядок в природе План лекции.
- •5.1. Динамические и статистические закономерности (теории) в познании природы
- •5.2. Основные характеристики (макропараметры) равновесного теплового макросостояния и его термодинамическое и статистическое описание
- •Литература.
- •Лекция 6. Химические концепции познания мира План лекции.
- •6.1. Химия в контексте интеллектуальной культуры. Структурные уровни организации материи в рамках современной химии. Химические системы
- •6.2. Структурно-концептуальные разделы современной химии
- •6.2.1. Учение о составе вещества
- •6.2.2. Структурная химия
- •6.2.3. Проблемы учения о химических процессах
- •6.2.4. Эволюционная химия
- •Литература.
- •Лекция 7. Панорама современного естествознания в концепции «стрел времени» План лекции
- •7.1. Космология. Элементы физики Мегамира
- •7.3. Основные гипотезы («теории») происхождения жизни
- •Литература.
- •Лекция 8. Эволюционная концепция биологического уровня организации материи План лекции
- •8.1. Биология в контексте интеллектуальной культуры. Классификационные системы в биологии
- •8.2. Структурные уровни биологической организации материи на Земле
- •8.3. Генетика и эволюция
- •8.4. Синтетическая теория эволюции биологических структур материи. Макро- и микроэволюция
- •Литература.
- •Лекция 9. Биосфера и человек План лекции
- •9.1. Человек как особый уровень организации живой материи. Феномен человека "как существа трёхстороннего - биосоциокультурного"
- •9.2. Концепции биосферы и ноосферы
- •9.3. Концепции экологии
- •9.4. Коэволюционная синергетическая парадигма современного естествознания
- •Литература.
- •Практические занятия Общие методические указания
- •С е м е с т р (36 часов)
- •Контрольные задания
- •Контрольная работа № 1
- •Темы рефератов к контрольной работе № 1
- •Рекомендуемая литература
- •Приложения
- •Содержание
- •Тематический план и модульная структура дисциплины «Концепции современного естествознания»…………………………………………………8
Литература.
Наследников Ю.М. Концепции современного естествознания/ Ю.М. Наследников, А.Я Шполянский, А.П. Кудря, А.Г. Стибаев. – Ростов н/Д: ДГТУ, 2008 – 350 с. [Электронный ресурс №ГР 15393, 2010]. Режим доступа: http:// de.dstu.edu.ru/, с. 106-135.
Наследников Ю.М. Концепции современного естествознания6 учеб-метод. пособие./ Ю.М. Наследников, А.Я. Шполянский, А.П. Кудря, А.Г. Стибаев. – Ростов н/Д, 2007, с. 40-52.
Трофимова Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач: учебное пособие/ Т.И. Трофимова. – М.: КНОРУС, 2007, с. 208-222.
Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. Интернет-тестирование базовых знаний: учебное пособие/ В.В. Горбачев. Н.П. Калашников, Н.М. Кожевников – СПб.: Издательство «Лань», 2010, с. 42-59, 60-64, 73-77, 105-113.
Кожевников Н.М. Концепции современного естествознания: Учебное пособие, 4-е изд.. испр./ Н.М. Кожевников.- СПб.: Издательство «Лань», 2009, с. 63-72, 86-109, 126-139.
Лекция 5. Порядок и беспорядок в природе План лекции.
Динамические и статистические закономерности (теории) в познании природы.
Основные характеристики (макропараметры) равновесного теплового макросостояния и его термодинамическое и статистическое описание.
Элементы неравновесной термодинамики диссипативных систем. Закономерности самоорганизации в природе.
5.1. Динамические и статистические закономерности (теории) в познании природы
Терминологические определения порядка и хаоса мы привели в лекции №3 (3.4).
Повторим эти определения и на их основе дадим определение беспорядку.
Хаос – состояние, в котором не образуется устойчивых во времени структур, отсутствуют согласованные направленные процессы. В общем смысле – «полный беспорядок», нарушение последовательности, стройности. В физику, как обобщенное учение о явлениях природы, понятие хаоса ввели Л. Больцман и Дж. Гиббс.
Порядок – состояние, в котором имеются согласованные (устойчивые) направленные процессы и «запоминаемость» определенных конфигураций; правила, по которым совершается что-нибудь; числовая характеристика той или иной величины.
Беспорядок – состояние, промежуточное между порядком и хаосом, в котором развивается «склероз» в «запоминаемости» определенных конфигураций и (или) хаотизация согласованных (устойчивых) направленных движений, т.е. беспорядок обычно связывают с наличием направленных процессов, хотя и хаотического характера, от порядка к хаосу. Важно помнить и о возможности направленных процессов от хаоса к порядку (упорядочивание, самоорганизация состояния, как системы).
При этом промежуточное состояние можно также характеризовать как беспорядок, но с направленным движением от хаоса к порядку.
Естественно, что порядок и беспорядок в природе предопределили динамические и статистические закономерности (теории) в познании природы.
Динамическими закономерностями (или теориями) называются закономерности (или теории), в которых однозначно связаны физические
(естественнонаучные) величины, выражаемые количественно.
Статистическими закономерностями (или теориями) называются закономерности (или теории), в которых однозначно связаны только вероятности определенных значений тех или иных физических (естественнонаучных) величин, связи между самими этими величинами неоднозначны.
Два способа описания природы ярко проявляются уже на макроуровне в общем естествознании. Стремление к порядку и детерминированному упорядочиванию классического состояния объектов обеспечило доминирование в классике фундаментальных теорий динамического характера. К их числу относятся классическая механика Ньютона, электродинамика Максвелла, механика сплошных сред, термодинамика, специальная и общая теории относительности.
Абсолютизация динамических закономерностей была характерной не только для физики, но и для других естественных наук и случайному, как объективной категории, не было места в классической стратегии естественнонаучного мышления.
Однако необратимость многих природных процессов и прежде всего тепловых процессов явно нарушила универсальный характер динамических закономерностей в природе.
Максвелл указал на принципиальное отличие механики отдельной частицы от механики большой совокупности частиц, подчеркнув, что большие системы характеризуются параметрами (давление, температура и др.), не применимыми к отдельной частице. Так он положил начало новой науке – статистической механике. На основе статистического подхода удалось совместить обратимость отдельных механических явлений (движений отдельных молекул) и необратимый характер движения их совокупности (рост энтропии в замкнутой системе).
В дальнейшем оказалось, что идеи хаоса характерны не только для тепловых явлений, а более фундаментальны. Планк, изучая хаотичность теплового излучения, связанную с дискретностью, нашел выход в введении кванта, который должен был примирить прежние и новые представления, но на самом деле сокрушил классическую физику. Интерес к невозможности однозначных предсказаний возник в связи с появлением принципиально иных статистических законов движения микрообъектов, составляющих квантовую механику.
При этом, как мы отмечали выше, квантовое микросостояние вводится не только для системы тождественных микрочастиц, но и для одной микрочастицы.
Именно квантовая физика придала статистическим закономерностям (теориям) особую эпистемологическую фундаментальность в неклассическом и постнеклассическом естествознании.