- •Естествознание как единая наука о природе. Предмет и цели.
- •История естествознания. Зарождение и этапы развития.
- •Тенденции развития естествознания: естественные науки, классификация, интеграция и дифференциация наук.
- •Научный метод.
- •6. Естественнонаучная и гуманитарная культуры.
- •7. Панорама современного естествознания.
- •8.Тенденции развития естествознания, его ограниченность и незавершенность.
- •9. Системно-культурный подход в современном естествознании, цели и задачи.
- •Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
- •11. Ньютоновская и эволюционная парадигмы.
- •12. Концепция материи. Вещество и поле. Концепция движения материи.
- •13. Энергия как универсальная мера движения. Закон сохранения энергии в макроскопических процессах.
- •14. Концепции пространства и времени.
- •15. Принцип историзма и концепция развития.
- •16. Системно-структурный подход в современном естествознании. Понятие системы, состояния и структуры системы. Параметры состояния и уравнение состояния.
- •Понятие системы, состояние и структуры системы. Параметры состояния и уравнение состояния.
- •17. Равновесные и неравновесные состояния. Процессы, равновесные и неравновесные процессы. Изменение состояния системы со временем.
- •18.Общие системные принципы: структурность, целостность, иерархичность, развитие и изменчивость, взаимосвязь системы с внешней средой.
- •20. Концепции материи, движения материи и структурных уровней организации материи. Мега-, макро- и микромиры - иерархия систем структурных элементов. Принцип относительности.
- •21.Развитие материи и принцип историзма. Принцип причинности. Принцип единства законов природы.
- •22.Концепция взаимодействия. Близкодействие и дальнодействие. Фундаментальные взаимодействия. Принцип суперпозиции.
- •23.Эволюция вселенной. Сценарии эволюции. Эволюция звезд и солнечной системы.
- •24.Симметрия и асимметрия как особенности природы. Принцип симметрии. Симметрия и законы сохранения. Изменчивость мира и законы сохранения.
- •25.Динамическая система и ее эволюция. Классические механические системы.
- •26.Детерминизм. Детерминированные системы. Случайность и неопределенность в поведении и развитии систем. Детерминированный хаос.
- •27.Физические системы, их состояния и изменение состояния со временем. Фазовое пространство и фазовые траектории, фазовые портреты. Сценарии поведения систем. Хаос.
- •28.Квантово-механические системы. Понятие квантово-механической системы, ее состояния и изменения состояния. Принцип неопределенности и принцип дополнительности. Принцип соответствия.
- •29.Динамические и статистические закономерности в природе.
- •Термодинамические системы. Энтропия. Принцип возрастания энтропии. «Стрела» времени. Неравноправие порядка и беспорядка в замкнутых системах.
- •32.Представления о происхождении жизни на земле. Жизнь как следствие эволюционных процессов. Многообразие неорганических и органических соединений и зарождение жизни.
- •33.Сущность и специфика живого.
27.Физические системы, их состояния и изменение состояния со временем. Фазовое пространство и фазовые траектории, фазовые портреты. Сценарии поведения систем. Хаос.
Естествознание изучает различные системы, которые по характеру взаимодействия элементов классифицируются как физические, химические, биологические и т. д. Состояние систем различной природы определяется наборами величин, характерных для данной системы - параметрами состояния. Параметры состояния определяются природой изучаемой системы и ими могут быть угол отклонения маятника от положения равновесия, концентрации химических веществ в реагирующей смеси, численности популяций животных и растений в экологическом сообществе и т.д.
Изменение состояния со временем или эволюция системы описывается дифференциальными уравнениями, устанавливающими зависимость скорости изменения параметров состояния системы от их начальных значений и функций, характеризующих внутренние и внешние взаимодействия элементов системы. Эти уравнения являются математическими моделями эволюции, исследование которых должно определить возможный сценарий эволюции при определенных фиксированных значениях параметров состояния и взаимодействий. В большинстве случаев по известным значениям параметров взаимодействия, мы можем при любых начальных значениях параметров состояния решить систему дифференциальных уравнений и предсказать изменение параметров состояния во времени, то есть описать эволюцию системы. Описание будет иметь качественный характер из-за исходных неточностей моделей, являющихся лишь некоторым приближением к действительности.
28.Квантово-механические системы. Понятие квантово-механической системы, ее состояния и изменения состояния. Принцип неопределенности и принцип дополнительности. Принцип соответствия.
Для описания этих систем используются классические и квантовые величины, не имеющие аналогов в макромире. Описание основывается на законах, которые не могут быть выведены из классических представлений, поскольку они являются более общими и включают в себя классические законы как частный случай, получаемый в виде следствий из постулатов квантовой механики - соотношения неопределенностей Гейзенберга и принципа дополнительности Бора.
Принцип неопределенности утверждает принципиальную невозможность одновременного измерения координаты и импульса частиц со сколь угодно высокой наперед заданной точностью. Неравенство, связывающее возможные погрешности измерений, было предложено Гейзенбергом и носит название соотношения неопределенностей: Dp×Dх ³ h, где h - постоянная Планка. Увеличение точности измерения одной величины будет сопровождать падением точности измерения другой величины. Неопределенность присуща исходному состоянию системы и неустранима принципиально. Поэтому точный прогноз эволюции системы, по-видимому, вообще невозможен. невозможность точного определения какой-либо характеристики не означает невозможности изучения объекта Принципиальным отличием квантово-механического описания от классического является отказ от детерминированности и признание принципиальной роли случайности. Состояние микрообъекта в квантовой механике характеризуется волновой функцией y (пси-функцией). Пси-функция не имеет физического смысла, однако квадрат ее модуля определяет вероятность нахождения частицы в данном состоянии (вероятность попадания частицы в малый объем пространства вблизи заданной точки пространства в заданный момент времени). Эта вероятность связана с квантовыми свойствами микрочастиц, таким образом связь классических и квантовых величин включает в себя неоднозначность, неопределенность и вероятность. Процессы изменения состояния системы принципиально вероятностны. Уравнение Шредингера, позволяет получить значение волновой функции в заданный момент времени по заданным воздействиям на систему. что квантово-механическое описание системы с помощью волновой функции не является полным описанием реального положения вещей. Существуют некоторые дополнительные, "скрытые" от нас и недоступные наблюдению параметры, позволяющие точно предсказать состояние системы и дать возможность использования классического детерминизма для описания квантовых явлений. Принцип дополнительности- в области квантовых явлений наиболее общие физические свойства какой-либо системы должны быть выражены при помощи дополняющих друг друга пар независимых переменных, каждая из которых может быть лучше определена только за счет соответствующего уменьшения степени определенности другой.
Современная формулировка - никакая классически непротиворечивая система понятий не может описать реальность, всегда существуют различные, взаимоисключающие и взаимодополняющие подходы, каждый из которых отрицает другой. Только совместное рассмотрение этих описаний может дать нам полную картину происходящих в мире событий.