- •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.
29.Динамические и статистические закономерности в природе.
Эволюция механической системы рассматривается как детерминированное изменение ее начального состояния. Закономерности эволюции называют динамическими, поскольку они однозначно определяются силами, действующими на систему.
Естествознание вынуждено использовать вероятностный подход и изучать вспомогательные статистические закономерности. Появление статистических закономерностей связали прежде всего со сложностью изучаемых систем, но во второй половине 20 века было установлено, что в простых системах, считавшихся детерминированными, возможны принципиально неустранимые случайные явления. Динамические и статистические закономерности различаются содержанием понятия состояния системы. В динамических теориях состояние системы определяется параметрами состояния, в статистических - вероятностями принятия некоторых значений параметрами состояния.
30.СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ. МИКРО- И МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ. МИКРО- И МАКРОСОСТОЯНИЯ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. ЭНТРОПИЯ. ПРИНЦИП ВОЗРАСТАНИЯ ЭНТРОПИИ. «СТРЕЛА» ВРЕМЕНИ. НЕРАВНОПРАВИЕ ПОРЯДКА И БЕСПОРЯДКА В ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМАХ.
Многие объекты Природы являются сложными системами. Элементами сложных систем являются частицы (атомы, молекулы, организмы) Сложной физической системой является идеальный газ. Его описывают на макро- и микроскопическом уровнях, используя макро- и микроскопические наборы параметров состояния. Микроскопическое описание требует знания параметров состояния всех элементов системы в любой момент времени. Сложность такого описания очевидна, поскольку:
оно будет громоздким, требующим составления и анализа огромного числа уравнений движения, задания множества начальных условий и громоздких вычислений
оно не всегда раскроет особенности поведения системы как целого, так как свойства и функции системы и ее элементов могут быть различными
подробное описание систем с большим числом произвольных элементов просто невозможно
Исследования идеального газа показали:
состояние отдельной частицы является случайным - ее микропараметры (координаты и импульс) непредсказуемы из-за непрерывного и хаотического изменения
индивидуальные свойства отдельных частиц макроскопической системы теряют свою значимость из-за неразличимости частиц
у совокупности частиц появляются свойства, отсутствующие у отдельных частиц
Микроскопическое описание должно использовать статистические закономерности и газ должен рассматриваться как вероятностная система, состояние которой определяется вероятностями попадания координат и импульсов частиц в определенный малый интервал значений. Макроскопическое описание значительно проще, поскольку требует знания небольшого числа параметров и позволяет рассматривать газ как детерминированную динамическую систему.
Два описания одной системы привели к проблеме поиска взаимосвязи микро- и макропараметров системы. В результате был разработан статистический подход, являющийся своеобразным компромиссом. Он позволил рассматривать средние значения микропараметров и связать их с макропараметрами, установив более глубокий физический смысл феноменологически введенных характеристик и объяснив природу связывающих их закономерностей. Представляется весьма вероятным, что статистический подход может быть плодотворным при описании состояния и эволюции сложных химических, биологических, социальных и экономических систем.