- •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.
13. Энергия как универсальная мера движения. Закон сохранения энергии в макроскопических процессах.
Все формы движения материи взаимосвязаны и могут переходить друг в друга. Количественной мерой движения материи при переходе одних ее форм в другие является энергия. Энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а только превращается из одной формы в другую в эквивалентных количествах. Энергия поля при движении постоянна , она лишь переходит из одной формы в другую. Закон сохранения энергии является всеобщим законом Природы.Закон сохранения энергии : сумма кинетической и потенциальной энергии постоянна. Не обнаружено ни одного исключения из этого закона, ни одно из следствий закона не находится в противоречии с опытом. Закон выражает неуничтожимость и эквивалентность различных видов энергии при их взаимных переходах.
У закона сохранения энергии есть интересная особенность: если мы настаиваем на его выполнении в любом физическом процессе, то нам придется непрерывно придумывать новые формы энергии. Такая процедура характеризует наш способ изучения мира, и не раз подобный подход оказывался плодотворным. Пуанкаре однажды заметил, что мы скорее придумаем новые формы энергии, чем откажемся от закона сохранения.
14. Концепции пространства и времени.
Нет явлений и объектов Природы, существующих вне пространства и времени. Концепция пространства прошла длительный путь становления и развития. Первые представления о пространстве возникли из очевидности существования в Природе различных тел. Свойство материальных тел иметь протяженность, занимать определенное место в окружающем мире и располагаются определенным образом друг относительно друга, сформировались в понятие пространства. Пространство отражает порядок сосуществования тел. Различные концепции пространства возникли еще во времена античности. Атомисты утверждали концепцию бесконечного пустого пространства - вместилища тел и арену их движений Только в таком пространстве могли существовать и двигаться атомы. Это пространство однородно и изотропно: все его части абсолютно одинаковы и неразличимы, . Отрицание атомов отрицало концепцию пустого пространства. В новой концепции пространство являлось совокупностью мест, занимаемых телами. Место тела есть его ограничение другими телами. Практическая деятельность способствовала формированию понятия времени и созданию системы единиц его исчисления. система естественных и искусственных единиц времени , привела к идее универсального всепроникающего времени, которому подчинены любые процессы в живой и неживой Природе Время есть свойство материальных процессов иметь определенную длительность, следовать друг за другом в определенной последовательности и развиваться по этапам и стадиям . Раскрывая сущность пространства и времени, Ньютон определил их как вместилища самих себя и всего существующего.
Ньютон развивал концепцию пустого пространства (вместилища тел): непрерывного, неподвижного, однородного, изотропного, имеющего три измерения. Однородность и изотропность пространства приводит к неразличимости его частей, неизмеримости и непознаваемости пространства. Пространство является абсолютным, существующим само по себе, бесконечным, бестелесным, абсолютно проницаемым, не воздействующим на материю и не подвергающемся какому-либо воздействию.
Представление о абсолютном времени, не связанном с явлениям во Вселенной и протекающем с равномерной скоростью, вошло в научное мировоззрение благодаря трудам Барроу и Ньютона и получило название ньютоновской концепции времени. Время Ньютона является пустым вместилищем событий, ход которых не влияет на течение времени. Время одномерно, непрерывно, бесконечно и однородно Ньютон считал пространство и время особыми началами, существующими независимо от материи, - пространство и время являются абсолютными. Эти представления противоречат повседневному опыту: мы имеем дело . Ньютон решил проблему соотношения абсолютного и относительного пространства и времени, вводя понятие инерциальной системы отсчета (ИСО), позволяющей определить положение тела и его движение по отношению к другим телам и к определенным «часам», - равномерно текущему процессу, служащему мерой времени. Относительные пространство и время стали доступны для наших органов чувств и измерительных инструментов В концепции Ньютона пространство и время независимы друг от друга, . Их независимость приводит к принципу относительности, согласно которому законы механических явлений одинаковы в различных ИСО. Из принципа относительности вытекает невозможность определения абсолютной скорости тела, (скорость тела различна в различных системах отсчета), но допускается возможность определения абсолютного ускорения, что рассматривалось Ньютоном как доказательство существования абсолютного пространства и времени и абсолютного движения. Концепция Ньютона опиралась на представления о взаимодействии тел – дальнодействие(ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕ — представление, согласно которому действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на сколь угодно большие расстояния). Мгновенность передачи действия от тела к телу делала весь мир единой материальной системой с единым Лейбниц отвергал представления о пространстве и времени как о самостоятельных началах бытия . По мнению Лейбница пространство и время вне вещей и вне процессов не существуют. Пространство - это порядок взаимного расположения множества индивидуальных тел, существующих вне друг друга. Время - порядок сменяющих друг друга явлений или состояний тел, связанный с причинными отношениями. Абсолютные пространство и время являются абстракциями, созданными человеком. Пространство есть порядок вещей, время - порядок явлений Концепция единого универсального времени потерпела крах: течение времени и протяженность тел зависят от скорости движения тел; структура и свойства пространства-времени изменяются в присутствии пассивных тел и порожденного ими гравитационного поля В современном естествознании используются понятия биологического, психологического и социального пространства и времени. Биологическое пространство и время характеризуют особенности пространственно-временных параметров живой материи. Психологическое пространство и время характеризуют структуры пространства и времени, связанные с восприятием окружающего мира. Социальное пространство и время характеризуют пространственно-временные особенности социальных объектов и процессов.
Специалисты размышляют над вопросом направления течения времени. Лейбниц предполагал, что время течет от причины к следствию. В концепции Больцмана направление времени определяется направлением эволюции замкнутой системы. Эддингтон полагал, что направление времени связано с эволюцией Вселенной. Окончательного ответа на вопрос направленности времени не получено Важной нерешенной проблемой является проблема единства времени . Нерешены также проблемы обратимости времени, его непрерывности, ограниченности и многие другие.
Основные свойства пространства и времени.
Пространство и время неотделимы от материи, являясь формами ее существования.
Пространство и время вечны и бесконечны, они не зависят от сознания человека.
Свойства пространства и времени относительны. Они различны на различных уровнях строения материи и зависят от процессов развития в материальных системах. Абсолютно лишь существование пространства и времени и их связь с материей и ее движением.
Пространство определяет порядок взаимного расположения объектов, их протяженность и размеры.
Время определяет порядок смены и следования материальных процессов. Время необратимо, любой материальный процесс развивается в одном направлении - от прошлого к будущему.
Пространство не имеет определенной направленности и принципиально не может быть одномерным. Трехмерность пространства означает, что положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых координат.
Пространство и время взаимосвязаны. Пространство-время - это совокупность отношений материальных объектов и их состояний, характеризующих существование материальных объектов и последовательность их состояний. Пространство-время является четырехмерным, к трем пространственным координатам добавляется временная.