ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СЕВЕРО – КАВКАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПЯТИГОРСКИЙ ФИЛИАЛ

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Курс лекций

Пятигорск 2008

Составитель: Горбаченко В.А.

Рецензент: Руденко В.Г.

Лекции по курсу «Концепции современного естествознания» соответствуют государственным образовательным стандартам для гуманитарных и обществоведческих специальностей. Пособие содержит методические рекомендации по изучению курса, темы практических занятий, темы рефератов, тестовые задания, основную и дополнительную литературу.

Предназначено для студентов всех форм обучения.

Утверждено на заседании кафедры, протокол № ___ от _________

Познание природы

освобождает от страха смерти,

суеверий и религий

Эпикур

Введение

Цель преподавания дисциплины “Концепции современного естествознания”

- познакомить студентов с основными законами природы, объяснить их действие на примерах наблюдаемых явлений и результатах физических экспериментов;

- убедить студентов в единстве материального мира, в необходимости широкого, комплексного подхода к его познанию;

- в возможности применения основных физических и химических понятий и закономерностей к анализу биологических, может быть, даже, социальных явлений;

- показать, что развитие человеческого общества, такой же естественный процесс, как формирование галактик или развитие вируса.

Студенты должны увидеть то общее, что объединяет все компоненты этого процесса и то, что вносит и может внести Разум в мировой эволюционный процесс.

Для достижения цели, стоящей перед преподавателем и студентами весь курс можно представить состоящим из трёх частей: “Неживое вещество “, “Живое вещество”, “Эволюционный процесс в природе”.

В первой части рассматриваются основы таких наук, как физика, химия, астрономия, освещаются основные закономерности неживой природы, приводятся, также примеры биологических и социальных явлений, иллюстрирующих всеобщность Законов природы.

Во второй части затрагиваются проблемы возникновения, существования и развития живого вещества, проблемы существования и изменения биосферы, освещаются и анализируются известные факты эволюции биосферы.

Большая часть курса посвящена рассмотрению закономерностей и механизмов эволюционного процесса в открытых системах. Рассматривается и утверждается жёсткая необходимость объединения двух культур, гуманитарной и естественно ­- научной, как форм познания единой Природы. Эти две культуры дополняют и помогают друг другу, и разносторонне образованный человек воспринимает мир ярче, красочнее, яснее и глубже понимает происходящее, следовательно, решения в условиях меняющегося мира принимает те, которые помогают ему выжить, нейтрализовать последствия своих необдуманных действий или природных катаклизмов.

Общие методические указания

Основной формой обучения студента была его самостоятельная работа над учебным материалом. Для облегчения этой работы в вузе читают лекции, проводят практические занятия, устраивают защиту рефератов, сдачу зачётов и экзаменов. Поэтому самостоятельная работа студента при изучении дисциплины состоит из этапов:

1) проработка лекций,

2) самостоятельная работа над учебниками и дополнительной литературой,

3) реферирование статей из журналов и энциклопедий, глав книг,

4) выступление с докладами и сообщениями на практических занятиях перед аудиторией, защита реферата.

5) сдача зачёта и экзамена.

Темы рефератов

1. Естественно-научная и гуманитарная культуры. Научный метод познания. Тенденции развития естествознания.

2. Структурные уровни организации материи. Иерархия объектов вещественной формы материи: микромир, макромир.

3. Полевая форма материи: гравитационное и электромагнитное поля, их характеристики – напряженность и потенциал. Электромагнитные и гравитационные волны.

4. Мегамир: Солнечная система – планеты, кометы, астероиды, метеориты.

5. Мегамир: звёзды, Солнце. Галактики, Млечный путь, скопления галактик, Вселенная.

6. Фундаментальные взаимодействия в природе. Гравитационное взаимодействие, его характеристики. Гравитационная масса. Закон всемирного тяготения.

7. Электромагнитное взаимодействие и его характеристики. Закон Кулона. Сила Лоренца. Сила Ампера. Магнитные бури. Полярные сияния.

8. Сильное (ядерное) взаимодействие элементарных частиц. Образование ядер, атомов вещества.

9. Слабое взаимодействие элементарных частиц и его проявление – распад нейтрона и взрыв сверхновой звезды.

10. Основные понятия и законы физики как основной науки о природе. Инертность объектов природы. Гравитация как свойство объектов. Инертная и гравитационная массы. Принцип эквивалентности.

11. Законы Ньютона – основа классического описания механических явлений. Импульс тел (количество движения). Закон сохранения импульса замкнутой системы тел и его проявление.

12. Работа, мощность, единицы измерения. Энергия, кинетическая и потенциальная. Связь между работой и энергией. Закон сохранения энергии в замкнутых системах.

13. Механические величины, характеризующие вращательное движение твердого тела – момент силы, момент инерции, момент импульса. Закон сохранения момента импульса и его проявление.

14. Замкнутые системы с большим числом частиц. Равновесное состояние системы. Флуктуации. Внутренняя энергия системы. Количество теплоты и работа при тепловых процессах. Первое и второе начала термодинамики.

15. Порядок и беспорядок в замкнутой системе. Энтропия системы. Закон возрастания энтропии.

16. Открытые системы с большим числом частиц. Принцип минимума производства энтропии в открытых системах. Понятия простого и сложного в природе.

17. Понятие о квантовой механике. Корпускулярно-волновой дуализм объектов природы. Принцип неопределенности. Принцип дополнительности. Принцип квантования. Принцип запрета. Принцип суперпозиции.

18. Биологический уровень организации материи. Структура и свойства аминокислот и белковых соединений.

19. Структура и свойства нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Гены, генные мутации. Генная инженерия.

20. Отличие и сходство живого и неживого вещества в структурном и функциональном планах. Структура и свойства растительных и животных клеток.

21. Биосфера. Возникновение биосферы. Распределение массы и видов живого вещества в биосфере по среде обитания.

22. Земля. Масса, размеры, строение и история геологического развития Земли. Современные концепции развития геосферных оболочек. Литосфера и гидросфера как абиотическая основа жизни на Земле.

23. Возникновение и эволюция живого на Земле. Принципы и механизмы эволюции, воспроизводства и развития живых систем. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы.

24. Проблема происхождения и эволюции человека. Генетика. Мутации. Проблемы клонирования.

25. Современные концепции происхождения Вселенной, химических элементов, планет. Рождение, жизнь и смерть звёзд.

26. Равновесие физических систем. Принципы и механизмы эволюции систем в зависимости от изменения внешних условий. Направленность, неравномерность и ограниченность эволюционного процесса.

27. Самоорганизация в живой и неживой природе. Гипотезы сальтационизма и пуктуализма в эволюционном процессе. Эволюция эволюционных процессов.

28. Биосфера и космические циклы. Человек; физиология здоровье, эмоции, работоспособность, творчество.

29. Понятие ноосферы. Принцип универсального эволюционизма. Путь к единой культуре.