Міністерство
освіти і науки,молоді та спорту України
Сумський державний університет
Машинобудівний коледж
ОПОРНІ КОНСПЕКТИ
з дисципліни
“Фізичний образ світу”
для студентів спеціальності
5.03030301 „Видавнича справа та редагування”
2010 р.
Опорні конспекти розроблені викладачем дисципліни „Фізичний образ світу” Бондаренко Д. І.
Розглянуто і затверджено цикловою комісією соціально – гуманітарних дисциплін
Протокол № 01 від “02” вересня 2010 р.
ЗМІСТ
Тема: Вступ. Сучасна наукова картина світу………………………………4
Тема: Зміна наукових картин світу…………………………………………..6
Тема: Фізична картина світу: революції в космології……………………..8
Тема: Процеси самоорганізації в неорганічній природі…………………10
Тема: Основні принципи та підходи синергетики………………………...14
Тема: Глобальний еволюціонізм……………………………………………16
Тема: Антропний принцип та антропосоціальний парадокс……………18
Рівні засвоєння навчального матеріалу:
перший рівень– початковий (1) – студент відтворює основний навчальний матеріал, здатний розв’язувати завдання за зразком;
другий рівень – достатній (2) – студент знає істотні ознаки понять, явищ, закономірностей зв’язків між ними, а також самостійно застосовує знання в стандартних ситуаціях, володіє розумовими операціями (аналізом, абстрагуванням, узагальненням тощо), уміє робити висновки, порівняння, виправляти допущені помилки; відповідь повна, правильна, логічна, обгрунтована;
третій рівень – високий (3) – знання студента є глибокими, міцними, узагальненими, системними; студент уміє застосовувати знання творчо, його навчальна діяльність має дослідницький характер, позначена вмінням самостійно оцінювати різноманітні життєві ситуації, явища, факти, виявляє і відстоює особисту позицію – студенти роблять доповіді та їх захищають.
Тема: Вступ. Сучасна наукова картина світу.
Основні поняття: наукова картина світу, «нова етика», еволюціонізм, глобальний універсалізм, самоорганізація, синергетика.
План:
Предмет та завдання курсу.
Криза класичної науки і формування нових підходів до вивчення світу та організації людської діяльності.
1. Метою предмету є формування цілісних уявлень про розвиток науки і техніки; структурування знань про досягнення людської думки в різні періоди історії людства; представлення розвитку науки як зміни картин світу; формування уявлень про сучасну науково-природничу картину світу; ознайомлення на рівні глобальних ідей з сучасними досягненнями у науці і техніці.
Задачею викладання курсу є затвердження у свідомості студентів комплексних природно-наукових знань про навколишній світ, формування наукового методу мислення і адекватного відношення людини до навколишнього світу; освоєння найбільш важливих та загальних концепцій в області фізики, хімії, біології та інших природних наук.
Предметом курсу виступає комплекс знань про природу і людину. Курс покликаний визначити місце і значення науки і техніки у сучасній культурі людства, познайомити студентів на рівні загальних уявлень з найбільш важливими концепціями походження Всесвіту, природи, Землі і людини, допомогти їм оволодіти сучасною природничо-науковою картиною світу.
2. На сьогоднішній день основним завданням науки є побудова єдиної наукової картини світу, що включала б в себе неживу природу, органічний світ, соціальне життя.
Довгий час основним критерієм науковості і провідною науковою дисципліною, за прикладом якої мали будуватись інші дисципліни була класична фізика, яка у другій половині ХХ ст. вступила у явну суперечку з новітніми відкриттями в біології. Друге начало термодинаміки проголошує, що процеси еволюції в ізольованих системах мають привести до стану рівноваги, до збільшення явищ ентропії. Класична фізика закріплює оборотність часу, причинно-наслідкових зв’язків, стійкість та порядок, а перенесення другого начала термодинаміки на космологічну модель – «теплову смерть Всесвіту». Основою біології є вчення про еволюціонізм – неперервна поява складно організованих живих систем.
Виходом є глобальний універсалізм, складові: теорія нестаціонарного Всесвіту (еволюція Всесвіту, що постійно роздувається, якості елементарних часток, час та простір у різних всесвітах можуть бути різними), синергетика (відкриті нелінійні системи, які перебувають у взаємозв’язку), еволюціонізм (відсутність розривів між неживою, живою та соціальною природою).
Нові підходи до розуміння Світу визначають нове ставлення людини до природи (природа є організмом, який можна змінювати до певної межі, в іншому випадку зміни в одному викличуть зміни цілої системи). Екологічне виховання. Нова етика, що виходить з принципу рівності людини та природи, відповідальності людини. Новий діалог між культурами, на зміну західної моделі поведінки, побудованій на протистоянні людини і світу має прийти «східний принцип» (Індія, Китай) – людина частина природи.
В сучасній науці відбувається процес введення релігійних уявлень у наукову картину: Бог (над світом матеріальних об'єктів знаходяться: поверх ідеальних фізичних і математичних структур, що задають фундаментальні закони природи; поверх численних програм, що визначають еволюцію Всесвіту в цілому і матеріальних систем зокрема), творення порядку з хаосу, концепція «не діяння», що відображає основні уявлення про самоорганізацію.
Закріплення вивченого матеріалу
Вміти давати відповіді:
Предмет курсу «Фізичний образ світу».
Завдання курсу «Фізичний образ світу».
Передумови та необхідність формування нової наукової картини світу.
Принципи «нової етики».
Зв'язок релігії та науки на сьогоднішньому етапі розвитку знання.
Чи припускає сучасна наука існування Бога.
Вміти порівнювати: Порівняти основні принципи та підходи класичної та некласичної науки.
Визначити специфіку нових підходів до проблеми взаємозв’язку людини та природи.
Робити доповіді:
«Основні принципи некласичної науки».
«Чому на сьогоднішній день так необхідний діалог між різними культурами».
Література
Основна:
Опанасюк А. С. Сучасна фізична картина світу,С: СумДУ,2005.-328 с
Степин В. С. Теоретическое знание, Москва: Прогресс,2003-744 с
Хакен Г. Синергетика,Москва: «Мир», 1980.
Хакен Г. Тайны природы,Москва-2003,-320 с
Додаткова:
Абачиеп С. К. Концепции современного естествознания (в 2-х частях). Балашиха. - 1988. - I ч.: 150 с, II ч.: 190 с.
Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр. — 1998. — 208 с.
Грушевицкая Т. Г., Садохии А. П. Концепции современного естествознания. -М.: Высш. школа. - 1988. - 176 с.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой: Пер. с англ./ Общ. ред. В. И. Аршинова, Ю. Л. Климонтовича и Ю. В. Сачкова. — М.: Прогресс, 1986.—432 с.
Тема: Зміна наукових картин світу.
Основні поняття: наукова картина світу, наукова теорія, «механіцизм», релятивізм.
План:
Поняття наукової картини світу.
Історична ретроспектива наукових картин світу.
1. Фізична картина світу - це найзагальніше теоретичне знання у фізиці (система понять, принципів і гіпотез), що є основою для побудови наукових теорій.
2. Розвиток фізики, що довгий час визначала розвиток всього комплексу наукового знання, безпосередньо пов'язаний з утвердженням фізичних картин світу, що змінюють одна одну. Побудовані картини світу:
Механістична (Галілей, Кеплер, Ньютон, XVI-XVII ст.)
Основу картини світу становить ідея атомізму, за якою всі тіла складаються з неподільних першоелементів-атомів (корпускул), що перебувають у неперервному тепловому русі.
Взаємодії тіл на відстані відбувається миттєво (принцип дальнодії Ньютону). Світ є незмінним у часі.
Панує концепція абсолютного простору і часу.
Світ побудований на єдиному фундаменті – на законах механіки Ньютона. Діють динамічні закономірності.
Основний об'єкт дослідження закриті (замкнені) системи.
Всі процеси оборотні і протікають без розсіювання енергії. Світ описується лінійними законами.
Панує детермінізм, за яким, якщо відомі початкові умови системи, то можна точно передбачити її майбутнє.
Основний метод пізнання аналіз (редукціонізм - властивості цілого є сумою властивостей частин).
Життя і розум у цій картині світу не мають ніякої якісної специфіки.
Математичною основою механістичної парадигми є лінійні диференціальні рівняння.
Електромагнітна (Фарадей, Максвел, друга половина XIX ст. )
В науку вводиться поняття фізичного поля.
Матерія в цій картині існує в двох формах – речовини і поля, між якими є непрохідна грань: речовина не перетворюється на поле і навпаки.
Відомі два види поля – електромагнітне і гравітаційне.
Взаємодії тіл на відстані відбувається зі швидкістю світла (принцип близькодії).
Вводиться концепція відносного простору і часу. Час нерозривно пов'язаний з процесами, які відбуваються у полі.
Все в природі (крім гравітації) зводиться до електромагнетизму.
У фізику вперше вводяться поняття випадковості та ентропії, стріли часу. З'ясовується необоротність більшості процесів у природі.
У науці продовжує панувати ньютонівсько-картезіанська парадигма подвійної реальності, за якою світ існує незалежно від людини. Відповідно матеріальний світ можна описати об’єктивно, не долучаючи до цього опису людину - спостерігача.
Життя і розум не мають ніякої якісної специфіки.
Квантово-релятивістська (Ейнштейн, Планк, Бор, де Бройль, Шредингер та ін., 1-3 десятиріччя XX ст.)
Основа - релятивістська фізика і квантова механіка.
В фізику вводиться ідея дискретності, кватово-корпускулярного дуалізму. Зтирається грань між речовиною і полем.
Простір і час відносні і пов'язані як між собою так і з матерією.
Виникає ідея розвитку (діалектики) природи.
Атом є подільним. Стабільність елементарних частинок виняток, правилом є їхнестабільність.
Фундаментальними є закономірності ймовірності, що не зводяться до динамічних. Природа речей ґрунтується на випадковості і невизначеності. Опис природи на рівні мікросвіту та ансамблю частинок ймовірностний.
Принципово неможливо відокремити спостерігача від об’єкта досліджень. Звідси картина світу є субєктивною.
Еволюційно-синергетична (теперішній час)
Основна задача: включення життя і розуму у картину світу.
Перегляд уявлень про простір і час: простір є багатовимірним; простір і час є дискретними.
Основою світу є збудження фізичного вакууму.
Основний об'єкт дослідження відкриті динамічні системи.
Центральна ідея – ідея розвитку або еволюції природи.
Усвідомлення нелінійності більшості явищ Всесвіту.
Опис природи на всіх рівнях буття ймовірностний.
Зміна способу мислення: аналітичне мислення замінюється системним.
Математичний апарат нелінійні диференціальні рівняння
Закріплення вивченого матеріалу