- •Федеральное агентство по образованию
- •Введение
- •1. Панорама современного естествознания
- •1.1. Естественнонаучная и гуманитарная культура
- •1.2.Научный метод
- •1.3. История развития естествознания
- •1.4.Физика - основа современного естествознания
- •2. Иерархия структур в микро-, макро- и мегамире
- •Звёзды. Галактики. Вселенная
- •3. Представление о концепциях материи, движения, пространства и времени
- •3.1.Основные свойства пространства и времени
- •3. 2. Принципы относительности и инвариантность. Симметрия
- •4. Механическое движение. Классическая концепция Ньютона
- •4.1. Физические величины и их единицы измерения
- •4.2. Классическая концепция Ньютона
- •Силы. Закон всемирного тяготения
- •Закон сохранения импульса
- •4.3. Работа, мощность, энергия
- •4.4. Закон сохранения механической энергии
- •4.5. Общефизический закон сохранения энергии
- •5. Колебания и волны
- •5.1. Гармонические колебания и их характеристики
- •5.2. Вынужденные колебания. Резонанс
- •5.3. Волновые процессы
- •5.4. Свойства волн: интерференция, дифракция
- •6. Фундаментальные взаимодействия
- •6.1. Концепции близкодействия и дальнодействия
- •6.2 Виды фундаментальных взаимодействий
- •6.3. Понятие физического поля
- •6.4. Гравитационное поле
- •6.5. Электромагнитные поля и волны
- •6.6. Принцип суперпозиции
- •6.7. Шкала электромагнитных волн
- •7. Статистические и термодинамические свойства макросистем
- •7.1. Основные понятия молекулярной физики
- •7.2. Термодинамические законы
- •7.3. Энтропия
- •7.4. Второе начало термодинамики
- •7.5. Термодинамика открытых систем
- •8. Концепция корпускулярно-волнового дуализма
- •8.1. Природа света
- •8.2. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц
- •8.3. Принципы неопределённости и дополнительности
- •9. Элементы атомной и ядерной физики
- •9.1. Физика атома
- •9.2. Строение атомного ядра
- •9.3. Дефект массы и энергия связи ядра. Явление радиоактивности. Виды радиоактивного распада
- •9.4. Ядерные и термоядерные реакции
- •9.5. Воздействие излучения на человека. Радиационно-биологические процессы
- •10. Развитие химических концепций
- •10.1. Эволюция химических знаний
- •10.2. Основные понятия химии
- •10.3. Периодическая система химических элементов д.И. Менделеева и её современный вид
- •10.4. Виды химической связи
- •10.5. Реакционная способность веществ. Химические реакции
- •Скорость химических реакций. Современный катализ
- •Обратимые и необратимые химические реакции
- •Принцип Ле Шателье
- •Тепловой эффект реакции
- •10.6. Методы качественного и количественного анализа
- •10.7. Синтез вещества
- •11. Мегамир: современные космологические концепции
- •11.1. Концепции эволюции Вселенной
- •11.2. Концепции эволюции звездных объектов
- •Черные дыры
- •Белые карлики
- •Нейтронные звезды
- •Пульсары
- •Квазары
- •11.3. Концепции эволюции Солнечной системы
- •12. Планета Земля и современные представления о литосфере
- •12.2. Теория литосферных плит
- •12.3. Географическая оболочка Земли
- •12.4. Условия, способствующие возникновению жизни на Земле.
- •13. Биосфера. Биологические концепции
- •13.1. Развитие биологических концепций
- •13.2. Концепции происхождения жизни
- •13.3. Принципы развития, эволюции и воспроизводства живых систем
- •13.4. Биосфера и ее свойства
- •13.5. Биологические уровни организации материи
- •13.6. Генетика и эволюция
- •14.Экология в современном мире
- •14.1. Основные направления экологии
- •14.2. Вредные вещества и их реальная опасность
- •14.3. Сохранение озонового слоя
- •14.4. Кислотные осадки
- •14.5. Парниковый эффект
- •14.6. Захоронение радиоактивных отходов
- •15. Феномен Человек
- •15.1. Возникновение человека
- •15.2. Человек: физиология, здоровье, работоспособность, эмоции
- •15.3. Творчество
- •15.4. Биоэтика
- •15.5. Космические и биологические циклы
- •16.Самоорганизация в природе
- •16.1. Синергетика - новая междисциплинарная наука
- •16.2. Порядок из хаоса
- •16.3. Диссипативные структуры
- •16.4. Концепции самоорганизации
- •Принцип универсального эволюционизма. Путь к единой культуре
16.4. Концепции самоорганизации
Для того чтобы происходил процесс самоорганизации, должны быть выполнены следующие условия:
- система должна находится вдали от равновесия, т.е. быть нелинейной;
- наличие флуктуации, т.е. отклонения от среднего значения, соответствующего равновесному состоянию.
Процесс самоорганизации протекает следующим образом. Вследствие флуктуации система попадает в неустойчивое состояние. В точке бифуркации система встает на новый путь развития. Те направления, по которым возможно развитие системы после точки бифуркации и, которые отличаются относительной устойчивостью, ведут в новое состояние называемое аттактор; в этом состоянии возникают более упорядоченные диссипативные структуры.
В основе самоорганизации лежит принцип положительной обратной связи, суть которого заключается в том, что изменения, возникающие в системе, не подавляются или корректируются, а накапливаются и при достижении некоторого фактора внешней среды критического значения, приводят к разрушению прежней системы и возникновению новой, более упорядоченной системы.
Принцип универсального эволюционизма. Путь к единой культуре
Синергетический подход может служить новой парадигмой к описанию объектов живой, неживой природы и социума. Синергетическим представлениям полностью отвечает принцип универсального эволюционизма, суть которого заключается в том, что развитие объектов живой, неживой природы, социума происходит в направлении повышения структурной организации. Вся история развития Вселенной от момента нахождения в точечном объеме в сверхплотном состоянии до возникновения человека может быть представлена в виде единого процесса самоорганизации.
Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганического и органического мира, понимание того, что чередование хаоса и порядка является универсальным принципом мироустройства. «Все наблюдаемое нами, все, в чем мы сегодня участвуем, это лишь фрагменты единого синергетического процесса» - отмечал Моисеев.
Синергетика выявила бифуркационный механизм развития, конструктивную роль хаоса в процессах эволюции самоорганизованных систем, механизм конкуренции допустимых, возможных форм структур заложенных в системе. Синергетические понятия применимы к любым развивающимся системам.
Представление об обществе как о социальной машине, действующей по «объективным законам»- досинергетический взгляд. В развитии общества нередко возникают неустойчивые состояния «точки бифуркации»- перекрестки, расщепленные путем развития.
Синергетика выявляет методы и закономерности процессов самоорганизании в самых различных областях естественного технического и гуманитарного знания. Поэтому естествознание непрерывно связано с гуманитарной культурой, и они совместно определяют общую культуру. Это понятно еще и потому, что именно гуманитарные ценности определяют приоритетные направления естественных наук. Поэтому справедливо писал Моисеев: «Мы на пороге новой культуры - синтеза глобального духовного сознания и глобального научного знания».
Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
Естественнонаучная и гуманитарная культуры.
Научныйметод.
История естествознания. Панорама современного естествознания.
Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
Порядок и беспорядок в природе, хаос.
Структурные уровни организации материи. Микро-, макро- и мегамиры.
Пространство, время. Концепции материи, движения, пространства и времени. Симметрия.
Принципы относительности.
Законы сохранения.
Классическая концепция Ньютона.
Концепция близкодействия и дальнодейтсвия. Физическое поле.
Гравитационное и электромагнитное поля.
Колебания и волны.
Принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности.
Динамические и статистические закономерности в природе.
Первое начало термодинамики, как закон сохранения энергии в макроскопических системах.
Энтропия. Принцип возрастания энтропии.
Концепция непрерывно-дискретных свойств. Физика атома и ядра.
Явление радиоактивности. Воздействие излучения на человека.
Химическая связь, реакционная способность веществ.
Новые химические элементы и новые процессы.
Концепции эволюции Вселенной.
Концепции эволюции Солнечной системы.
Внутреннее строение и история геологического развития Земли.
Теория литосферных плит и природные катаклизмы
Литосфера. Экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, геохимическая.
Географическая оболочка Земли.
Биосфера и ее свойства. Ноосфера.
Биологические уровни организации материи.
Принципы эволюции, воспроизводства и развития, живых систем.
Экология и её основные направления.
Человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность.
Биоэтика. Космические и биологические циклы.
Самоорганизация в живой и неживой природе. Концепции самоорганизации.
Диссипативные структуры и их примеры.
Путь к единой культуре. Принцип универсального эволюционизма.
Рекомендуемая литература
1.Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. – М.: Оникс, 2003.
2.Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.: Высшая школа, 2000.
3.Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М.: Маркетинг, 2000.
4.Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М.: Маркетинг, 2001.
5.Концепции современного естествознания. Под редакцией Лавриненко В.Н., Ратникова В.П. – М.: ЮНИТИ, 2000.
6.Лобачев А.И. Концепции современного естествознания. – М.: ЮНИТИ, 2001.