УМУ по «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»

Тема 2.3. Фундаментальные взаимодействия

изакономерности в природе

I. Задания для самостоятельной работы

1.Рассмотрите основные типы фундаментальных взаимодействий и законы взаимодействий в природе.

2.Изучите законы термодинамики и их значение для анализа процессов в материальном мире.

3*. Раскройте основные постулаты специальной и общей теории относительности.

21

4. Проанализируйте сущность, основные постулаты и мировоззренческое значение теории относительности.

II.План практического занятия

1.Законы взаимодействий, их качественная определенность и значение для описания физических процессов.

2.Законы термодинамики. Принцип возрастания энтропии и проблема “тепловой смерти“ Вселенной.

3.Теория относительности А. Эйнштейна: сущность, основные постулаты и мировоззренческое значение.

III. Рекомендации по выполнению заданий

и подготовке к практическому занятию

Раскрытие вопросов занятия необходимо начать с выяснения содержания понятия “физическая система”, ее состояния и эволюции, а также рассмотрения основных законов и форм взаимодействий объективного мира, их качественной определенности и многообразия.

Рассматривая второй вопрос, необходимо раскрыть содержание ряда законов, действующих в природе, в частности, закона сохранения энергии (первое начало термодинамики); закона энтропии (второе начало термодинамики) и другие. Анализ принципа возрастания энтропии важно провести в границах его применения, обращая внимание на проблему "тепловой смерти" Вселенной, взаимосвязь энтропии и информации и др.

При изучении третьего вопроса необходимо обратить внимание на основные естественнонаучные предпосылки возникновения теории относительности: появление неевклидовой геометрии (Н.И. Лобачевский, Б. Риман, Г. Минковский); разработка теории поля (М. Фарадей, Д. Максвелл); математическое обоснование принципа относительности, отражающего общие свойства пространства и времени (Х. Лоренц, А. Пуанкаре), и

22

др. Основные положения теории относительности А. Эйнштейна можно представить как выражение эффектов релятивистского сокращения длины и релятивистского замедления времени в специальной теории относительности и зависимость пространства и времени от поля тяготения, создаваемого инертной и тяжелой массой, в общей теории относительности. В качестве мировоззренческого вывода следует показать диалектическую взаимосвязь материи с движением, пространством и временем и глубокую зависимость пространственно-времен-ного континиума от внутренних связей и распределения материи во Вселенной.

IV. Рекомендуемые источники Основная литература

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М.,

2008.

2.Концепции современного естествознания. – М., 2009.

3.Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.,

2008.

Дополнительная литература

1.Аксенов Г.П. Причина времени. – М., 2005.

2.Гончаров С. А. Термодинамика. – М., 2004.

3.Савчук В.Д. От теории относительности до классической механи-

ки. – М., 2004.

V. Контрольные вопросы для самопроверки

1.В чем суть принципа суперпозиции взаимодействий.

2.Назовите основные типы фундаментальных взаимодействий

3.Определите основные постулаты специальной теории относительности.

4.Назовите основные постулаты общей теории относительности.

23

5.В чем суть принципа возрастания энтропии и каков его мировоззренческий смысл.

6.Каково мировоззренческое значение релятивистской теории тяго-

тения.

Тема 2.4. Принципы симметрии и законы сохранения

I.Задания для самостоятельной работы

1.Рассмотрите особенности симметрии в объективном мире и ее разновидности.

2*. Проанализируйте связь между свойствами симметрии физической системы и законами сохранения (теорема Э.Нетер).

3.Рассмотрите содержание законов сохранения физических величин.

II. Рекомендации по выполнению заданий

Выполняя первое задание, обратите внимание на понятие и виды симметрии в живой и неживой природе, радиально-лучевую, билатеральную симметрию, симметрию винта, зеркальную симметрию и симметрию конуса.

При изучении второго вопроса обратите внимание на основные принципы симметрии, уделяя при этом внимание тесно связанными с ними законами сохранения физических величин: сохранение энергии, импульса, момента импульса и др.

Выполняя третье задания, дайте характеристику принципов внутренней симметрии и связанных с ними законов развития микромира: сохранения электрического заряда, законов сохранения лептонового и барионового зарядов.

III. Рекомендуемые источники Основная литература

1. Ацюковский В.А. Концепции современного естествознания. – М.,

2009.

24

2.Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

3.Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.,

2008.

Дополнительная литература

1.Дерябин В.М. Законы сохранения в физике. – М., 2004.

2.Компанеец А.С. Симметрия в микро- и макромире. – М., 2003.

3.Шафрановский И.И. Симметрия в природе. – Л., 2004.

IV. Контрольные вопросы для самопроверки

1.Каковы особенности симметрии в объективном мире и ее разновидности.

2.Назовите основные принципы симметрии.

3.Раскройте содержание законов сохранения физических величин.

4.Каковы принципы внутренней симметрии и их значение для анализа законов микромира.

5.Назовите основные принципы внешней симметрии.

Тема 2.5. Современные представления об эволюции Вселенной

I.Задания для самостоятельной работы

1.Рассмотрите основные этапы развития представлений о строении Вселенной в космологии.

2.Изучите основные гипотезы Большого взрыва и «Горячей» Вселенной происхождения Вселенной и ее модели.

3.Проанализируйте парадоксы и затруднения современной картины Вселенной.

II. План практического занятия

( Форма обучения: очная и заочная)

1. Развитие представлений о Вселенной в истории науки. Структурные уровни организации материи во Вселенной.

25

2.Гипотезы "Большого взрыва" и “горячей Вселенной” и их основания. Модели Вселенной и их интерпретация.

3.Современная космология о возможности существования жизни во Вселенной.

III. Рекомендации для выполнения заданий и подготовки к практическому занятию

При обсуждении первого вопроса необходимо рассмотреть эволюцию взглядов на строение Вселенной в истории науки. В период античности следует отметить вклад Гиппарха в становление астрономии, идею гелиоцентризма Аристарха Самосского и создание Птолемеем геоцентрической системы. Новый этап в развитии космологии связан с эпохой Возрождения и нового времени. Следует отметить создание Н. Коперником гелиоцентрической системы мира; появление идеи Дж. Бруно о множественности миров и взглядов Г. Галилея в русле системы гелиоцентризма; открытие И. Кеплером законов движения планет; формирование небесной механики и космогонических концепций П. Лапласа, Р. Декарта, И. Канта

идругие. Структурные уровни организации Вселенной можно рассмотреть в следующей последовательности: начиная от элементарных частиц, атомов, молекул в малых масштабах до планет, звезд, галактик, скопления галактик, "сверхгалактик" и заканчивая дисперсным веществом (газы, пыль)

ифизическими полями (гравитационное, электромагнитное и др.).

При подготовке второго вопроса необходимо проанализировать основные гипотезы происхождения Вселенной и ее модели, связанные с развитием космологии в XX веке. В рамках релятивистской космологии следует обратиться к моделям "стационарной" Вселенной А. Эйнштейна и "нестационарной" Вселенной А. Фридмана. В дальнейшем целесообразно более подробно рассмотреть гипотезы "горячей Вселенной" Г.А Гамова и "Большого взрыва", отмечая ряд стадий, которые проходит в своем разви-

26

тии Вселенная: сингулярности, расширения, сжатия и пульсации. В качестве оснований данных гипотез можно выделить явление "красного смещения", реликтовое излучение, обоснование Э. Хабблом процесса "разбегания" галактик и расширения Вселенной и др.

Завершением подготовки к занятию является анализ проблемы поиска и возможности существования внеземных цивилизаций, а также парадоксов и затруднений современной картины Вселенной.

IV. Рекомендуемые источники Основная литература

1. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.,

2008.

2.Концепции современного естествознания. – Ростов н/Д., 2009.

3.Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. – М., 2009. Дополнительная литература

1.Астрономия и современная картина мира. – М., 2002.

2.Ровинский Р. Е. Развивающаяся Вселенная. – М., 2003.

3.Силк Дж. Большой взрыв: рождение и эволюция Вселенной. - М.,

2001.

V.Контрольные вопросы для самопроверки

1.Раскройте сущность гелиоцентрической системы мира Н.Коперника.

2.В чем состоит сущность гипотезы "горячей Вселенной" и кто ее

автор.

3.Каковы основания гипотезы "Большого взрыва".

4.Раскройте содержание моделей "стационарной" и "нестационарной", "открытой" и "закрытой" Вселенной.

5.Определите основное содержание закона Э. Хаббла.

27

Тестовые задания к темам 2.3.-2.5.

6.Создателем релятивистской теории тяготения является:

1.И. Ньютон

2.А. Эйнштейн

3.Н. Бор

4.Дж. Максвелл

7.Установите соответствие – Солнце, вращаясь с определенной скоростью вокруг ядра галактики совершает полный оборот за:

Модуль 3. ПРИРОДА В СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТИНЕ МИРА

Тема 3.1. Концепции эволюционной химии

I.Задания для самостоятельной работы

1.Рассмотрите зарождение химических знаний в истории науки и становление атомно-молекулярной концепции химизма.

2.Изучите учения о химической эволюции и эволюционные законы

химии.

3*. Проанализируйте место и роль химического знания в развитии биологии и современной материальной и духовной культуре человечества.

II. Рекомендации по выполнению заданий

Выполняя первое задание, обратите внимание на развитие химических знаний в эпоху Возрождения и Нового времени (Ф.Парацельс, Я.Ван Гельмонт) и становление экспериментальной, аналитической химии (Р.Бойль), а также на учение о химическом равновесии (К.Бертолле).

При усвоении второго вопроса необходимо рассмотреть эволюционные законы химии и разработку в XX веке учения о химической эволюции, химических процессах и реакционной способности веществ, а также о классификации различных химических систем.

29

Выполняя третье задание, покажите, какую роль играет эволюционная химия в развитии современной биологии, а также роль и место химического знания в современной духовной культуре человечества, в развитии других наук и формировании мировоззрения личности.

III. Рекомендуемые источники Основная литература

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М.,

2008.

2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.,

2008.

3. Концепции современного естествознания. – Ростов н/Д., 2009. Дополнительная литература

1.Кузнецов В.И. Общая химия: тенденции развития. – М., 2004.

2.Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. – М., 2001.

3.Руденко А.П. Эволюционная химия и химия будущего. – М., 2003. IV. Контрольные вопросы для самопроверки

1.В чем специфика зарождения химических знаний в истории науки.

2.Каковы особенности становление атомно-молекулярной концепции химизма.

3.Назовите особенности учения о химической эволюции.

4.Раскройте содержание эволюционных законов химии.

5.Назовите основные принципы периодизации системы химических элементов Д.И.Менделеевым.

30