Реферат: Федеральное агентство связи Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Федеральное агентство связи

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики


Е. Ю. Матвеева

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ


Методические указания


Новосибирск

2005


ОГЛАВЛЕНИЕ

Тема 1. Научное знание: особенности и генезис (4ч.) 5

Тема 2. Пространство и время в научной картине мира (2 ч.) 7

Тема 3. Принцип симметрии и законы сохранения (2 ч.) 7

Тема 4. Механическая картина мира и её роль в развитии естествознания (2 ч.) 8

Тема 5. Закон всемирного тяготения и астрономическая картина мира (2 ч.) 9

Тема 6. Открытие волнового движения (2 ч.) 10

Тема 7. Первое начало термодинамики и рождение новых идей (2 ч.) 10

Тема 8. Второе начало термодинамики и модели мира (2 ч.) 11

Тема 9. Качественные модели строения вещества (2 ч.) 12

Тема 10. Атомистическая форма материи (2 ч.) 13

Тема 11. Структура микромира (2 ч.) 13

Тема 12. Полевая форма материи (2 ч.) 14

Тема 13. Электромагнитная природа света и вопрос единства Вселенной (2 ч.) 15

Тема 14. Химические связи и реакции в основании материальной структуры мира (2 ч.) 16

Тема 15. Статистическое понимание физических закономерностей (2 ч.) 16

Тема 16. Вероятностное понимание микромира (2 ч.) 17

Тема 17. Зарождение квантовой теории и новая картина мира (2 ч.) 18

Тема 18. Эволюция Вселенной и строение Галактики (2 ч.) 18

Тема 19. Формирование солнечной системы и история нашей планеты (4 ч.) 19

Тема 20. Элементарная биохимия и гипотезы происхождения жизни (4 ч.) 21

Тема 21. Теория эволюции живого (2 ч.) 21

Тема 22. Информационный подход к анализу природы (2 ч.) 22

Тема 23. Генетическая информация и вопросы генной инженерии (4 ч.) 23

Тема 24. Самоорганизация в открытых системах. Порядок из хаоса (4 ч.) 25

Тема 25. Закономерности эволюции биосферы (4 ч.) 26

Тема 26. Естествознание и социальные процессы (6 ч.) 26

Методические рекомендации по базовым вопросам курса. 27

1. Цели и задачи науки. Классификация наук 27

2. Естествознание: генезис и уровни познавательной деятельности 28

3. Периоды развития естествознания до середины XVIII в. 29

4. Классическая физическая картина мира 30

5. Современная физическая картина мира 31

6. Классическая астрономическая картина мира 32

7. Современная астрономическая картина мира 33

8. Классическая биологическая картина мира 34

9.Современная биологическая картина мира 36

10.Самоорганизация в живой и неживой природе 38

11. Особенности современного естествознания 38

Правила к написанию домашней письменной работы 39

Темы домашних письменных работ 41

^ Обязательный минимум содержания профессиональной образова­тельной программы по курсу «Концепции современного естествозна­ния»:

естественнонаучная и гуманитарная культура; научный метод; история есте­ствознания; панорама современного естествознания; тенденции развития; корпускулярная и континуальная концепции описания природы; порядок и беспорядок в природе; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро и мега- миры; пространство, время; принципы относительно­сти; принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие; близкодей­ствие, дальнодействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределен­ности, дополнительности; динамические и статистические закономерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; прин­цип возрастания энтропии; химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность веществ; особенности биологического уровня организации материи; принципы воспроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов; основы организации и устойчиво­сти биосферы; генетика и эволюция; человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; экология и здоровье; человек, биосфера и космические циклы; ноосфера; необратимость времени; самоор­ганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволю­ционизма; путь к единой культуре.


Цель: формирование рационального естественнонаучного мышления и представлений об окружающем мире в целом, воплощенных в современ­ной естественнонаучной картине мира.

В области концепций современного естествознания специалист дол­жен иметь представление:

об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания, ньютоновской и эволюционной парадигмах;

о концепциях пространства и времени;

о принципах симметрии и законах сохранения;

о корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;

о динамических и статистических закономерностях в естествознании;

о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строе­ния физических объектов, переходах из упорядоченных в неупорядочен­ные состояния и, наоборот;

о самоорганизации в живой и неживой природе;

об иерархии структурных элементов материи от микро- до макро- и мегамире;

о взаимодействиях между физическими, химическими и биологическими процессами;

о специфике живого, принципах воспроизводства и развития живых сис­тем, их целостности и гомеостазе;

об иерархичности, уровнях организации и функциональной асимметрии жи­вых систем;

о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости био­сферы и принципах систематики;

о физиологических основах психики, социального поведения, экологии и здоровья;

о взаимодействии организма и среды, сообществах организмов, экосисте­мах, принципах охраны природы и рационального природопользования;

о месте человека в эволюции Земли, о ноосфере и парадигме единой куль­туры.


Курс рассчитан на 102 учебных часа: 68 лекционных часов, 34 семинарских часа. Самостоятельная работа студента — 98 часов.

^ Тема 1. Научное знание: особенности и генезис (4ч.)

1. Наука как феномен духовной культуры

Наука как один из основных компонентов духовной культуры.
Наука и познание. Научное, донаучное и вненаучное познание.

Наука как сис­тема исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний. Признаки науки. Функции науки. Наука как социальный институт.

Влияние науки на другие формы культуры. Наука и мораль. Нравствен­ная ответственность ученого. Наука и развитие общества. Возрастание роли науки в истории человечества. Интернациональный характер науки.

Вклад рос­сийских ученых в развитие мировой науки.


Вопросы для обсуждения

Место науки в культуре. Проблема двух культур.

Цель, задачи и функции науки.

Возрастание роли науки в современном обществе. Вопрос об ответственности.

Учебная литература

Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. — М., 2005. — С. 10 — 51.

Стёпин В.С. Теоретическое знание. — М., 2000. — С. 17 — 54.


Дополнительная литература

Антонов А.Н., Винокуров В.В. и др. Глобальные проблемы современности и моральная ответственность ученых // Вопросы философии. — 1988. — №7.

Винер Н. Человек управляющий. — СПб., 2001. — С. 131—136.

Зинченко В.П. Наука — неотъемлемая часть культуры? // Вопросы философии. — 1990 . — № 1.

Игнатьев А.А. Ценности науки и традиционное общество // Вопросы философии. — 1991. — № 4.

Кара-Мурза С.Г. Наука и кризис цивилизации // Вопросы философии. — 1990. — № 9.

Сачков Ю. В. Полифункцнональность науки // Вопросы философии. — 1995. — №11.

Шрейдер Ю.А. Свобода как условие развития науки // Вопросы философии. — 1989 . — № 4.

Яковлев В.А. Бинарность ценностных ориентаций науки // Вопросы философии. — 2001. — № 12.


^ 2. Научная картина мира

Проблема классификации наук. Фундаментальные и прикладные науки. Понятие математических, естественных, общественных, гуманитарных и тех­нических наук. Особенности познавательной деятельности в разных отраслях науки. Взаимодействие наук. Материальное единство мира и единство наук.

Научная картина мира как специфический компонент научного знания, как интегральный образ действительности; ее структура и функции.

Частнона­учные картины мира: физическая, химическая, астрономическая и биологиче­ская и др. Роль естествознания в формировании научной картины мира.

Вопросы для обсуждения

Классификация наук. Специфика естественных, социальных и гуманитарных наук.

Понятие научной картины мира, её структура и функции.

Типология картин мира.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учебник. — Новосибирск, 2001. — С. 15 — 30.

Стёпин В.С. Теоретическое знание. — М., 2000. — С. 185 — 231.


Дополнительная литература

Алёшин А.И., Аршинов В.И. и др. Философско-методологические проблемы специальных наук (физика, биология, психология когнитивная наука, лингвистика) // Вопросы философии. — 1988 . — № 6.

Давыдов Ю.Н. «Картины мира» и типы рациональности // Вопросы философии. — 1989 . — № 8.

Дротянко Л.Г. Социокультурная детерминация фундаментальных и приклад­ных наук // Вопросы философии. — 2000. — №1.

Казютинский В.В., Стёпин В.С. Междисциплинарный синтез и развитие современной научной картины мира // Вопросы философии. — 1988 . — № 4.

Кедров Б.М. Классификация наук. — М.,1989. — Т.1,2.

Макушинский А. Современный «образ мира»: действительность // Вопросы философии. —2002. — №6.



^ Тема 2. Пространство и время в научной картине мира (2 ч.)
Два подхода к пониманию пространства и времени: субстанциональный и релятивистский. Основные свойства времени. Проблема множественности времен. Особенности физического и исторического времен. Измерение времени. «Переоткрытие» времени в конце ХХ века.

Пространство и его структура. Геометрия Евклида и геометрия Римана.

Конечность и бесконечность пространства и времени. Пространственно- временные параметры мира. Целостность и проблема делимости пространства и времени. Типы взаимодействий.


Вопросы для обсуждения

Субстанциональная и реляционная концепции пространства и времени.

Свойства пространства. Особенности геометрий.

Свойства времени. Пространственно-временные параметры мира.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учебник. — Новосибирск, 2001. — С. 30 —72.



Дополнительная литература

Аксёнов Г.П. О причине времени // Вопросы философии. — 1996. — №1.

Аронов Р.А., Терентьев В.В. Существуют ли нефизические формы пространства и времени // Вопросы философии. — 1988 . — № 1.

Габричевский А.Г. Пространство и время // Вопросы философии. — 1994. — №3.

Гайденко П.П. Время и вечность: парадоксы континуума // Вопросы философии. — 2000. — №6.

Левич А.П. Научное постижение времени // Вопросы философии. — 1993. — №4.

Левич А.П. Субституционное время естественных систем // Вопросы философии. — 1996. — №1.

Пригожин И. Переоткрытие времени // Вопросы философии. — 1989 . — № 8.

Фридман А.А. Мир как пространство и время. — М., 1965.

Хокинг С. , Пенроуз Р. Природа пространства и времени. — Ижевск, 2000.



^ Тема 3. Принцип симметрии и законы сохранения (2 ч.)
Галилей, Декарт, Гюйгенс, Лейбниц и Д'Аламбер о двух мерах движения. Инерция и импульс. Закон сохранения импульса.

Гравитация. Потенциальная энергия, её виды. Понятие силы и работы. Момент силы и момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

Законы сохранения и их связь со свойствами пространства и времени. Принцип относительности Галилея и принцип вариационности Ньютона. Появление аналитической механики. Законы сохранения и симметрия пространства и времени. Проявление симметрии в природе.


Вопросы для обсуждения

Первые физические теории о двух мерах движения.

Энергия и гравитация. Законы сохранения.

Взаимосвязь законов сохранения с симметрией пространства и мира. Симметрия в природе.

Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 74 —98.

Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. — М., 2005. — С. 57 — 84.

Дополнительная литература

Веркутис М.Ю. Рефлексивная симметрия как механизм новаций в науке в условиях неведения // Науковедение. — 2002.– № 3.

Вигнер Э. Инвариантность и законы сохранения. Этюды о симметрии. — М., 2002.

Гайденко П.П. У истоков классической механики // Вопросы философии. — 1996. — №5.

Доброхотова Т.А., Брагина. Принцип симметрии и асимметрии в изучении человека // Вопросы философии. — 1986. — №7.

Жёлудев И.С. Симметрия и её приложения. — М., 1983.

Компанеец А.С. Симметрия в микро- и макромире. — М., 1978.

Урманцев Ю.А. Симметрия природы и природа симметрии. — М., 1974.



^ Тема 4. Механическая картина мира и её роль в развитии естествознания (2 ч.)
Проблема движения в научном знании. Понятие движения в трудах Аристотеля. Учение о четырех причинах. Вопрос об источнике движения. Понятия момента силы и момента вращения.

Создание Архимедом статики и гидростатики. Развитие механики Галилеем и его четыре аксиомы: закон инерции, постоянство ускорения свободного падения, свободное движение есть движение по наклонной плоскости при угле 90 градусов, принцип относительности. Определение Ньютоном массы, количества движения, силы.

Определение Гюйгенсом величины центробежной силы. Три закона Кеплера о движении планет. Диапазон масс и плотностей во Вселенной.


Вопросы для обсуждения

Понятие движения и четыре причины Аристотеля. Динамический метод.

Появление механики и математический метод познания.

Первые законы движения планет Кеплера.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учебник. — Новосибирск, 2001. — С. 98 — 121.


Дополнительная литература

Гайденко П.П. У истоков классической механики // Вопросы философии. — 1996. — №5.

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. — М., 1989.

Гуркин В.А. Эксперимент в эпоху эллинизма // Природа. – 2000. — №6.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Паскаль Б. Предисловие к трактату о пустоте // Вопросы философии. — 1994. — № 6.

Тюлина И.А., Чиненова В.Н. История механики. Ч. 1, 2. — М., 2002.

Эйнштейн А. Эволюция физики. — М., 2001.


^ Тема 5. Закон всемирного тяготения и астрономическая картина мира (2 ч.)
Формулировка Ньютоном закона всемирного тяготения. Исследования Кеплера. Доказательство эллиптичности орбит планет.

Великие астрономические открытия.

Энергия в гравитационном поле и сила тяжести на Земле. Двойные и тройные системы.

Вопросы для обсуждения

Закон всемирного тяготения Ньютона и его значение для естествознания.

Формирование астрономической картины мира.

Типология звёздных систем во Вселенной.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 121 — 143.


Дополнительная литература

Вавилов С.И. Исаак Ньютон. — М., 1987.

Ван-дер-Варден Б. Пробуждающаяся наука П. Рождение астрономии. — М., 1991.

Идельсон Н.И. Этюды по истории небесной механики. — М., 1975.

Паскаль Б. Предисловие к трактату о пустоте // Вопросы философии. — 1994. — № 6.

Ситников А.В. Философия Плотина и патристика о происхождении космоса // Вопросы философии. — 2000. — № 8.

Сурдин В.Г. Гравитация и звезды // Природа. – 2002. — № 1.

Турсунов О.С. Астрономические инструменты в обсерватории Улугбека //Природа. – 2002. — № 2.

Холтон Дж. Тематический анализ науки. — М., 1991. — С. 46 —73.

Черняк В.С. Три стадии творческой эволюции астрономии XVI-XVII вв.: от организмической к механической модели Вселенной // Вопросы философии. — 2003. — № 11.



^ Тема 6. Открытие волнового движения (2 ч.)
Понятие волнового движения. Уравнение простого гармонического движения Галилея. Маятник Гюйгенса. Бегущие волны. Продольные и поперечные волны.

Звуковые волны, экспериментальное нахождение скорости звука.

Демонстрация Юнгом волновой природы света. Термин «энергия». Изучение Гюйгенсом свойств волн: дифракция и интерференция. Принцип Гюйгенса. Биения.

Стоячая волна как суперпозиция двух бегущих волн. Эффект Доплера и значение его для изучения вселенной.


Вопросы для обсуждения

Изучение колебаний и понятие волнового движения. Звук и свет.

Экспериментальное подтверждение свойств волн.

Эффект Доплера и новые идеи о развитии Вселенной.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 145 — 169.



Дополнительная литература

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. Сб. статей. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Липсон Г. Великие эксперименты в физике.— М.: Мир, 1972.

Льоцци Марио. История физики. — М., 1970.

Эйнштейн А. Эволюция физики. — М., 2001.


^ Тема 7. Первое начало термодинамики и рождение новых идей (2 ч.)
Понятие температуры и теплоты. Измерение температур. Теплота и теплоемкость. Введение единицы количества теплоты. Объяснение Эйлером, Бернулли и Ломоносовым физических, химических и тепловых явлений с точки зрения «корпускулярной философии».

Несостоятельность теории теплорода и рождение новых идей. Работы Майера о превращении энергии одного вида в другой. Определение механического эквивалента теплоты Джоулем.

Изучение превращения энергии Гельмгольцем. Распределение энергии внутри веществ и формулировка трех законов для идеальных газов, связывающих основные параметры — давление, температуру и объем. Внутренняя энергия Томсона. Формулировка закона сохранения и превращения энергии Клаузиусом.

Вопросы для обсуждения

Понятие количества теплоты и ошибочность первых теорий сущности физических и химических явлений.

Идея превращения энергии из одного вида в другой.

Формулировка закона сохранения и превращения энергии его роль в понимании процессов природы.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 169 — 195.


Дополнительная литература

Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Липсон Г. Великие эксперименты в физике.— М., 1972.

Эйнштейн А. Эволюция физики. – М., 2001.


^ Тема 8. Второе начало термодинамики и модели мира (2 ч.)
Промышленная революция XVIII века. Исследование соотношения теплоты и работы. Принцип исключения физического вечного двигателя. Цикл Карно и его КПД. Уравнение состояния идеального газа, обобщающее газовые законы Клапейрона и Менделеева. Формулировка второго начала термодинамики Кельвином и Планком.

Появление новой абстрактной величины «энтропия» и ее математическое определение Клаузиусом. Обратимость и необратимость процессов. Установление фундаментальности асимметрии в природе. Завершение этапа классической физики.

Анализ процессов во Вселенной на основе действия второго начала термодинамики. Гипотеза «тепловой смерти Вселенной». Несоответствие гипотезы астрофизическим наблюдениям. Третье начало термодинамики. Первые модели Вселенной.

Вопросы для обсуждения

Исследование соотношения теплоты и работы. Вопрос о возможности вечного двигателя.

Введение новой величины «энтропии» и выявление необратимости процессов.

Несостоятельность гипотезы «тепловой смерти Вселенной».


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С.195 — 219.



Дополнительная литература

Беннет Ч. Г. Демоны, двигатели и второе начало термодинамики //В мире науки. — 1988. — № 1.

Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. — М., 1986.

Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Льоцци Марио. История физики. — М., 1970.

Штеренберг М.И. Энтропия в теории и в реальности //Вопросы философии. — 2003. — 10.

Эйнштейн А. Эволюция физики. – М., 2001.


^ Тема 9. Качественные модели строения вещества (2 ч.)
Обоснование химической атомистики Дальтоном. Формулировка закона кратких отношений. Химические связи. Определение атомных и молекулярных весов. Варианты сопоставления теплоты с движением Клаузиуса и Кренинга.

Моделирование тепловых эффектов в газах. Элементарная кинетическая теория газов.

Качественные модели твердых кристаллических веществ и жидкости. Поверхностная энергия. Понятие молярной теплоемкости и микроструктура вещества.

Вопросы для обсуждения

Формулировка основных законов химической атомистики.

Кинетическая теория газов и моделирование тепловых эффектов.

Качественные модели и микроструктура веществ.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С.219 —238.


Дополнительная литература

Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. Сб. статей. — М., 1989.

Льоцци Марио. История физики. — М., 1970.

Ушакова Е.В. Общая теория материи. В 2-х частях. — Барнаул, 1992.

Янков В.А. Строение вещества в философии Анаксагора // Вопросы философии. — 2003. — № 5.



^ Тема 10. Атомистическая форма материи (2 ч.)
Развитие идей атомизма в химии: Лаплас, Лавуазье, Дальтон и Гей-Люссак.

Обнаружение разрыва химического «сродства» под действием электричества. Законы электролиза Фарадея. Введение новых понятий в научное знание.

Периодическая система элементов Менделеева и история ее создания. Значение открытия для научной картины мира.


Вопросы для обсуждения

Идеи атомизма в химии и их развитие.

Законы электролиза Фарадея.

Открытие Менделеевым системы элементов и его значение для науки.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 238 — 246.


Дополнительная литература

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Левицкий М.М. Периодическая система элементов: стройность и предсказательная сила // Природа. — 2002. — № 11. 

Липсон Г. Великие эксперименты в физике. — М., 1972.

Щеголев В.А. За краем таблицы Менделеева // Природа. – 2003. — №1.



^ Тема 11. Структура микромира (2 ч.)
Открытие электрона. Появление первых моделей атома: модель «пудинг с изюмом» Томпсона, планетарная модель Резерфорда, их недостатки. Модель Бора и создание квантовой механики.

Открытие нейтрона и позитрона. Представления о строении ядра Амбарцумяна и Иваненко.

Радиоактивные превращения и искусственные радиоактивные элементы. Капельная модель ядра Френкеля. Русские ученые и становление ядерной физики. Элементарные частицы и поиск «первичных объектов» — кварков.


Вопросы для обсуждения

Первые модели атома и создание квантовой механики.

Открытие новых структурных элементов атома.

Вклад русских учёных в развитие ядерной физики.

Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 246 — 263.


Дополнительная литература

Витт де Б. С. Квантовая гравитация // В мире науки. — 1984 — №2.

Гернек Фридрих.  Пионеры атомного века. Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга. — М., 1974.

Гершанский В.Ф. Моделирование в процессе познания микромира // Философские науки. — 2005. — № 8.

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Иоффе А.Ф. О физике и физиках. Статьи, выступления, письма. — Л., 1985.

Кедров Ф. Цепная реакция идей. – М., 1985.

Липсон Г. Великие эксперименты в физике. — М., 1972.

Розенталь И.Л. Вселенная и частицы. — М., 1990.

Силкин Б.И. Тайна Гейзенберга — тайна Бора // Природа. – 2002. — №8. 

 
^ Тема 12. Полевая форма материи (2 ч.)
Вопрос о пустоте в античной философии и науке. Идея эфира. Концепции дальнодействия и близкодействия. Невозможность механической интерпретации электромагнитных свойств эфира.

Опыты Эрстеда и введение новых понятий Ампером: электрический ток, напряжение. Введение фундаментального понятия «поле» Фарадеем и разработка методики опытного изучения пространства вокруг заряженного тела.

«Максвелловская теория электромагнитного поля» и обнаружение электромагнитных волн. Векторные и скалярные поля. Энергия и импульс поля. Типы полей.

Вопросы для обсуждения

Введение в познание понятия пустоты. Трудности анализа электромагнитных свойств материи.

Фундаментальное понятие — «поле» и его опытное обнаружение.

Теория электромагнитного поля Максвелла. Типы полей.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 265 —285.


Дополнительная литература

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Клаус Е.М. Поиски и открытия. Т.Юнг, О.Френель, Дж. К.Максвелл, Г.Герц, П.Н. Лебедев, М.Планк, А. Эйнштейн. — М., 1986.

Льоцци Марио. История физики. — М., 1970.

Полак Л.С. Максвелл и развитие физики IXX— XX веков. — М., 1985.


^ Тема 13. Электромагнитная природа света и вопрос единства Вселенной (2 ч.)

Построение геометрической оптики Евклидом. Явления отражения и преломления света. Формулировка законов геометрической оптики Декартом.

Волновая теория света Гюйгенса. Явления дифракции и интерференции световых волн. Прикладная оптика: оптические приборы, фотография и голография.

Скорость света как одна из фундаментальных констант. Экспериментальное нахождение величины скорости света Физо и Фуко.

Поперечность электромагнитных волн. Спектр электромагнитного излучения: радиоволны, инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую области, рентгеновское и гамма-излучение. Разработка новых технологий.

Дисперсия света и спектры. Идея качественного спектрального анализа на основе связи спектра со строением атома. Экспериментальное подтверждение вещественного единства Вселенной.

Вопросы для обсуждения

Открытие и опытное подтверждение законов геометрической оптики.

Расчет скорости света. Спектр излучения и разработка технологий.

Решение вопроса единства Вселенной.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 287 — 299.


Дополнительная литература

Белый А.А. Ценностная компонента науки и становление оптики (от Авгус­тина до Леонардо да Винчи) // Вопросы философии. — 2001. — № 10.

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. Сб. статей. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Звездин А.К. Квантовая механика плененных фотонов // Природа. – 2004. — № 10.

Копылов А.В. Солнечные нейтрино: новые результаты // Природа. – 2004. — № 2.

Липсон Г. Великие эксперименты в физике. — М., 1972.

Павлинский М.Н., Вихлинин А.А., Ревнивцев М.Г., Арефьев В.А. Рентгеновские маяки Вселенной // Природа. — 2005. — № 9.

Самарцев В.В., Рассветалов Л.А., Куркин М.И. Задержка света в пути и другие необычные явления в оптике // Природа. – 2002. — № 5.


^ Тема 14. Химические связи и реакции в основании материальной структуры мира (2 ч.)
Особые свойства соединения атомов. Понятие молекулы. Три вида химической связи: ионная, ковалентная и водородная. Свойства веществ и пространственная структура молекул. Энергия связи. Значение квантовой механики в понимании химических связей. Идеи Лондона и Гайтлера. Химические реакции и энтропия.

Химическая кинетика Вант-Гоффа и Аррениуса. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов и температуры. Открытие биокатализаторов.

Химическое равновесие и цепные реакции. Реакция горения. Возможность управления химическими реакциями.


Вопросы для обсуждения

Понятие молекулы. Структуры молекул и свойства веществ.

Основные положения химической кинетики.

Решение задачи об управляемых химических реакциях.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 311 —338.



Дополнительная литература

Вавилин В.А. Автоколебания в жидкофазных химических системах // Природа. – 2000. — № 5.  

Еремин В.В, Кузьменко Н.Е. Фемтохимия: квантовая динамика или химическая кинетика? // Природа. – 2005. — № 8.

Еремин В.В. Квантовый хаос в химии // Природа. – 2004. — № 2.



^ Тема 15. Статистическое понимание физических закономерностей (2 ч.)
Идеи Максвелла о распределении скоростей в газе и её опытное подтверждение. Распределение по энергиям и атмосферы планет.

Понятие об отрицательной абсолютной температуре.

Статистическое толкование энтропии. «Демон Максвелла». Энтропия как мера неупорядоченности системы. Вывод Больцмана о необратимости времени.


Вопросы для обсуждения

Опытное подтверждение идей Максвелла.

Введение в картину мира понятия отрицательной абсолютной температуры.

Энтропия и необратимость времени.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С.338 — 356.


Дополнительная литература

Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики. — М., 1981.

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. Сб. статей. — М., 1989.

Гусев Д.А. Краткая история естествознания: Три научные картины мира. — М., 2004.

Кузнецова О.В. История обоснования статистической механики. — М., 1988.



^ Тема 16. Вероятностное понимание микромира (2 ч.)
Термодинамика равновесного излучения. Разрешение «ультрафиолетовой катастрофы» Планком. Открытие квантовой физики.

Гипотеза квантов и законы фотоэффекта.

Реальность квантов света: эффект Комптона и комбинационное рассеяние света. Испускание и поглощение квантов света. Корпускулярно-волновой дуализм вещества.

Вопросы для обсуждения

Проблема распределения энергии в спектрах. Открытие Планка.

Кванты и экспериментальное подтверждение их существования. Идеи Эйнштейна.

Корпускулярно-волновой дуализм вещества.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 378 — 397.

Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. — М., 2005. — С. 106 – 115.

Дополнительная литература

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. Сб. статей. — М., 1989.

Клаус Е.М. Поиски и открытия. Т.Юнг, О.Френель, Дж. К.Максвелл, Г.Герц, П.Н. Лебедев, М.Планк, А. Эйнштейн. — М., 1986.

Липсон Г. Великие эксперименты в физике.— М., 1972.

Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.,1989.



^ Тема 17. Зарождение квантовой теории и новая картина мира (2 ч.)
Создание квантовой механики: Шредингер, Гейзенберг и Борн. Принцип Паули и электроны в атомах.

Интерпретации квантовой механики. Спор Бора с Эйнштейном. Современные возможности разрешения парадокса Эйнштейна—Розена—Подольского.

Квантовая теория вакуума. Понятие светового кванта.


Вопросы для обсуждения

Создание квантовой механики: Шредингер, Гейзенберг и Борн.

Гносеологическое значение принципа неопределенности.

Новое понимание вакуума.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск, 2001. — С. 444 — 462.


Дополнительная литература

Голин Г.М. Филонович С.Р. Классики физической науки. С древнейших времен до начала ХХ века. Сб. статей. — М., 1989.

Звездин А.К. Магнитные молекулы и квантовая механика // Природа. – 2000. — № 12. 

Иоффе А.Ф. О физике и физиках. Статьи, выступления, письма. — Л., 1985.

Клаус Е.М. Поиски и открытия. Т.Юнг, О.Френель, Дж. К.Максвелл, Г.Герц, П.Н. Лебедев, М.Планк, А. Эйнштейн. — М., 1986.

Липсон Г. Великие эксперименты в физике.— М., 1972.

Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.,1989.



^ Тема 18. Эволюция Вселенной и строение Галактики (2 ч.)
Многообразие мира галактик. Космологические модели Вселенной. Горячая Вселенная. Элементарные частицы и происхождение Вселенной. Объяснение образования структур во Вселенной. «Большой взрыв” протоматерии и «Большой хлопок». Источники энергии Солнца и звёзд.

Эволюция и типы звёзд.

Краткие сведения о строении и эволюция нашей Галактики.


Вопросы для обсуждения

Многообразие моделей Вселенной.

Эволюция звезд и типы звёзд.

Современная астрономическая картина мира о Галактиках.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С. 463 — 510.

Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. — М., 2005. — С. 202 — 216.

Дополнительная литература

Бернс Дж. О. Гигантские структуры Вселенной // В мире науки. — 1986. — № 9.

Грюнбаум А. Происхождение против творения в физической космологии // Вопросы философии. — 1995. — № 2.

Гут А. Г., Стейнхардт П. Дж. Раздувающаяся Вселенная // В мире науки. — 1984. — № 7.

Девис П. Случайная вселенная. — М., 1985.

Девис П. Суперсила. Поиски единой теории природы. — М., 1989.

Новиков И. Д. Как взорвалась Вселенная. — М., 1988.

Турсунов А. Мирозданья тугие узлы (Новейшая космология в философской перспективе) // Вопросы философии. — 1988 . — № 2.



^ Тема 19. Формирование солнечной системы и история нашей планеты (4 ч.)
1. Уникальность планеты Земля.

Происхождение планет солнечной системы. Экспериментальные исследования происхождения планет.

Особенности образования нашей планеты. Химическая эволюция Земли. Элементы геохронологии. Модели появления геологических структур на поверхности Земли.

Закономерности суперконтинентального цикла. Концепция Уилсона.


Вопросы для обсуждения

Структура солнечной системы, её история. Современные исследования космического пространства.

Образование и развитие планеты Земля.

Планетные геологические структуры.


Учебная литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2001. — С.510 —541.

Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. — М., 2005. — С. 216 — 219.

Дополнительная литература

Альмухамедов А. И., Кашинцев Г.Л., Матвеенков В. В. Эволюция базальтового вулканизма. — Новосибирск, 1985.

Войткевич Г. В. Химическая эволюция солнечной системы. — М., 1979.

Голубев В. С. Модель эволюции геосфер. — М., 1990.

Горькаватый Н. Н., Фридман А. М. Самоорганизация в кольцах планет // Природа. — 1991. — № 1.

Кови К. Орбита Земли и ледниковые эпохи // В мире науки. — 1984. — № 4.

Кэри У. В поисках закономерностей развития Земли и Вселенной: История догм в науках о Земле. — М., 1991.

Лазарев С.С. Понятие «время» и геологическая летопись земной коры //Вопросы философии. — 2002. — № 1.

Рязанов И.А. Великие катастрофы в истории Земли. — М., 1980.

Садовский М. А., Писаренко В. Ф. Подобие в геофизике // Природа. — 1991. — № 1.

Хэллем Э. Великие геологические споры. — М., 1985.


^ 2. Взаимное влияние Солнца и Земли.

О формировании климата на планетах земной группы. Система «атмосфера — океан» и изменени