Кузнецов Геннадий Тарасович

Концепции современного естествознания

Г. Т. Кузнецов

Концепции современного естествознания

Учебно-методическое пособие

Автор:

Кузнецов Геннадий Тарасович – кандидат биологических наук, доцент кафедры специальной педагогики и естественнонаучных дисциплин СГПИ (филиал в г. Буденновске).

Рецензент:

Папиян Тигран Гургенович – кандидат технических наук; доцент кафедры специальной педагогики и естественнонаучных дисциплин СГПИ (филиал в г. Буденновске).

Программа курса

Часть первая

Развитие знаний о природе до начала XX века

В этом разделе рассматриваются понятия естественнонаучной и гуманитарной культуры; Духовная жизнь общества. Ценности, традиции, мораль и поведение. Специфика направленности и формирование интересов людей гуманитарной культуры. Социальное положение и духовность. Научный метод; история естествознания. Первичное накопление знаний.

Античность и средневековье. Эпоха Возрождения и новое время в науке.

Достоверность, доказательность и проверяемость естественнонаучных знаний. Гуманитарный и прикладной аспекты знаний естественных наук.

Принципы классификации наук.

Уровни организации материи и общие свойства материальных объектов.

Краткая характеристика отдельных уровней организации материи.

Вещество, поле, макро и микрообъекты, иерархичность. Формы движения материи. Инертность, отражение, пространство, время… Единство материального мира.

Этапы развития науки. Методы научного познания.

Натурфилософский, аналитический и синтетический этапы. Их специфика.

Эмпирический и теоретический этапы развития наук. Специфика методов каждого этапа. Наблюдение, эксперимент, моделирование, сравнение, измерение. Исторический, логический и инструментальный, частные методы.

Повседневный этап накопления конкретных знаний о природе в первобытном обществе. Географические, биологические, медицинские и др. зачатки знаний. Мифотворчество. Зарождение календаря, счета, пиктография, магия. Становление науки Египта, Индии, Китая.

Дифференциация наук. Особенности науки Средневековья, Возрождения и нового времени. Развитие техники.

Часть вторая

Современная естественнонаучная картина мира

Становление классической физики и астрономии.

Работы Н. Коперника Г. Галилея, И. Ньютона, И. Канта, П. Лапласа.

Становление экспериментальной науки. Математизация и формализация знаний.

Формирование современных разделов и понятий естествознания в 19 и начале 20 веков.

Учение об электричестве и магнетизме. Ш. О. Кулон, А. М. Ампер, Д. К. Максвелл и др. законы сохранения энергии Д. Джоуля и Г. Гельмгольца.

Работы Ч. Лайеля и Ч. Дарвина, Д. И. Менделеева и др. Открытие радиоактивности и электрона. Первая модель строения атома.

Революционный и эволюционный периоды в естествознании. Принципы относительности пространства и времени.

Революционные взгляды Н. Коперника в ХVI веке. Создание гелиоцентрической системы в астрономии. Астрономические открытия Г. Галилея. Законы И. Кеплера. Эволюционный период накопления и систематизации знаний. Революция в физике. А. Эйнштейн. Создание квантовой физики.

Классификация элементарных частиц их свойства.

Открытие элементарных частиц Д. Томсоном в 1897 году. Модель атома Э. Резерфорда. Открытие позитрона и аннигиляции. Понятие кварков.

Волновые свойства элементарных частиц. Характеристики элементарных частиц: спин, масса, заряд… Виртуальные частицы.

Переносчики основных типов взаимодействий в природе. Поиск первооснов материи эволюции мира. Принцип дополнительности.

Гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие.

Частицы переносчики этих взаимодействий. Теории объединения.

Описание частиц в разных системах координат Н. Бором.

Атомно-молекулярный уровень организации материи.

Строение атома и периодическая система.

Понятие атомов и изотопы. Модель Э. Резерфорда и Н. Бора. Квантовые числа.

Структура электронных оболочек и периодизация свойств химических элементов. Д. И. Менделеев, его роль в классификации химических элементов и их свойств. Взаимопревращения атомов. Ядерные реакции.

Типы химических связей и классификация неорганических веществ.

Молекулярная. Ионная и металлическая химическая связь. Типы кристаллических решеток. Простые и сложные вещества. Понятие молекулы.

Типы простых веществ. Металлы, неметаллы. Амфотерные соединения.

Оксиды, кислоты, основания, соли.

Классификация и многообразие органических соединений.

Строение атомов углерода. Ковалентная связь и структура молекулы метана. Образование углеродных цепочек. Гомологический ряд.

Гомологическая разность. Общие формулы предельных и непредельных углеводородов. Органические кислоты. Спирты. Изомерия органических веществ. Аминокислоты. Углеводы. Жиры. Белки.

Отличительные особенности живых систем. Роль белков и нуклеиновых кислот. Генетический код.

Человек, здоровье, физиология, работоспособность, творчество.

Систематическое положение человека в царстве животных. Двойственная природа человека, его эволюция. Гипотезы происхождения человека.

Часть третья

Особенности естествознания XXI века

Понятие системы и самоорганизации в живой и неживой природе.

Некоторые аспекты изучения Вселенной.

Эволюция методов изучения Вселенной. Лунные и Солнечные календари.

Основные объекты Вселенной и их особенности. Планеты и звезды.

Солнечная система и типы Галактик. Классификация звезд. Малые планеты.

Эволюция взглядов на Вселенную и теория Большого взрыва.

Геоцентрическая Вселенная К. Птолемея. Гелиоцентрическая Вселенная средних веков. Стационарная и пульсирующая Вселенная. Черные дыры.

Пульсары. Темная энергия и масса. Модель горячей Вселенной Г. Гамова.

Возникновение и эволюция звезд. Антропный принцип.

Химический состав звезд. Взгляды современной космологии.

Релятивистские аспекты тяготения. Образование химических элементов, космической пыли и звезд. Эволюция звезд разной массы. Возраст Вселенной.

Структура системы, иерархичность. Фазовое состояние. Классификация систем. Свойства систем: устойчивость, когерентность. Атракторы.

Отличительные особенности живых систем. Гипотезы происхождения жизни. Креоционизм – божественное сотворение Вселенной и жизни.

Гипотеза космозоев и вечности жизни.

Гипотезы геохимической эволюции А. И. Опарина. Роль белков – ферментов в синтезе ДНК и РНК. Геохимическая эволюция и отбор. Понятие о геосферах и геохимии Земли. Общая характеристика планеты Земля.

Характеристика литосферы, гидросферы, общая структура планеты Земля.

Геохимия – наука о химических процессах в земной коре. Состав земной коры. Место Земли в Солнечной системе, основные параметры Земли.

Основные этапы геологической и биологической эволюции.

Возникновение исторической геологии и палеонтологии. Понятие о стратификации. Возраст земных пород и методы определения и датировки находок. Геологические эры и периоды жизни. Дрейф континентов.

Космические и биологические циклы, путь к единой культуре.

Биоритмология – единство космических и биологических циклов.

Гелеобиология. Геологические и социальные циклы. Работы А. Чижевского и Л. Гумилева. Гуманитарная, естественно – научная и техническая культура.

Понятие биосферы и ноосферы.

Структура биосферы, ее границы, устойчивость и саморегуляция.

Незаменимость биосферы. Структурные единицы биосферы, их функции.

Учение В. И. Вернадского. Условия перехода биосферы в ноосферу.

Признаки и свойства ноосферы. Единство процессов эволюции Вселенной и составляющих ее компонентов, как отражение идеи глобального эволюционизма.

Приложение

Список тем курсовых, контрольных работ и рефератов

1. Понятие науки. Наука в системе культуры.

2. Классификация наук.

3. Фундаментальные и прикладные науки.

4. Естественные, общественные и гуманитарные науки.

5. Естествознание в системе наук.

6. Эмпирический и теоретический уровни естественнонаучного познания.

7. Структура научной теории.

8. Функции научной теории: описание, объяснение, предсказание.

9. Типология научных теорий: фундаментальные, прикладные, феноменологические др.

10. Основные этапы становления научной теории.

11. Интерпретация теории как логико-гносеологическая процедура.

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

13. Научная картина мира и мировоззрение.

14. Стиль мышления в науке.

15. Вопрос о лидере естествознания.

16. Понятие метода. Метод и методология.

17. Соотношение теории и метода.

18. Эмпирические методы естественнонаучного познания.

19. Теоретические методы естественнонаучного познания.

20. Научные проблемы и их типология.

21. Научная революция и научно-техническая революция.

Современная физическая картина мира

Принципиальные трудности в физике на рубеже XIX–XX веков.

1. Основные идеи, принципы и понятия специальной теории относительности.

2. Основные идеи, принципы и понятия общей теории относительности.

3. Современный этап развития общей теории относительности. Абсолютное и относительное, вариантное и инвариантное в современной физике.

4. Проблема природы гравитационного поля.

5. Единая теория поля как идеал физического познания.

6. Формирование квантовой физики.

7. Основные идеи, принципы и понятия квантовой механики.

8. Становление квантовых идей от М. Планка до Н. Бора.

9. Принцип соответствия. Соотношение между классической и квантовой механиками.

10. Корпускулярно-волновой дуализм.

11. Проблема интерпретации квантовой механики.

12. Динамические и статистические закономерности.

13. Роль прибора в познании микроявлений.

14. Принцип дополнительности.

15. Проблема наглядности в квантовой физике.

16. Проблема синтеза релятивистских и квантовых принципов и создания единой картины физического мира.

17. Элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия (электромагнитное, «сильное», «слабое» и гравитационное).

18. Главные теоретические направления в создании теории элементарных частиц.

19. Проблема структуры элементарных частиц.

20. Теории элементарных частиц.

21. Проблема взаимосвязи микро- и мега-миров.

22. Симметрия как принцип построения и структурной организации физических теорий.

Современная астрономическая картина мира

1. Достижения астрономии XX в.

2. Космические системы как объект астрономических исследований.

3. Гравитационное взаимодействие как основной системообразующий фактор космических объектов.

4. Особенности познания космических систем.

5. Значение наблюдения и теории в астрономическом познании.

6. Мировоззренческое значение астрономии.

7. Основные особенности астрономии XX в.

8. Искусственные спутники и космические полеты – начало развития экспериментальных методов в астрономии.

9. Качественные изменения в теоретическом базисе современной астрономии.

10. Галактики – острова вселенной.

11. Взаимосвязь космологических и микрофизических констант.

12. Новое в познании Солнечной системы.

13. Эволюция звезд.

14. Вселенная как объект космологии.

15. Классическая и неклассическая космологии.

16. Космологические парадоксы.

17. Эволюция Вселенной.

18. Модели эволюции Вселенной.

19. Теория «горячей Вселенной».

20. Сценарии прошлого Вселенной.

21. Сценарии будущего Вселенной.

22. Инфляционная модель Большого Взрыва.

23. Образование тяжелых химических элементов во Вселенной.

24. Проблема множественности вселенных.

25. Проблема бесконечности Вселенной.

26. Мировоззренческий аспект космологии.

27. Антропный принцип в космологии.

28. Жизнь во Вселенной и ее возможные формы.

29. Космический характер нашей земной цивилизации.

30. Проблема существования внеземных цивилизаций и установления связи с ними.

31. Преодоление геоцентризма и космизация науки и техники.

Современная биологическая картина мира

1. Специфика биологии как науки.

2. Структура биологического знания.

3. Закономерности развития биологического знания.

4. Основные особенности биологии XX в.

5. Система методов современного биологического знания.

6. Кризис дарвинизма в конце XIX – начале XX вв.

7. Создание хромосомной теории наследственности.

8. Идеи, понятия и принципы популяционной генетики.

9. Идеи, принципы и понятия синтетической теории эволюции.

10. Достижения молекулярной биологии в XX в.

11. Проблема происхождения жизни, ее мировоззренческое значение.

12. Основные этапы возникновения живого на Земле.

13. Проблема «уникальности живого».

14. Революция в космохимии.

15. Жизнь во Вселенной.

16. Особенности биологической формы организации материи.

17. Многообразие биологических видов.

18. Начальные этапы эволюции жизни.

19. Онтогенез и филогенез.

20. Уровни организации живых систем.

21. Организм как целое, его системная организация.

22. Основные этапы геологической истории Земли.

23. Основные пути эволюции растений.

24. Основные пути эволюции животных.

25. Человек и космические циклы.

26. Биологические потребности и естественные права человека.

27. Популяции, сообщества, экосистемы. Принципы их организации.

28. Формы биологических отношений в сообществах.

29. Круговороты вещества и энергии.

30. Биосфера, ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости.

31. Ресурсы биосферы и демографические проблемы.

32. Антропогенные воздействия на биосферу.

33. Современный экологический кризис и пути его преодоления.

34. Принципы рационального природопользования.

35. Охрана природы.

36. Экологическое право.

37. Что мы можем сделать для сохранения жизни на Земле?

38. От биологической к социальной форме движения материи.

39. Проблема происхождения человека.

40. Современная наука о закономерностях антропосоциогенеза.

41. Биология и общество.

42. Основы биоэтики.

43. Биополитика.

44. Биотехнология.

Примерный перечень тем для самостоятельного изучения

1. Наука в период античности.

2. Познание природы в цивилизациях Востока.

3. Естествознание в эпоху Средневековья.

4. Наука и религия. Развитие классического естествознания.

5. Развитие классического естествознания.

6. Научные открытия 18–19 веков.

7. Биология 18–19 веков.

8. Кризис классического естествознания в начале ХХ века.

9. Мир элементарных частиц.

10. Принципы симметрии в природе.

11. Принципы взаимодействия, близкодействия, дальнодействия, суперпозиции.

12. Научные революции.

13. Законы сохранения материи и энергии.

14. Классификация химических веществ.

15. Происхождение и геологическое развитие Земли.

16. Географические оболочки Земли.

17. Принципы эволюции.

18. Многообразие животных и растений.

19. Принципы классификации живых систем.

20. Организация и устойчивость биосферы.

21. Генетика и эволюция.

22. Физиология, здоровье, творчество.

23. Эволюция человека.

24. Биосфера и ноосфера.

25. Самоорганизация в живой неживой природе.

26. Принцип универсального эволюционизма.

Примерный перечень тем семинарских занятий

1. Уровни организации материи и проблемы классификации.

2. Методы познания и достоверность знаний.

3. Вклад Российских ученых в развитии естествознания:

а) М. В. Ломоносов

б) В. И. Вернадский

в) И. М. Сеченов

г) Д. И. Менделеев

д) А. Л. Чижевский

е) К. Э. Циолковский

ж) С. П. Королев

4. Великие естествоиспытатели и революции в науке:

а) Н. Коперник

б) Г. Галилей

в) И. Ньютон

г) К. Линней

д) Ч. Дарвин

е) А. Уоллес

ж) А. Эйнштейн

з) Н. Тесла

5. Главные выводы теории относительности.

6. Наука и технический прогресс.

7. Наука и религия.

8. Движение и эволюция.

9. Вероятностные методы в науке.

10. Происхождение галактик и звезд.

11. Поисхождение Земли и Солнечной системы.

12. Современные проблемы химии.

13. Проблема сущности живого.

14. Проблемы генетики.

15. Круговорот веществ и его значение.

16. Проблемы самоорганизации в природе.

17. Проблемы изучения космоса и космонавтики.

18. Человек как предмет естествознания.

19. Происхождение и эволюция человека.

20. Проблемы экологии.

21. Биосфера и ноосфера.

22. Материя и разум, проблемы НЛО.

Контрольные вопросы

1. Наука в системе культуры. Классификация наук.

2. Естествознание как отрасль научного познания. Уровни естественнонаучного познания.

3. Проблема двух культур в науке: от конфронтации к сотрудничеству.

4. Методы естественнонаучного познания.

5. Эволюционные и революционные периоды развития естествознания.

6. Накопление рациональных знаний в системе первобытного сознания.

7. Наука в цивилизациях древности.

8. Развитие естествознания в эпоху классической античности.

9. Естествознание эллинистически – римского периода.

10. Геоцентрическая система мира К. Птолемея.

11. Познание природы в эпоху средневековья.

12. Мировоззренческая революция эпохи Ренессанса.

13. Коперниковская революция, ее мировоззренческое и методологическое значение.

14. Создание классической механики – первой естественнонаучной фундаментальной теории.

15. Развитие естествознания в XVIII веке.

16. Важнейшие открытия в естествознании первой половины XIX века.

17. Методологические установки классической физики.

18. Методологические установки классической астрономии.

19. Методологические установки классической биологии.

20. Теория электромагнитного поля. Вещество и поле.

21. Революция в естествознании на рубеже XIX–XX веков.

22. Основные идеи, понятия и принципы специальной теории относительности.

23. Основные идеи, понятия и принципы общей теории относительности.

24. Основные идеи, понятия и принципы квантовой механики.

25. Фундаментальные физические взаимодействия.

26. Мир элементарных частиц Классификация элементарных частиц.

27. Теории элементарных частиц (квантовая электродинамика, теория кварков, теория электрослабого взаимодействия, квантовая хромодинамика).

28. Проблема единства физики. На пути к Великому объединению.

29. Методологические установки неклассической физики.

30. Солнечная система и ее происхождение.

31. Звезды и их эволюция.

32. Общее представление о галактиках и их изучении. Понятие Метагалактики.

33. Формирование релятивистской космологии; ее основные понятия и принципы.

34. Эволюция Вселенной. Модель «горячей Вселенной».

35. Жизнь и разум во Вселенной: проблема внеземных цивилизаций.

36. Методологические установки неклассической астрономии XX в.

37. Основные особенности биологии XX в.

38. Основные понятия и представления генетики.

39. Создание синтетической теории эволюции. Основные идеи, понятия и принципы синтетической теории эволюции.

40. Революция в молекулярной биологии. Достижения молекулярной биологии и генетики в XX веке.

41. Методологические установки неклассической биологии XX века.

42. Особенности живых систем.

43. Основные уровни организации живого (общая характеристика).

44. Молекулярно-генетический уровень организации живого.

45. Онтогенетический уровень организации живого.

46. Популяционно-видовой уровень организации живого.

47. Биоценотический уровень организации живого.

48. Возникновение жизни на Земле. Мировоззренческое значение проблемы происхождения жизни.

49. Развитие органического мира (начальные этапы эволюции жизни).

50. Развитие органического мира (основные направления эволюции растений и животных).

51. Современный экологический кризис и пути его преодоления.

52. Проблема происхождения человека и общества, ее мировоззренческое значение.

53. Предпосылки (неорганические и биологические) возникновения человека и общества.

54. Возникновение труда и социальных отношений.

55. Генезис сознания и языка.

56. Проблема самоорганизации систем живой и неживой природы.

57. Понятия и принципы синергетики.

58. Характеристики самоорганизующихся систем (открытость, нелинейность, диссипативность).

59. Синергетика о закономерностях самоорганизации.

60. Принцип глобального эволюционизма.

61. Формирование постнеклассической науки XXI в.

Методические рекомендации по изучению разделов курса КСЕ

К разделу «Естествознание как отрасль научного познания». При изучении вопросов, содержащихся в вводной части программы особое внимание следует уделить пониманию науки как особого компонента духовной культуры, проблеме классификации наук, места естествознания в системе научного познания, особенностям эмпирического и теоретического уровней естественнонаучного познания.

Наука представляет собой исторически сложившуюся систему познания объективных законов мира. Результатом научной деятельности выступает система развивающегося доказательного и обоснованного знания. Научное знание дает возможность предвидения и преобразования действительности в интересах общества и человека. Научные знания выражаются в различных формах – в понятиях, категориях, за конах, гипотезах, теориях, научной картине мира и др. Важнейшая особенность науки – в том, что она нацелена на отражение объективных сторон мира, т. е. на получение таких знаний, содержание которых не зависит ни от человека, ни от человечества.

Наука стремится отразить мир таким, каким он существует как бы «сам по себе». Современная наука – это сложная и многообразная система отдельных научных дисциплин. В этой системе можно выделить две следующие основные сферы: фундаментальные науки и прикладные науки. Фундаментальные науки имеют своей целью познание объективных законов мира как они существуют как бы «сами по себе», безотносительно к потребностям и интересам человека.

А прикладные науки нацелены на разработку способов применения, полученных фундаментальной наукой знаний объективных законов мира для удовлетворения потребностей и интересов людей. К фундаментальным наукам относятся: математические науки, естественные науки (механика, астрономия, физика, химия, геология, география, биология и много других), социальные науки (история, археология, этнография, экономика, статистика, демография и др.). гуманитарные науки (психология и ее отрасли, логика, филология и др.).

К прикладным наукам относятся: кибернетика, технические науки (прикладная механика, технология машин и механизмов, сопротивление материалов, техническая физика, химико-технологические науки, металлургия, горное дело, космонавтика и др.), сельскохозяйственные науки; медицинские науки; педагогика; науки о государстве и праве и др. Естествознание – это отрасль научного познания, имеющая своим предметом объективные закономерности функционирования и развития природных (неорганических и органических) систем.

В структуре естественнонаучного познания четко выделяются два уровня познавательной деятельности.

Первый – это эмпирический уровень, к которому относятся приемы, методы и формы познания, связанные с непосредственным отражением объекта, практическим взаимодействием с ним человека. На этом уровне происходит накопление, фиксация, группировка и обобщение исходного материала для построения опосредованного, теоретического знания. К эмпирическому уровню относятся: наблюдение, различные формы экспериментирования, в том числе и моделирование, описание полученных результатов, а, следовательно, научные факты, их группировка, систематизация и различные способы их анализа и обобщения.

Второй уровень – теоретический. К нему относятся все те виды и методы познавательной деятельности и способы организации знания, которые характеризуются той или иной степенью опосредованности и обеспечивают создание, построение и разработку научной теории как логически организованного знания об объективных законах, общих связях и отношениях предметных областей данной науки. Сюда относятся теория и такие ее элементы и составные части, как научные абстракции, идеализации и мысленные модели; научные идеи и гипотезы; различные методы оперирования с научными абстракциями и построения теорий, логические средства и т. д.

Теория – это высшая форма познания. Она обладает возможностью получать знание об объекте, не вступая с ним в непосредственный чувственный контакт. Создание теории – высшая и конечная цель фундаментальной науки, реализация которой требует максимального напряжения и высшего взлета творческих научных сил.

В истории естествознания четко выделяются эволюционные и революционные периоды развития. Революции в естествознании связаны с изменениями способов познания, т. е. целостной системы средств научно-исследовательской деятельности, призванной воспроизводить содержание, сущность, качественное своеобразие целостного «среза» объективной реальности; основание этой системы выступают принципы фундаментальной теории в единстве с методологическими установками познания в данной науке (или группе наук).

Научная революция – это закономерный и периодически повторяющийся в истории науки процесс качественного перехода от одного способа познания к другому, который отражает более глубинные связи и отношения природы. В ходе научной революции происходит выделение качественно нового типа объектов, резкое изменение системы методологических установок познания, идеалов познания, критериев оценки результатов познания, критика старых и утверждение новых ценностей познания. Этап научной революции сменяется периодом эволюционного развития науки.

На эволюционном этапе своего развития наука опирается на сложившийся в ходе научной революции новый способ познания (парадигму, фундаментальную теорию), основания которого принимаются учеными уже без существенной критики, как новый, мощный и действенный инструмент познания.

Исторические этапы развития естествознания

Накопление рациональных знаний о природе началось еще в первобытную эпоху. В практической повседневной деятельности первобытный человек накапливал стихийно-эмпирические знания о географической местности, в которой он проживал, о животных, растениях, о самом себе. Первобытный человек не только накапливает знания о флоре и фауне, но и начинает их классифицировать. В далекой древности зарождается и первобытная медицина.

В цивилизациях Древнего Востока формируются предпосылки генезиса естествознания. В древнегреческой культуре в УП веке до н. э. формируется идея о необходимости получения доказательного, обоснованного и систематического знания о мире, послужившая исходной основой для превращения донаучного познания природы в научное. В античной культуре происходит формирование первой научной картины мира, концентрированно воплощенной в механике, физике и космологии Аристотеля и геоцентрической системе Птолемея. В Средние века стихийно-эмпирическое познание природы во многом, хотя и не полностью, превращается в придаток теологии и схоластики (астрология, алхимия и др.). Вместе с тем средневековье характеризуется и продолжением накопления эмпирических фактов и обобщений, технического опыта и мастерства. Достижения античной науки сохраняются в университетах Западной Европы.

В эпоху Возрождения происходит коренное преобразование способа познания природы. Естественнонаучные знания отпочковываются от философии и зарождается аналитическое исследование природы, классическое естествознание. Формируются экспериментальный и дедуктивный методы познания. Гелиоцентрическая система мира Коперника (1543) была началом формирования классического естествознания, решительным шагом в освобождении познания природы от диктата богословия, революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости. Труд Коперника положил начало научной революции XVI–XVII веков, основным содержанием которой явилось создание классической механики как первой фундаментальной естественнонаучной теории.

В XVIII в. естествознание вступает в эпоху эволюционного развития. В первой половине XVIII в. происходило утверждение классической механики в качестве господствующей теории в системе естествознания. Оно осуществлялось по двум главным направлениям. Первое связано с обоснованием принципов теории и совершенствованием ее математического аппарата (разработка аналитического аппарата механики в трудах Л. Эйлера, Ж. Даламбера, Д. Бернулли, Ж. Лагранжа и др.). Второе – с утверждением системы методологических установок классической механики, которое в первой половине XVIII в. осуществлялось прежде всего в борьбе ньютонианства с картезианством (учением Р. Декарта). На базе методологических установок классической физики и классической астрономии складывалась вторая научная картина мира.

Коротко охарактеризуем методологические установки классической физики.

К ним следует отнести следующие методологические представления:

– признание объективного существования физического мира;

– «абстрактный образ свободных объектов», предметоцентрическое видение мира, каждый предмет рассматривается в отрыве от его системных связей;

– атомистическая концепция: мир состоит из атомов – мельчайших неделимых частиц; на этой основе формируется атомномолекулярное учение в физике и химии:

– лапласовский детерминизм (отрицание объективного существования случайности и вытекающие из него представления о абсолютных прогностических возможностях науки);

– признание исчерпывающей познаваемости мира;

– основа и критерий познания – эксперимент, исследователь свободен в выборе условий эксперимента;

– в процессе исследования объект не зависит от условий познания, воздействие субъекта на объект всегда можно учесть, внести на него поправку;

– постулат возможности обособления элементов физического мира: все свойства объекта могут экспериментально определяться одновременно;

– в принципе возможно получение абсолютно объективного знания, не содержащего ссылок на условия познания;

– критерий объективности – отсутствие ссыпок на субъект познания, однозначное применение понятий, наглядное моделирование и др.;

– физические законы должны быть сформулированы на языке математики (программа Галилея);

– уверенность в том, что структура познавательной деятельности универсальная и качественных изменений не претерпевает, классический механический способ описания вечен и неизменен; и др.

Методологические установки классической астрономии:

– признание объективного существования мира астрономических объектов (космических тел, их систем и Вселенной в целом);

Развитие биологического познания с эпохи античности до середины XVIII в. было периодом накопления общих предпосылок для перехода на уровень систематизированного научно-исследовательского процесса, превращения биологии в науку.

В плеяде выдающихся биологов XVIII века звезды первой величины – Ж. Бюффон (1707–1788) и К. Линней (1707–1778). Бюффон в 36-томной «Естественной истории» одним из первых в развернутой форма излагал концепцию трансформизма (ограниченная изменчивость видов и происхождение видов в пределах относительно узких подразделений (от одного единого предка) под влиянием среды); он догадывался о роли искусственного отбора, сформулировал идею единства живой природы и единства плана строения живых существ.

К. Линней создал утонченную систему искусственной классификации, подытожил в ней длительный исторический период эмпирического накопления биологических знаний (он описал свыше 10 тыс. видов растений и свыше 4 тыс. видов животных). Вместе с тем Линней осознавал ограниченность задачи создания искусственной системы и ее возможности и считал, что естественная система есть тот идеал, к которому должна стремится биологическая систематика. В XVIII в. идеи естественной классификации развивались, например, Б. Жюсье, который рассадил растения в соответствии со своими представлениями об их родстве в ботаническом саду Трианона.

Первые естественные системы не опирались на представление об историческом развитии организмов, а предполагали лишь их некоторое «сродство». Но сама постановка вопроса о «естественном сродстве» толкала на выявление объективных закономерностей единого плана строения живого.

Важнейшим событием в истории биологии XIX в. является создание Ч. Дарвином теории эволюции органического мира. Эта теория позволила представить прогрессивное развитие органических форм как процесс приспособления биологических организмов к изменяющимся условиям среды под влиянием естественного отбора. Селекционная теория явилась важнейшей вехой в историческом развитии биологического познания, революционным преобразованием биологии, а имя Дарвина по достоинству заняло свое место в плеяде великих преобразователей естествознания. В основу своей теории Дарвин положил следующие принципы;

– принцип наследственности и изменчивости;

– принцип борьбы за существование;

– принцип естественного отбора.

Принцип наследственности и изменчивости предполагает, что не любое изменение организма передается по наследству. Дарвин разграничивает два вида изменчивости – определенная и неопределенная. Определенная изменчивость – это способность всех особей одного вида определенным образом реагировать на изменения условий внешней среды (климат, пищу и др.).

Определенная изменчивость не наследуется, а значит, не поставляет материал для органической эволюции.

Неопределенная изменчивость – это происходящие в самых различных направлениях изменения организма, вызванные опосредующим воздействием внешней среды. Неопределенная изменчивость носит наследственный характер и незначительные отличия в первом поколении усиливаются в последующих. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играют именно неопределенные изменения. В этом его теория эволюции существенно отличается от теории эволюции Ж. Б. Ламарка, отводившего решающую роль в развитии организмов определенной изменчивости.

Неопределенная изменчивость связана обычно с вредными и нейтральными мутациями, но среди них встречаются и такие мутации, которые в определенных условиях оказываются перспективными и способствуют прогрессу органических форм. Дарвин не ставил вопроса о конкретной природе неопределенной изменчивости Он понимал, что в его время еще не созрели условия для полного понимания сущности неопределенной изменчивости. Только в середине XX в. в связи с развитием молекулярной биологии была приоткрыта завеса над тайной природы неопределенной изменчивости.

Принцип борьбы за существование отражает очень важную общую закономерность, заключающуюся в избыточности потомства при недостаточности ресурсов. Каждый вид производит особей больше, чем их выживает до взрослого состояния. Остальные особи гибнут в «борьбе за жизнь», в «борьбе за существование». Такая борьба является необходимым условием органического прогресса.

Принцип естественного отбора указывает на тот реальный механизм, который позволяет осуществлять выбраковку ненужных форм и образование новых видов. В процессе борьбы за существование даже малейшие различия дают определенные преимущества одним организмам и приводят к гибели другие организмы. В конечном итоге в живых остаются лишь такие организмы, которые обладают в данных условиях среды более благоприятными свойствами; эти свойства передаются по наследству и способствуют образованию новых видов.

В XIX в. сложились методологические установки классической биологии.

В их основе признание объективного, независящего от сознания и воли человека, существования органических форм. В биологии гораздо дольше, чем в других отраслях естествознания, сосуществовали объективно-идеалистическая и материалистическая трактовки природы объекта. По мере развития биологии стихийная материалистическая ориентация ученых становилась все более весомой. В XIX в. укреплялось представление о том, что мир органических форм, мир живого образовался естественным образом, порожден материальной природой без прямого либо косвенного вмешательства потусторонних сил.

Классическая биология исходила из того, что мир живого имеет определенные объективные закономерности, порядок, структуру, эти закономерности познаваемы средствами науки.

Классическая биология концентрировалась лишь на одном качественно определенном уровне организации живого (организменном либо клеточном, реже – тканевом), который одновременно считался и первичным. Классическая биология была организме-центричной. Надорганизменные уровни (колонии, популяции, вид, биоценоз, биогеоценоз, биосфера) рассматривались как производные, вторичные, для которых характерны лишь аддитивные, не интегративные свойства. Это – ориентация на моносистемность.

Классическая биология исходила из представления о том, что органический мир есть, с одной стороны, некое многообразие форм, явлений, процессов, а, с другой стороны, одновременно он должен представлять из себя и некоторое единство. Важнейшей методологической установкой классической биологии было представление о том, что природа живого может быть понята и объяснена только через знание его истории. История же органического мира может и должна получить научнорационалистическое объяснение.

Классическая биология – это биология по преимуществу наблюдательная. Внедрение метода эксперимента в основные отрасли биологии, в том числе и в теорию эволюции – заслуга XX в.

Методологические установки классической биологии не позволяли выразить тождество противоположных сторон целостного системного объекта. В результате, всеобщие характеристики системной организации воспроизводились в двух противоположных методологических регулятивах: редукционизм и целостный подход; механистический детерминизм и телеология; противопоставление структурно-инвариантного и генетико-исторического подходов.

Кроме того, классической биологии свойственна ориентация на неизменность факторов эволюции.

И, наконец, классическая биология исходила из того, что структура познавательной деятельности в биологии неизменна, методологические установки биологического познания исторически не развиваются.

Современная физическая картина мира

Рубеж XIX–XX вв. ознаменовался новой революцией в естествознании, результатом которой явилось создание неклассического естествознания, новой (третьей по счету) научной картины мира и новых систем методологических установок познания. Содержанием революции в физике явилось создание двух относительно самостоятельных способов описания физических процессов – релятивистского и квантового. Формирование релятивистского способа описания начинается во второй половине 80-х годов XIX в. актуализацией проблемы взаимодействия между веществом и эфиром и развивается в направлении разрешения тех принципиальных теоретических затруднений, с которыми столкнулась электродинамика движущихся тел.

Принципиальные и теоретические основания этого способа описания закладываются А. Эйнштейном в специальной теории относительности (1905) и общей теории относительности (1916). При изучении этой темы кроме указанной литературы можно использовать любой учебник по физике, в котором излагаются специальная и общая теории относительности, а также любую популярную книгу, в которой излагается история физики XX в.

При чтении литературы следует обратить внимание на содержание таких фундаментальных понятий как «событие», «инерциальная система отсчета», «относительность», «одновременность событий», «интервал времени», «длина», «пространственно-временной интервал», а также таких фундаментальных понятий как электромагнитное и гравитационное поля, метрика пространства-времени, «кривизна пространства», риманов характер пространственно-временного континуума, единство инерции, гравитации и метрики пространства-времени.

Кроме того, следует обратить внимание на содержание исходных постулатов специальной теории относительности – принципа относительности и принципа постоянства скорости света; и исходных постулатов общей теории относительности – общего принципа относительности и принципа эквивалентности.

Формирование квантового способа описания также начинается в 80-х гг. XIX в. исследованием закономерностей интенсивности излучения абсолютно черного тела (как функции частоты колебаний и температуры) и систематизацией эмпирических исследований спектров. Дальнейшие важнейшие вехи этого пути – квантовая гипотеза М. Планка (1900), построенная на принципе соответствия теория атома Н. Бор (1913), формирование идеи квантово-волнового дуализма (1925) и разработка волнового и матричного вариантов нерелятивистской квантовой механики (В. Гейзенберг, Э. Шредингер и др.) (1927).

При подготовке материалов этой темы можно использовать кроме той литературы, которая указана нами в этом пособии, разделы и главы любого учебника по общей физике, в которых излагается содержание квантовой механики, а также любую книгу по истории физики, в которой представлена история создания квантовой механики.

При подготовке рекомендуется обратить внимание на содержание постулатов квантовой механики, таких ее методологических принципов как принцип соответствия и принцип дополнительности, на специфику квантово-механического описания физической реальности, на содержание таких фундаментальных понятий квантовой физики как «волна», «частица», «физическая реальность», на роль измерительных процедур в квантово-механическом исследовании и др.

Во второй половине XX в. основное внимание в физике обращено на создание теорий, раскрывающих с позиций квантово-релятивистских представлений сущность и основания единства четырех фундаментальных взаимодействий – электромагнитного, «сильного», «слабого» и гравитационного.

На основе представления о разного рода калибровочных симметриях созданы и получили хорошее эмпирическое обоснование квантовая электродинамика, теория электрослабого взаимодействия, теория кварков, квантовая хромодинамика, есть перспективы на создание единой теории электромагнитного, «слабого» и «сильного» взаимодействий.

Физики ожидают, что в отдаленной перспективе к ним должно быть присоединено и гравитационное взаимодействие, о природе которого высказываются разные точки зрения (искривление пространства-времени, некоторое силовое поле с гравитоном как его квантом, и то и другое вместе, и др.). Трудно сказать, как далеко находится наука от реализации этой великой цели – структуры материи.

Современная астрономическая картина мира

Формирование релятивистского и квантового способов описания повлекло за собой и глубинные революционные изменения в системе астрономического познания XX в. Превращение астрономии во всеволновую, обнаружение нестационарных процессов во Вселенной, обнаружение реликтового излучения, формирование релятивистской космологии и др. существенно преобразовали методологические установки астрономии, астрономическую картину мира. Основные направления, по которым произошло размежевание методологических установок современной, неклассической астрономии XX в. и классической астрономии следующие.

Во-первых, отказ от признания неизменности структуры космических образований и подчеркивание фундаментальной роли структурной эволюции Вселенной (выделение микро-, макро- и мегамиров; представление о детерминации структуры Вселенной ее историей и, как следствие, – доминирующая роль космогонического аспекта в системе астрономического знания; выдвижение идеи о наличии дезинтегрирующих, взрывных процессов в эволюции космических тел; и др.).

Во-вторых, изменение пространственно-временных представлений (идея относительности топологической структуры пространства-времени) и др.).

В-третьих, отказ от идеи единственности Вселенной.

В-четвертых, изменение представлений об эмпирическом и теоретическом базисах астрономического познания, явное введение представления о необходимости учета «условий познания» и периодической смены астрономических способов описания.

Современная релятивистская космология обладает мощным теоретическим аппаратом для построения моделей, воспроизводящих эволюцию нашей Вселенной, начиная с долей секунды вплоть до настоящего времени. Знания об эволюции Вселенной – от образования элементарных частиц до образования звезд, галактик, планетных систем – постепенно выстраиваются в достаточно стройную и непротиворечивую картину.

Современная биологическая картина мира

К рубежу XIX–XX вв. биология, как и физика, подошла в состоянии глубокого кризиса своих методологических оснований. Он проявился прежде всего в многообразии и противоречии оценок и интерпретаций сущности эволюционной теории и интенсивно накапливавшихся данных в области генетики. Теоретике методологический выход из кризисной ситуации был найден лишь в 20-40-х годах XX в.

К рубежу XIX–XX вв. биология, как и физика, подошла в состоянии глубокого кризиса своих методологических оснований. Он проявился прежде всего в многообразии и противоречии оценок и интерпретаций сущности эволюционной теории и интенсивно накапливавшихся данных в области генетики. Теоретике методологический выход из кризисной ситуации был найден лишь в 20-40-х годах XX в. на основе

Основные направления изменения методологических установок биологического познания в XX в. следующие:

Во-первых, формируется качественно новое представление объекта познания – полисистемное видение биологического мира, отказ от моноцентризма и организмоцентризма в пользу полицентризма и популяционного стиля мышления.

Во-вторых, складывается качественно новая гносеологическая ситуация, требующая явного указания на условия познания, на особенности субъект-объектных отношений.

В-третьих, установление диалектического единства ранее противопоставлявшихся друг другу подходов (единство описательно-классифицирующего и объяснительно-номотетического; операций расчленения, редукции с процессами интегрирующего воспроизводства целостности; структурного и исторического подходов; функционально-целевого и статистически-вероятностного и др.).

В-четвертых, углубление единства эмпирических исследований с процессом интенсивной теоретизации биологического знания, включающим его формализацию, математизацию, аксиоматизацию и др.

Современная биология стоит, по-видимому, на пороге понимания молекулярных основ сущности живого что позволит революционизировать медицину, сельское хозяйство, сам образ жизни человека. Качественно новые подходы наметились в решении двух важнейших мировоззренческих проблем – проблеме происхождения жизни и проблеме происхождения человека (антропосоциогенеза).

Мировоззренческая нацеленность биологии реализуется в двух направлениях:

1) на человека, на выявление взаимосвязей биологического и социального в человеке; способов функционирования биологического в социальном. Все в большей степени человек становится исходной «точкой отсчета» биологической науки, от него, для него и на него будет непосредственно ориентироваться познание живого. Это направление развивается в контексте взаимосвязи биологического и социального познания; историческим пьедисталом здесь выступает процесс антропосоциогенеза, выявление биологических предпосылок становления человека и общества.

2) на мир, на выявление закономерностей включенности живого в эволюцию Вселенной, перспектив биологического мира в развитии мира космического. Эго направление раскрывается прежде всего через взаимосвязь биологических и астрономических наук.

Во второй половине XX в. складывается новый интересный подход. Он связан с так называемым антропным принципом в космологии. Содержание этого принципа в том, что возникновение человечества, познающего субъекта (а значит, и предваряющего в эволюции Вселенной социальную форму материи органического мира) было возможным в силу того, что крупномасштабные свойства нашей Вселенной (ее глубинная структура) именно таковы, какими они являются; если бы они были хотя бы чуть-чуть другими, Вселенную просто некому было бы познавать.

Данный принцип указывает на наличие глубокого внутреннего единства закономерностей исторической эволюции Вселенной с предпосылками возникновения и эволюции органического мира (вплоть до антропосоциогенеза), на существование некоторого типа универсальных системных связей, определяющих целостный характер существовании и развития нашей Вселенной.

Самоорганизация в живой и неживой природе

Синергетика – теория самоорганизации. Суть этой теории в следующем: Вселенная представляет из себя множество систем. И лишь некоторые из них могут трактоваться как замкнутые системы, как механизмы. Во Вселенной таких “ закрытых» систем меньшинство. Подавляющее большинство реальных систем открытые – это значит, что они обмениваются энергией, веществом и информацией с окружающей средой.

К такого рода системам относятся прежде всего биологические и социальные системы. Но если большинство систем Вселенной носят открытый характер, то это значит, что во Вселенной доминируют не стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновесность.

В открытых системах существуют флуктуационные процессы. Иногда флуктуация может стать настолько сильной (например, если существует положительная обратная связь), что существовавшая прежде организация не выдерживает и разрушается. В этот переломный момент (точка бифуркации) принципиально невозможно сказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности и организации (фазовые переходы и диссипативные структуры – лазерные пучки, неустойчивости плазмы, явления флаттера, химические волны, структуры в жидкостях и др.). Другими словами, в состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения могут усиливаться до гигантских волн, разрушающих сложившуюся структуру и способствующих радикальному качественному изменению этой структуры.

Главная идея синергетики – это идея о возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Представим себе, что в ходе химической реакции или какого-то другого процесса вырабатывается фермент, присутствие которого стимулирует производство его самого. (Специалисты говорят в таких случаях о петле положительной обратной связи.). Такая система начнет самоорганизовываться и будет противостоять тенденции ее разрушения средой.

В химии аналогичное явление принято называть автокатализом. В неорганической химии автокаталитические реакции встречаются редко, но, как показали исследования по молекулярной биологии последних десятилетий, петли положительной обратной связи (вместе с другими связями – взаимный катализ, отрицательная обратная связь и др.) составляют самую основу жизни.

Синергетика убедительно показывает, что даже в неорганической природе существуют классы систем, способных к самоорганизации. Такие системы и обеспечивают всеобщую эволюцию природы на всех уровнях ее организации, от низших и простейших к высшим и сложнейшим (человек, общество, культура) – глобальный эволюционизм.

Выводы и заключение

В XXI в. естествознание, по-видимому, вступает в новую историческую фазу своего развития – на уровень постнеклассической науки.

Для постнеклассической науки характерно выдвижение на первый план междисциплинарных, комплексных и проблемно ориентировочных форм исследовательской деятельности. Все чаще в определении познавательных целей науки начинают играть решающую роль не внутринаучные цели, а цели экономического и социально-политического характера.

Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием. Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами.

Исторически развивающаяся система формирует с течением времени новые уровни своей организации, изменяет свою структуру, характеризуется принципиальной необратимостью процессов и др. Среди таких систем особое место занимают природные комплексы, в которые включен сам человек (объекты экологии, медико-биологические объекты, объекты биотехнологии, системы «человек-машина» и др.)

Становление постнеклассической науки приводит к изменению методологических установок естественнонаучного познания:

– формируются особые способы описания и предсказания возможных состояний развивающегося объекта – построение сценариев возможных линий развития системы (в том числе и в точках бифуркации):

– идеал построения теории как аксиоматически-дедуктивной системы все чаще сочетается с созданием конкурирующих теоретических описаний, основанных на методах аппроксимации, компьютерных программах и т. д.

– в естествознании все чаще применяются методы исторической реконструкции объекта, сложившиеся в гуманитарном знании;

– по отношению к развивающимся объектам изменяется и стратегия экспериментального исследования: результаты экспериментов с объектами, находящимся на разных этапах развития, могут быть согласованы только с учетом вероятностных линий эволюции;

– системы; особенно это относится к системам, существующим лишь в одном экземпляре – они требуют и особой стратегии экспериментального исследования, поскольку нет возможности воспроизводить первоначальные состояния такого объекта;

– нет свободы выбора эксперимента с системами, в которые непосредственно включен человек;

– изменяются представления классического и неклассического естествознания о ценностно нейтральном характере научного исследования – современные способы описания объектов (особенно таких, в которые непосредственно включен сам человек) не только допускают, но даже предполагают введение аксиологических факторов в содержание и структуру способа описания (этика науки, социальная экспертиза программ и др.).

Итоговый тест по всему курсу

Концепции современного естествознания

Тесты

1. Что является объектом изучения естественных наук?

А. Общество

Б. Процессы познания

В. Природа

Г. Технологии

2. Чем отличается научное сознание от обыденного?

А. Предметом познания

Б. Широтой мышления

В. Абстрактностью мышления

Г. Методом познания

3. Какими методами пользуются естественные науки?

А. Измерения

Б. Моделирования

В. Наблюдения

Г. Эксперимент

4. Чем характеризуется натурфилософский период естествознания?

А. Отрывочностью знаний

Б. Прикладной направленностью

В. Мифологичностью

Г. Нерасчлененностью знания

5. В чем состоит заслуга античных ученых Левкиппа и Демокрита?

А. Развитие взглядов на Вселенную

Б. Создание атомистического учения о строении материи

В. Разработка военной техники

Г. Строительство оборонительных сооружений

6. Кто из ученых средних веков закрепил гелиоцентрический взгляд на солнечную систему?

А. А. Д. Бруно

Б. В. Ф. Бекон

В. С. Р. Декарт

Г. Д. Н. Коперник

7. Кто из ученых сформулировал основные законы классической механики?

А. А. И. Кеплер

Б. М. В. Ломоносов

В. И. Ньютон

Г. Г. Галилей

8. Кто из ученых разработал учение о происхождении видов?

А. Ч. Лайель

Б. Ч. Дарвин

В. П. Лаплас

Г. М. Шлейден

9. В чем заслуга Д. И. Менделеева?

А. Открытие электричества

Б. Сформулировал клеточную теорию

В. Осуществил синтез органического вещества

Г. Сформулировал периодический закон

10. Кто предложил первую гипотезу о происхождении солнечной системы?

А. К. Линней

Б. Ф. Велер

В. И. Кант

Г. Ш. Кулон

11. Кто из ученых ввел понятие «электромагнитное поле»?

А. П. Лаплас

Б. К. Ампер

В. М. Фарадей

Г. Р. Герц

12. Кто открыл первую элементарную частицу?

А. К. Максвелл

Б. А. Беккерель

В. П. Кюри

Г. Д. Томпсон

13. Кем предложена планетарная модель атома?

А. А. Ампером

Б. Д. Менделеевым

В. Э. Резерфордом

Г. П. Кюри

14. В чем сущность квантовой модели атома Н. Бора?

А. Атом имеет планетарное строение

Б. Атом имеет стационарное состояние, при котором не происходит излучение

В. Атом имеет положительное ядро

Г. Атом состоит из трех элементарных частиц

15. Кто сформулировал положение, что движение макрочастиц нельзя отождествлять с движением макрообъектов?

А. Л. де Бройль

Б. Н. Бор

В. А. Эйнштейн

Г. Д. Томпсон

16. Какое из перечисленных положений является принципом относительности?

А. Никакую информацию нельзя передать быстрее скорости света

Б. Масса тела зависит от скорости его движения

В. Все инерционные системы отчета эквивалентны друг другу в отношении постановки в них любых экспериментов

Г. Движение в инерционной системе отчета эквивалентно гравитационному полю

17. Кто предложил принцип изотропности вселенной?

А. И Кант

Б. П. Лаплас

В. А. Фридман

Г. А. Эйнштейн

18. Кто открыл нейтроны?

А. Э. Резерфорд

Б. Н. Бор

В. Д. Чедвик

Г. Д. Томпсон

19. Какие понятия могут характеризовать элементарные частицы?

А. Гравитация

Б. Заряд

В. Спин

Г. Масса

20. Какая из наук занимается вопросами эволюции вселенной?

А. География

Б. Физика

В. Геология

Г. Космология

21. Какой химический элемент самый распространенный в природе?

А. Железо

Б. Углерод

В. Водород

Г. Азот

22. Какие химические элементы первыми образуются, согласно теории большого взрыва?

А. Водород

Б. Кислород

В. Фтор

Г. Гелий

23. Чем объясняется стабильность свечения звезд?

А. Горением водорода

Б. Электромагнитным взаимодействием

В. Уравновешенностью термоядерных и гравитационных сил

Г. Испусканием нейтрино

24. Какие из перечисленных объектов изучаются астрономией?

А. Молекулы

Б. Кварки

В. Планеты

Г. Звезды

25. Какие из перечисленных объектов изучаются химией?

А. Атомы

Б. Клетки

В. Молекулы

Г. Ткани

26. Какой химический элемент является основой органических соединений?

А. Водород

Б. Кислород

В. Сера

Г. Углерод

27. В чем отличие простых и сложных веществ?

А. В строении молекул

Б. В составе

В. В массе

Г. В агрегатном состоянии

28. Какие из перечисленных веществ составляют основу жизни?

А. Соли

Б. Белки

В. Нуклеиновые кислоты

Г. Жиры

29. Какие из приведенных веществ отвечают за наследственность?

А. Вода

Б. Белок

В. АТФ

Г. ДНК

30. Какой химический элемент выделяется при фотосинтезе?

А. Азот

Б. Углерод

В. Водород

Г. Кислород

31. Чем характеризуется современный этап развития химии?

А. Биологизацией химии

Б. Развитием учения о структуре

В. Изучением механизмов процессов

Г. Развитием термодинамики

32. Катализаторы изменяют:

А. Скорость химической реакции

Б. Химическое равновесие

В. Состав продуктов реакции

Г. Температуру веществ

33. Что такое фермент?

А. Биологический катализатор

Б. Витамины

В. Продукт питания

Г. Вещества, синтезируемые клеткой

34. Какое вещество составляет основу жизни?

А. Белки и нуклеиновые кислоты

Б. Витамины

В. Аминокислоты

Г. Углеводы

35. Кто является автором кислородной теории?

А. А. Лавуазье

Б. М. В. Ломоносов

В. Ю. Майер

Г. Д. И. Менделеев

36. В чем состоит роль нуклеиновых кислот?

А. Хранение и передача наследственной информации

Б. Участие в обмене веществ

В. Участие в фотосинтезе

Г. Участие в переваривании пищи

37. Какие элементы относятся к органогенным?

А. Na, K, Zn, Fe

Б. C, O, H, N, P

В. Hg, Au, Co

Г. F, Br, I

38. Что утверждает гипотеза панспермии?

А. Жизнь на землю занесена из космоса

Б. Жизнь создана Богом

В. Жизнь была всегда

Г. Жизнь – это результат эволюции

39. Автотрофами называют:

А. Организмы, создающие органические вещества из неорганических

Б. Вирусы

В. Хищников

Г. Грибы

40. Что Ч. Дарвин считал основой эволюции?

А. Мутации

Б. Наследственность, изменчивость, отбор

В. Катастрофы

Г. Климат

41. Что такое креационизм?

А. Божественное сотворение жизни

Б. Самозарождение жизни

В. Стационарное состояние жизни

Г. Внеземное происхождение жизни

42. Взгляд А. Фридмана на Вселенную:

А. Она стабильна

Б. Она расширяется

В. Должна расширяться или сжиматься

Г. Сотворена Богом

43. Кто предложил первую модель атома?

А. Н. Бор

Б. Э. Резерфорд

В. Н. Вильсон

Г. Д. Томпсон

44. Что явилось толчком к изучению теплоты?

А. Изобретение тепловоза

Б. Открытие теплового расширения

В. Изобретение термометра

Г. Создание паровых машин

45. Кто из ученых считал, что существует пустота?

А. Эмпедокл

Б. Фалес

В. Демокрит

Г. Аристотель

46. Что изучает геохимия?

А. Фотосинтез

Б. Почвообразование

В. Миграцию химических элементов

Г. Эволюцию

47. Какие объекты изучает экология?

А. Популяции

Б. Атомы

В. Звезды

Г. Экосистемы

48. Что такое флуктуация?

А. Структурная организация объекта

Б. Система передачи информации

В. Колебательный процесс

Г. Точка бифуркации

49. Что предполагает свойство инвариантности?

А. Подобие

Б. Гармонию

В. Неизменность

Г. Пропорцию

50. Какая система выполняет следующие функции: энергетическую, средообразующую, деструктивную, концентрационную?

А. Клетка

Б. Биогеоценоз

В. Биосфера

Г. Пищеварительная система

51. Какой университет наиболее древний?

А. Московский

Б. Пражский

В. Кембриджский

Г. Болонский

52. В каком веке возникло книгопечатанье в Европе?

А. в VI

Б. в XII

В. в XIX

Г. в XV

53. Какой уровень познания первичен?

А. Эмпирический

Б. Интуитивный

В. Чувственный

Г. Логический

54. Кто открыл законы движения планет?

А. И. Ньютон

Б. Тихо Браге

В. И. Кеплер

Г. Г. Галилей

55. Кем сформулирован закон плавучести тел?

А. Аристотелем

Б. Архимедом

В. Эпикуром

Г. Гиппократом

56. Кем открыт закон сохранения массы веществ?

А. Г. Галилеем

Б. Н. Коперником

В. М. Ломоносовым

Г. Ф. Велером

57. Кем открыт закон тяготения?

А. Архимедом

Б. М. Ломоносовым

В. И. Ньютоном

Г. Кулоном

58. Какие частицы стабильны?

А. Гипероны

Б. Мезоны и нейтроны

В. Y-частицы и кварки

Г. Протоны и электроны

59. Какая частица наиболее тяжелая?

А. Электрон

Б. Нейтрон

В. Фотон

Г. Протон

60. Где впервые стали использоваться арабские цифры?

А. В Ираке

Б. В Китае

В. В Греции

Г. В Индии

Ответы к вопросам теста

1 – В; 2 – Г; 3 – АБВГ; 4 – Г; 5 – Б; 6 – Г; 7 – ВГ; 8 – Б; 9 – Г; 10 – В;

11 – В; 12 – Г; 13 – В; 14 – Б; 15 – А; 16 – В; 17 – В; 18 – В; 19 – БВГ; 20 – Г;

21 – В; 22 – А; 23 – В; 24 – ВГ; 25 – В; 26 – Г; 27 – Б; 28 – БВ; 29 – Г; 30 – Г;

31 – В; 32 – А; 33 – А; 34 – А; 35 – А; 36 – А; 37 – Б; 38 – А; 39 – А; 40 – Б;

41 – А; 42 – В; 43 – Г; 44 – Б; 45 – В; 46 – В; 47 – АГ; 48 – В; 49 – А; 50 – В;

51 – Г; 52 – Г; 53 – В; 54 – В; 55 – Б; 56 – В; 57 – В; 58 – Г; 59 – Б; 60 – Г.

Список литературы

1. Горелов А. А. Концепции современного естествознания: учебное пособие для студентов вузов. – М.: ЮрайтИздат, 2009. – 335 с.

2. Грушевицкая Т. Г., Садохин А. П. Концепции современного естествознания: учебное пособие для студентов вузов. – М.: ЮрайтИздат, 2009. – 335 с.

3. Данилова В. С., Кожевников Н. Н. Основные концепции современного естествознания: учебное пособие для студентов вузов. – М.: Аспект Пресс, 2000. – 254 с.

4. Кожевников Н. М. Концепции современного естествознания: учебное пособие. – СПб, М., Краснодар: Лань, 2016. – 384 с.

5. Конспект лекций по КСЕ / Сост. Ревская Н. В. – СПб: Альфа, 2008. – 160 с.

6. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / под ред. С. И. Самыгина. – Ростов-н-Д.: Феникс, 2008. – 576 с.

7. Лихин А. Ф. Концепции современного естествознания: учебник. – М.: Проспект, 2010. – 257 с.

8. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям. – М.: Гардарики, 2002. – 475 с.

9. Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания [Текст]: учебник для бакалавров. – М.: Проспект, 2017. – 280 с.

10. Смирнова М. С., Вороненко М. В., Смирнова Т. М. Естествознание: учебник и практикум для среднего профессионального образования. – М.: Издательство Юрайт, 2019. – 332 с.

Content

Кузнецов Геннадий Тарасович Концепции современного естествознания

Г. Т. Кузнецов Концепции современного естествознания Учебно-методическое пособие

Программа курса

Часть первая Развитие знаний о природе до начала XX века

Часть вторая Современная естественнонаучная картина мира

Часть третья Особенности естествознания XXI века

Приложение Список тем курсовых, контрольных работ и рефератов

Современная физическая картина мира

Современная астрономическая картина мира

Современная биологическая картина мира

Примерный перечень тем для самостоятельного изучения

Примерный перечень тем семинарских занятий

Контрольные вопросы

Методические рекомендации по изучению разделов курса КСЕ

Исторические этапы развития естествознания

Современная физическая картина мира

Современная астрономическая картина мира

Современная биологическая картина мира

Самоорганизация в живой и неживой природе

Выводы и заключение

Итоговый тест по всему курсу Концепции современного естествознания

Тесты

Ответы к вопросам теста

Список литературы