ВВЕДЕНИЕ. СИСТЕМА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ЗНАНИЯ

ЛЕКЦИЯ 1

ВВЕДЕНИЕ. СИСТЕМА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ЗНАНИЯ

Наука. Научное познание

Наука – сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности.

Научное познание – процесс приобретения знаний. Формы познания:

1) чувственное (ощущение, восприятие, представление);

2) рациональное (понятие, суждение, умозаключение);

3) иррациональное (интуиция).

Формы научных знаний:

· научный факт;

· научная теория;

· научная задача;

· научная проблема;

· научная гипотеза;

· закон науки.

Естествознание – наука о природе. Естественнонаучная картина мира

Естествознание – совокупность наук о природе как системе тел, находящихся во взаимосвязи, взаимодействии, движении.

Цель естествознания (двоякая);

1) раскрытие сущности явлений природы, познание их законов и предвидение на их основе новых явлений (с одной стороны);

2) указание на возможность использования на практике познанные законы природы (с другой стороны).

Предмет естествознания – природа, материя и формы ее движения.

Задача естествознания – познание природы, законов и форм бытия.

Естественнонаучная картина мира – упорядоченная целостность систематизированных знаний о Вселенной и человеке, формирующаяся на базе фундаментальных открытий и достижений, прежде всего естественных наук.

Основные естественные науки:

· физика – наука, изучающая материю, ее свойства и формы движения;

· астрономия – наука о Вселенной, которая изучает движение небесных тел, их природу, происхождение и развитие;

· химия – наука о веществах, их строении, составе, свойствах и взаимных превращениях;

· биология – наука о живой природе;

· география – комплекс наук о Земле.

Взаимодействие естественнонаучного и гуманитарного знания

Различия между естественнонаучными и гуманитарными знаниями заключается в том, что первые основаны на разделении субъекта (человека) и объекта (природы, которую познает человек), при преимущественном внимании, уделяемом объекту, а вторые имеют отношение прежде всего к самому объекту.

В истории развития науки эти две отрасли знаний существовали преимущественно независимо друг от друга (а также отдельно от технического знания). Сегодня наблюдается сближение этих трех отраслей знаний, происходит их интеграция, основой которой выступает процесс гуманизации науки.

Естествознание и нравственность

Вопрос о нравственности или безнравственности результатов естественнонаучных исследований, их методов остается открытым. Большие споры о нравственности вызывают следующие направления:

1) создание ядерного, биологического, химического оружий;

2) эксперименты с генами человека и животных;

3) тотальный компьютерный контроль в обществе;

4) вивисекция;

5) евгеника и др.

Глобальные проблемы современности как результат научных инноваций

1. Отрицательные последствия НТР социального плана.

2. Отрицательные психологические последствия развития науки.

3. Отчуждение человека от природы и себе подобных в результате роста научных знаний.

4. Усиление давления на природную среду, которая уже не способна противодействовать развитию науки и внедрению научных знаний.

5. Люди постепенно становятся жертвами экономического развития.

ЛЕКЦИЯ 2

ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ РЕАЛЬНОСТИ. МАТЕРИЯ. ДВИЖЕНИЕ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ

Понятие материи. Основные виды материи. Движение – способ существования материи. Формы движения

Материя – объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания.

Движение – любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействий.

Виды материи:

1) вещество – основной вид материи, обладающий массой. Вещественные объекты: элементарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные образованные из них материальные объекты;

2) физическое поле – особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем;

3) физический вакуум – низшее энергетическое состояние квантового поля.

Виды движения материи:

· механическое движение (относительное перемещение тел);

· колебательное движение;

· волновое движение;

· тепловое движение;

· фазовые переходы между агрегатными состояниями;

· радиоактивный распад;

· химические и ядерные реакции;

· развитие живых организмов и биосферы;

· эволюция звезд, галактик и Вселенной в целом.

Пространство и время как основные формы существования материи

Время – совокупность отношений, выражающих координацию сменяющих друг друга состояний (явлений), их последовательность и длительность. Основные характеристики времени:

· одномерность;

· однородность;

· необратимость;

· относительность.

Пространство – совокупность отношений, выражающих координацию сосуществующих объектов, их расположение друг относительно друга и относительную величину. Основные характеристики пространства:

· трехмерность (или многомерность);

· неоднородность;

· относительность.

Теория относительности

Принцип относительности Галилея:

во всех инерциальных системах отсчета законы классической динамики имеют одинаковую форму.

Принцип относительности А. Эйнштейна (1905):

все инерциальные системы отсчета равноправны между собой (неотличимы друг от друга) в отношении протекания физических процессов, или физические процессы не зависят от равномерного и прямолинейного движения системы отсчета.

Постулаты специальной теории относительности:

1) принцип относительности;

2) принцип инвариантности скорости света.

Специальная теория относительности объединила пространство и время в единый континуум – пространственно-временной континуум.

Результат развития специальной теории относительности – общая теория относительности.

Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса

Закон сохранения энергии:

энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой.

Закон сохранения импульса (импульс – побудительный момент, толчок, вызывающий какое-либо действие; произведение массы тела на его скорость):

импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени.

Закон сохранения момента импульса:

момент импульса замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени.

ЛЕКЦИЯ 3

ТЕПЛОТА. КВАНТЫ. МОЛЕКУЛЫ, АТОМЫ, ЯДРА, ПОЛЯ, ЧАСТИЦЫ

Термодинамические системы, их характеристики

Термодинамика – наука о тепловых явлениях, в которой не учитывается молекулярное строение тел и тепловые явления характеризуются параметрами, регистрируемыми приборами (термометром, манометром и др.).

Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Первое начало термодинамики:

тепло, сообщенное системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил.

Второе начало термодинамики:

энтропия замкнутой системы возрастает, т.е. система, которая не обменивается с окружающей средой ни энергией, ни веществом постоянно возрастает (энтропия – мера беспорядка в системе).

Равновесные и неравновесные системы. Порядок-хаос

Порядок – организованность системы.

Хаос – состояние, в котором случайность и беспорядочность становятся организующим принципом.

Равновесная термодинамика изучает замкнутые системы – системы, в которых процессы происходят в сторону возрастания энтропии, т.е. образованию беспорядка.

Неравновесная термодинамика изучает открытые системы – сложные системы, в которых происходит самоорганизация. Открытые системы постоянно обмениваются веществом и энергией с окружающей средой.

Кванты. Фотоэффект

Квант – мельчайшая постоянная порция излучения.

Фотон – квант энергии видимого и невидимого света, рентгеновского и гамма-излучений, обладающий одновременно свойствами частицы и волны, не имеющий массы покоя, имеющий скорость света, при определенных условиях порождает пару позитрон + электрон.

Фотоэффект (фотоэлектрический эффект) – выбивание из вещества электронов под действием электромагнитных волн.

Фотонная теория была создана А. Эйнштейном, а экспериментально подтверждена Р.Э. Милликеном. Парадокс: свет ведет себя и как волна, и как поток частиц (корпускул). Волновые свойства проявляются при дифракции и интерференции, корпускулярные – при фотоэффекте. Это явление получило название корпускулярно-волнового дуализма.

ЛЕКЦИЯ 5

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА. ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ

ЛЕКЦИЯ 6

Химические элементы

Химические элементы – составные части простых и сложных веществ; вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Известно 118 химических элементов, из которых около 90 существуют в природе, остальные получают искусственно с помощью ядерных реакций. Для каждого химического элемента известны изотопы – разновидности атомов одного химического элемента, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но различное число нейтронов, имеют одинаковое число электронов. По химическим свойствам все химические элементы делятся на:

1) металлы – простые вещества, характеризующиеся способностью отдавать внешние электроны и переходить в положительно заряженные ионы; обладают высокой электро- и теплопроводностью, способностью хорошо отражать световые волны (что обусловливает их блеск и непрозрачность), пластичностью;

2) неметаллы – простые вещества, не обладающие ковкостью, металлическим блеском, плохие проводники электричества и тепла. Для атомов неметаллов характерна преимущественно способность присоединять электроны.

Химические растворы

Растворы – гомогенные системы, состоящие из 2 или большего числа компонентов. Состоит из растворителя и растворенного вещества. Различают растворы:

1) жидкие (растворы солей, воды озер, рек и морей, нефть и т.д.), имеющие наибольшее значение;

2) твердые (многие сплавы);

3) газовые (воздух, смесь газов).

По наличию или отсутствию электролитической диссоциации различают 2 класса растворов:

1) электролиты – вещества, проводящие электрический ток в растворенном или расплавленном состоянии. В водных растворах диссоциируют на ионы;

2) неэлектролиты – вещества, которые в полярных растворителях (вода) не распадаются на ионы, а сохраняют в растворе свое молекулярное строение.

Химические реакции

Химические реакции – превращение одних веществ (исходных соединений) в другие (продукты реакции) при неизменности ядер атомов (в отличие от ядерных реакций).

Для описания реакций химических используют химические уравнения, в левой части которых указывают исходные вещества, в правой – продукты. Обе части уравнения могут быть соединены знаком равенства (в этом случае количество атомов химических элементов справа и слева должно быть уравнено с помощью стехиометрического коэффициента), стрелкой (в случае необратимых химических превращений) или прямой и обратной стрелками (для обратимых реакций).

Закономерности протекания реакций химических во времени изучает кинетика химическая. Основная кинетическая характеристика реакций – скорость реакции.

ЛЕКЦИЯ 7

Химическая технология

Химическая технология – прикладная научная дисциплина о процессах, методах и средствах переработки сырья в конечных химический продукт. Основная задача химической технологии – оптимальное сочетание в единой технологической системе разнообразных химических преобразований с физико-химическими и механическими процессами типа измельчения твердых материалов, фильтрования, воздействия высоких и низких температур, электрических полей и т.п.

Химическая технология – научная база химической промышленности. Химическая промышленности состоит из химической и нефтехимической промышленности.

Химическая промышленность включает следующие отрасли:

1) горнохимическая промышленность;

2) основная химия;

3) промышленность химических волокон;

4) промышленность синтетических смол и пластических масс;

5) промышленность пластмассовых изделий;

6) лакокрасочная промышленность;

7) промышленность химических реактивов и особо чистых веществ;

8) промышленность синтетических красителей;

9) химико-фотографическая промышленность;

10) промышленность бытовой химии;

11) другие отрасли (производство химпоглотителей, кремнийорганических соединений и др. отрасли).

Нефтехимическая промышленность включает:

1) производство синтетического каучука;

2) производство продуктов основного органического синтеза;

3) сажевая промышленность;

4) резино-асбестовая промышленность.

ЛЕКЦИЯ 8

ЛЕКЦИЯ 9

ЛЕКЦИЯ 10

ЛЕКЦИЯ 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. СОЦИАЛЬНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

1. Классическое естествознание уделяло внимание понятиям, характеризующим замкнутые системы и линейные соотношения. Современная наука, признавая правомерность изученных ранее моделей, перешла к исследованию открытых систем, которые обмениваются с окружением веществом, энергией, информацией. Такие системы, более распространенные в природе, характеризуются разнообразием, неустойчивостью, нелинейными отношениями.

2. Социальные системы сегодня возможно описать сложившимися в естествознании языком и понятиями. В этих системах отмечены волновые явления. Развитие общества представляется поступательным необратимым движением по спирали с элементами повторяемости и цикличности. Историю человечества можно представить как переходы от порядка к хаосу и наоборот через механизм самоорганизации. Возрастает роль коллективных взаимодействий.

3. Человечество переходит в новую – информационную – эпоху, что требует переосмысления основных законов развития и позволяет изучать происходящие процессы на компьютерных моделях. Адекватность моделей можно проверять и тем самым корректировать модель, строя социологическую концепцию самоуправления и самоорганизации общества.

4. Для осуществления управляемого развития необходимо знать объекты и их реакции определенные воздействия, уметь формулировать цель. Разработана специальная теория конфликтов, позволяющая достичь компромисса между противоречивыми интересами сторон.

5. На основе естественнонаучных представлений возможен анализ модели формирования общественного мнения при наличии в обществе двух и более групп с различными мнениями.

6. Нелинейные модели позволяют проводить математическую проверку курса проведения реформ и требуют обязательного наличия механизма обратной связи.

7. Современное общество оказалось склонным к различным антинаучным тенденциям. Сюда относится не только астрология, шаманство и т.п., но и компьютерное моделирование. Поэтому особого внимания требуют создание моделей и толкование их параметров и результатов.

8. Философия космизма связана с ответственностью человека перед обществом и природой, с идеей коэволюции человека и биосферы.

9. Антропоцентрический принцип оказался связанным с мировыми константами. Поиски углеводородной жизни позволили оценить достаточно высокую вероятность ее существования за пределами Земли.

10. Будущее науки в постиндустриальном обществе широко обсуждается, причем оно все более связывается с психологией и человеческими пристрастиями. Единство естествознания и стремление к нему открывают новые возможности познания мира и самого человека.