Тема ответа: Ответы на экзамен Концепции Современного Естествознания

Ответы на экзамен по предмету "Концепции Современного Естествознания".
Ответы представлены в простом для понимания виде.
#Естествознание #МФЮА #Экзамен

ОТВЕТЫ ПРЕДСТАВЛЕННЫ НЕ ПОЛНОСТЬЮ И В ДЕМО-ВЕРСИИ!

Блок «предмет и история естествознания»

1.Наука как форма познания

Наука – сфера человеческой деятельности, целью которой является изучение предметов и процессов природы, общества и мышления, их свойств, отношений и закономерностей.

Выделяют следующие функции современной науки:

1. описательная – выявление существенных свойств и отношений действительности;
2. систематизирующая – встраивание объективных знаний в систему;
3. объяснительная – объяснение сущности изучаемого явления, причин его возникновения и развития;
4. производственно-практическая – возможность применения полученных знаний на практике;
5. прогностическая – возможность научного предвидения явлений в будущем;
6. мировоззренческая – внесение полученных знаний в существующую картину мира.

Научное знание отличается от других форм познания следующими признаками:

1. научное знание характеризуется систематичностью, а также логической выводимостью одних знаний из других;
2. объектами научного (теоретического) познания выступают не сами по себе предметы и явления реального мира, а их свое­образные аналоги —идеализированные объекты (например, точка, прямая в геометрии, идеальный газ, абсолютно черное тело в физике);
3. важным признаком научного познания является осознанный контроль над самой процедурой получения нового знания, фикса­ция и предъявление строгих требований к методам познания;
4. научное описание исследуемых объектов требует строгости и однозначности языка, четко фиксирующего смысл и значение по­нятий;
5. научное знание претендует на общеобязательность и объективность открываемых истин, т.е. их независимость от познаю­щего субъекта, безусловную воспроизводимость;
6. наука изучает не все явления подряд, а только те, которые повторяются, и поэтому ее главная задача — искать законы, по ко­торым эти явления существуют.

Научное познание, безусловно, является одной из форм по­стижения бытия, но она выражает собой лишь ог­раниченное, по сравнению с философией, знание, так как она не каса­ется бытия в целом.

2.Структура естествознания

В структуре естественнонаучного познания выделяют два уровня познания: эмпирический и теоретический.
         Эмпирический уровень познания. Главная опора, фундамент науки — это, конечно, установленные факты. Если они установлены правильно (подтверждены многочисленными свидетельствами наблюдения, экспериментов, проверок), то считаются бесспорными и обязательными. Это — эмпирический, т.е. опытный, базис науки. Эмпирическое исследование направлено непосредственно на изучаемый объект и реализуется посредством наблюдения и эксперимента. Количество накопленных наукой фактов непрерывно возрастает. Естественно, они подвергаются первичному эмпирическому обобщению, приводятся в различные системы и классификации.
         Теоретическое исследование концентрируется вокруг универсальных законов и гипотез. В теории происходит переорганизация, или переструктуризация, добытого эмпирического материала на основе некоторых исходных принципов. Теория является высшей формой организации научного знания. Разработка теории сопровождается, как правило, введением понятий, фиксирующих непосредственно не наблюдаемые стороны объективной реальности. Поэтому проверка истинности теории не может быть осуществлена прямым наблюдением. Возникает вопрос: как отличить псевдонаучные идеи от научных?
         Для этих целей сформулировано несколько принципов. Принцип верификации:какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно сводимо к непосредственному опыту, т.е. эмпирически проверяемо.
         Философ 20 века К.Поппер предложил еще один принцип разграничения науки и ненауки –принцип фальсификации: критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость, или опровержимость. Этот принцип имеет глубокий смысл. Никакое количество падающих яблок не является достаточным для подтверждения истинности закона всемирного тяготения, однако достаточно всего одного яблока, полетевшего прочь от Земли, чтобы закон признать ложным. Теория, неопровержимая в принципе, не может быть научной: например, идея божественного сотворения мира.

3.Критерии различия естественнонаучного и гуманитарного знаний

Естественнонаучное знание создается в результате обобщения наблюдений, получаемых и накапливаемых в процессе практической деятельности людей, и само является теоретической основой их деятельности.

Гуманитарные знания — это возможность ориентироваться в мире, в смысле происходящего, это возможность понимать, что с нами происходит и для чего нам нужны те или иные реформы, для чего нам нужны те или иные новации

Естественнонаучное познание	Гуманитарное
1. Носит объективный характер	Носит субъективный характер
2. Предмет познания типичен	Предмет познания индивидуален
3. Историчность не обязательна	Всегда исторично
4. Создает только знание	Создает знание, а также мнение и оценку познаваемого предмета
5. Естествоиспытатель стремится быть сторонним наблюдателем	Гуманитарий неизбежно участвует в исследуемом процессе
6. Опирается на язык терминов и чисел	Опирается на язык образов

 

Блок «Физика»

 

1.Физика как основа естествознания

В развитии естествознания физика всегда играла основополагающую роль. Это связано с тем, что, во-первых, все области естествознания опираются на общие физические законы природы, а во-вторых, все явления природы имеют внутренние механизмы, познать которые можно, только понимая их физическую сущность.
         В своей основе физика – экспериментальная наука: ее законы базируются на фактах, установленных опытным путем. Эти законы представляют собой количественные соотношения и формулируются на математическом языке. Различают экспериментальную физику – опыты, проводимые для обнаружения новых фактов и для проверки известных физических законов, и теоретическую физику, цель которой состоит в формулировке законов природы и в объяснении конкретных явлений на основе этих законов, а также в предсказании новых явлений. При изучении любого явления опыт и теория в равной мере необходимы и взаимосвязаны.
         Физические методы использовались в древности в первую очередь применительно к астрономии и были связаны с необходимостью определения времени и ориентации во время путешествий.
         Историю развития самой физики можно разделить на два неравных периода. К первому периоду можно отнести период становления и развития так называемой классической физики, этот период охватывает всю историю развития физики от древних времен до начала 20-го столетия. В течение этого периода исследователи находили закономерности природы, предполагая наличие в их основе внутренних движений материи.
         Второй период – это период от начала 20-го столетия до настоящего времени. В этот период произошел отказ от традиций классической физики в связи с тем, что классическая физика оказалась не в состоянии преодолеть разрыв между накопленными опытными данными и созданными тогда теориями.

2.Виды и свойства материи

В современном естествознании различают 3 вида материи:

• Вещество - основной вид материи, обладающий массой. К вещественным объектам относятся элементарные частицы, атомы, молекулы, многочисленные образовавшиеся из них материальные объекты.
• Физическое поле - особый вид материи, который обеспечивает физическое взаимодействие материальных объектов и систем.

Физические поля:

• Электромагнитное и гравитационное
• Поле ядерных сил
• Волновые (квантовые) поля

  • Квантовые теории - взаимодействие обусловлено обменом квантами поля между частицами.
  • Физический вакуум - низшее энергетическое состояние квантового поля. Этот термин введен в квантовой теории поля для объяснения некоторых микропроцессов.

Универсальными свойствами материи являются:

• несотворимость и неуничтожимость
• вечность существования во времени и бесконечность в пространстве
• материи всегда присущи движение и изменение, саморазвитие, превращение одних состояний в другие
• детерминированность всех явлений
• причинность - зависимость явлений и предметов от структурных связей в материальных системах и внешних воздействий, от порождающих их причин и условий
• отражение - проявляется во всех процессах, но зависит от структуры взаимодействующих систем и характера внешних воздействий. Историческое развитие свойства отражения приводит к появлению высшей его формы -- абстрактного мышления.

 

Блок « Химия»

1.Химия и ее концептуальные уровни

Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава — химических реакциях

Сложились 4 подхода к решению основной задачи – 4 концептуальных уровня химических знаний:

1. Учение о составе (17 – 19 в.в.) (Авогадро в 1811 г. ввел понятие «молекула» – микрочастица, способная к самостоятельному существованию)

2. Структурная химия (с 19 в.) (реакционная способность соединения зависит от химической активности отдельных фрагментов; хиральность – неодинаковость свойств веществ с левосторонней и правосторонней симметрией)

3. Учение о химических процессах (с 1950–х г.) (область взаимного проникновения химии, физики и биологии)

4. Эволюционная химия (с 1970–х г.) (поиск условий, при которых в процессе химических превращений происходит самосовершенствование катализаторов реакций; изучение самоорганизации химических систем, происходящей в живых клетках).

2. Основные химические понятия

Атом — наименьшая химически неделимая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом состоит из атомного ядра и электронов.

Молекула—электрически нейтральная частица, состоящая из двух или более связанных ковалентными связями атомов, наименьшая частица химического вещества, обладающая всеми его химическими свойствами.

….

Блок «Астрономия»

1.Астрономия и науки о Земле

Астрономия - наука о строении и развитии космических тел и их систем.
         Астрономия — наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и образованных ими систем. В частности, астрономия изучает Солнце и другие звёзды.   
         Главнейшими разделами астрономии являются:

Астрометрия

изучает видимые положения и движения светил. Раньше роль астрометрии состояла также в высокоточном определении географических координат и времени с помощью изучения движения небесных светил (сейчас для этого используются другие способы). Современная астрометрия состоит из:

1) фундаментальной астрометрии, задачами которой являются определение координат небесных тел из наблюдений, составление каталогов звёздных положений и определение числовых значений астрономических параметров, — величин, позволяющих учитывать закономерные изменения координат светил;

2) сферической астрономии, разрабатывающей математические методы определения видимых положений и движений небесных тел с помощью различных систем координат, а также теорию закономерных изменений координат светил со временем;

Теоретическая астрономия

 даёт методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям и методы вычисления эфемерид (видимых положений) небесных тел по известным элементам их орбит (обратная задача).

Небесная механика

 изучает законы движений небесных тел под действием сил всемирного тяготения, определяет массы и форму небесных тел и устойчивость их систем.

Эти три раздела в основном решают первую задачу астрономии (исследование движения небесных тел), и их часто называют классической астрономией.

Астрофизика

 изучает строение, физические свойства и химический состав небесных объектов. Она делится на: а) практическую (наблюдательную) астрофизику, в которой разрабатываются и применяются практические методы астрофизических исследований и соответствующие инструменты и приборы; б) теоретическую астрофизику, в которой, на основании законов физики, даются объяснения наблюдаемым физическим явлениям.

 

Блок «Биология»

1.Комплекс биологических наук

Биология представляет собой комплекс биологических наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи.
         Биологические науки можно подразделить по направлениям исследований.

1. Науки, изучающие систематические группы живых организмов:

• вирусология — наука о вирусах;
• микробиология — наука о микроорганизмах;
• микология — наука о грибах;
• ботаника (фитология) — наука о растениях;
• зоология — наука о животных;
• антропология — наука о человеке.

1. Науки, изучающие разные уровни организации всего живого:

• молекулярная биология — наука о свойствах и проявлении жизни на молекулярном уровне;
• цитология — наука о клетках;
• гистология — наука о тканях.

1. Науки, изучающие структуру, свойства и проявления жизни отдельных организмов:

• анатомия — наука о внутреннем строении;
• морфология — наука о внешнем строении;
• физиология — наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей;
• генетика — наука о наследственности и изменчивости организмов.

Блок «Синергетика»

1.Синергетика как новая отрасль науки

Синергетика — наука о законах самоорганизации сложных развивающихся систем.
         Синергетика - созданное профессором Штутгартского университета Германом Хакеном междисциплинарное направление, которое занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем различной природы (электронов, атомов, молекул, клеток, нейронов, механических элементов, органов животных, людей, транспортных средств и т. д.) , и выявлением того, каким образом взаимодействие таких подсистем приводит к возникновению пространственных, временных или пространственно-временных структур в макроскопическом масштабе.
         Сегодня наука обладает интереснейшим инструментом, позволяющим рассматривать мир, человека и общество как единую сложную саморазвивающуюся систему. Этот инструмент – синергетика, - теория самоорганизации.
….