Тема: Естественнонаучная и гуманитарная культуры
В.В. Баркова
К.А. Тухватулина
| Естественнонаучная картина мира Практикум |
УДК 5(076)
ББК 20я7
Б 25
Баркова, В.В. Естественнонаучная картина мира. Практикум [Текст]: учебно-методическое пособие / В.В. Баркова, К.А. Тухватулина. – Челябинск: Изд-во Юж.-Урал. гос. гум.-пед. ун-та, 2017. – 65 с.
ISBN
Представленное учебно-методическое пособие составлено в соответствии с планом практических занятий по дисциплине «Естественнонаучная картина мира». Содержит планы семинарских занятий, списки литературы, примеры тестовых заданий к модульным разделам, библиографические списки основной и дополнительной литературы, рекомендации по подготовке и написанию реферата и рекомендуемые темы реферативных работ, дополнительные материалы к учебному пособию.
Пособие является составной частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Естественнонаучная картина мира» и рекомендовано студентам гуманитарных специальностей высших учебных заведений всех форм обучения.
Рецензенты: Прилукова Е.Г., д-р философ. наук, профессор
Усова Н.А., канд. философ. наук
ISBN
© В.В. Баркова, К.А. Тухватулина, 2017
© Издательство Южно-Уральского государственного
гуманитарно-педагогического университета, 2017
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение. .......................................................................................................... | |
| Модуль 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира .................................................................................................. | |
| Темы семинарских занятий ............................................................ | |
| Примеры тестовых заданий к модулю «Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира» ............................. | |
| Модуль 2. Современные естественнонаучные представления о мире ....... | |
| Темы семинарских занятий ............................................................ | |
| Примеры итоговых тестовых заданий к курсу «Современная естественнонаучная картина мира» ................................................................ | |
| Реферат к курсу «Современная естественнонаучная картина мира» .......... | |
| Информационные ресурсы ............................................................................... | |
| Приложение. Вспомогательные материалы к курсу «Естественнонаучная картина мира» .................................................................................................... |
ВВЕДЕНИЕ
Учебно-методическое пособие определяет объем, содержание, порядок изучения учебной дисциплины, а также способы контроля результатов ее изучения. Учебная дисциплина «Естественнонаучная картина мира» относится к базовой части образовательной программы Блока 1 «Гуманитарный, социальный и экономический цикл» и направлена на выполнение единой целевой установки по подготовке конкретного бакалавра. Данное учебно-методическое пособие представляет собой документ, основанный на компетентностном подходе, который используется как методологический принцип формирования учебно-образовательной программы по ЕНКМ.
Естественнонаучную культуру мышления личности неверно определять, исходя лишь из внешних признаков её образованности, информированности в той или иной предметной области познания. Предпосылкой, своего рода, матричной основой её формирования является процесс овладения студентом общекультурными компетенциями, которые способны детерминировать ритм мотиваций и установок на овладение профессиональными компетенциями, побуждая личность к самооценке, философской рефлексии, выявлению внутренних потенциалов «в самой себе». Мобилизовать процесс овладения личностью общекультурными компетенциями способен проблемный метод обучения. Обучения, ориентированного на диалог, когда студент в полной мере может проявить свои рефлексивные способности, осуществить работу по анализу личных когнитивных переживаний, знаний как из своего жизненного опыта, так и опыта других; корректно воспринимать и аргументировано отстаивать собственную позицию.
Структура проблемного метода такова: от постановки проблемы к четкой ее формулировке. От определения границ человеческого опыта и научного познания в той или иной области естественнонаучных представлений к анализу рефлексивных интенций, опирающихся на систематизированные знания всей панорамы естественнонаучных представлений по изучаемой проблеме. Естествознание, являясь неотъемлемой частью духовной культуры человечества, выступает фундаментальной основой научных положений и мировоззренческих выводов о процессах, происходящих во Вселенной, Солнечной системе и человеке как органической части этого целого. Наметившийся на сегодняшний день синтез гуманитарного и естественнаучного стилей мышления обогащает методологический арсенал общекультурными компетенциями. Целью учебной дисциплины «Естественнонаучная картина мира» становится содействие формированию у студентов следующих общекультурных компетенций:
– способность использовать естественнонаучные и математические знания для ориентирования в современном информационном пространстве;
– способность работать в команде, толерантно воспринимать социальные, культурные и личностные различия;
– способность к самоорганизации и самообразованию. Что невозможно реализовать без достижения следующих результатов обучения:
знать:
1) роль естественнонаучных знаний в жизни человека и общества;
2) понятийный и категориальный аппарат дисциплины, основы философской, научной и религиозной картин мира;
уметь:
1) логично формулировать, излагать и аргументировано отстаивать собственное видение рассматриваемых проблем;
2) владеть приемами ведения дискуссии, полемики, диалога, самостоятельно осмысливать окружающую действительность в процессе ее социально-исторического развития;
владеть:
1) навыками рефлексии, самооценки, самоконтроля;
2) основными процедурами мышления.
Главная цель пособия – помочь студентам освоить новый для них курс, овладеть современной естественнонаучной картиной мира, синтезировать в единое целое так называемые гуманитарную и естественнонаучную культуры. Усвоение, пусть даже в общем виде, основных принципов и методов исследования, применяемых в современном естествознании, даст возможность сформировать у будущих специалистов в области общественных и гуманитарных наук естественнонаучный способ мышления, целостное мировоззрение, что поможет им лучше овладеть избранной профессией. Ведь многие исследования современного естествознания приобретают значение общенаучных и широко используются в общественных и гуманитарных науках. Познание основ универсального эволюционизма, системного метода, синергетики, антропного и других принципов исследования способствует более эффективному изучению этих наук естественнонаучными методами познания мира.
Методологическим стержнем курса является эволюционно-синергетическая парадигма, выдвигающаяся на передний план науки. Ее содержание предполагает органическое соединение принципов универсального эволюционизма и самоорганизации при рассмотрении тех или иных явлений и процессов материального мира. Блестящее подтверждение эффективности использования подобного метода дано в работах В.И. Вернадского, П. Тейяра де Шардена, И.Р. Пригожина, Г. Хакена и других выдающихся ученых. Думается, что усвоение этого метода поможет студентам наилучшим образом осмыслить диалектику развивающегося мира как единой целостной системы.
Модуль 1
ЭВОЛЮЦИЯ НАУЧНОГО МЕТОДА
И ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА
ТЕМЫ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ
Семинарское занятие 1
Тема: Научная картина мира
1. Понятие «Картина мира». Мифологическая, религиозная, философская, научная картины мира.
2. Понятие «естественнонаучная картина мира» (ЕНКМ).
3. Исторические виды и типы ЕНКМ.
4. Соотношение научной картины мира и других концептуально-методологических образований: научная парадигма, научно-исследовательская программа, тематический анализ науки. Человек в научной картине мира.
5. Социальные функции естествознания.
6. Дифференциация и интеграция наук.
Рекомендуемая литература
1. Канке В.А. Концепции современного естествознания. – М., 2001.
2. Князев В.Н. Концепция взаимодействия в современной физике. – М., 1991.
3. Кун Т. Структура научных революций. – М., 1975.
4. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М., 2003.
5. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. – М., 1997.
6. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. – М., 2001.
7. Степин В.С. Становление научной теории. – Минск, 1976.
Семинарское занятие 2
Примеры тестовых заданий
Модуль 2
СОВРЕМЕННЫЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ
ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МИРЕ
Семинарское занятие 8–9
Примеры итоговых тестовых заданий по курсу
«Современная естественнонаучная картина мира»
1. Сциентизм – это идеология в основе которой лежит...
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Фундаментальными физическими видами взаимодействий являются (не менее 2):
а) гравитационное;
б) сильное;
в) слабое;
г) химическое.
3. Правильная последовательность эр в геологической истории Земли:
а) кайнозойская________
б) архейская___________
в) палеозойская________
г) протерозойская______
д) мезозойская_________
4. Соответствие между фамилиями ученых и их идеями:
| Законы распределения наследственных признаков | Ч. Дарвин |
| Эволюция путем случайных изменений, подвергающихся естественному отбору | Ж. Ламарк |
| Эволюция путем наследования приобретенных признаков | Г. Мендель |
5. Совокупность внешних признаков организма – это …
а) архетип;
б) геном;
в) генотип;
г) фенотип.
6. Неотъемлемым элементом научного познания действительности является ______________________________проверка гипотез, теорий, моделей.
7. Основу специальной теории относительности составляют постулаты:
а) скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения источника и приемника света;
б) все физические процессы во всех инерциальных системах отсчёта протекают одинаково;
в) скорость света зависит от выбора системы отсчета;
г) все механические процессы во всех инерциальных системах отсчёта протекают одинаково.
8. Правильная последовательность иерархии уровней живой материи (от высшего к низшему):
а) биоценоз_______
б) биосфера_______
в) клетка_________
г) организм______
9. Основная функция продуцентов в биосфере –
а) превращение простых органических веществ в сложные, в т.ч. белки;
б) преобразование солнечной энергии в химическую в процессе фотосинтеза, превращение неорганических веществ в простые органические;
в) разложение мертвого органического вещества до простых органических и неорганических веществ, доступных для последующего вовлечения в биогеохимические циклы химических элементов в биосфере.
10. Изучив историю 80 стран народов за 2 500 лет, А.Л. Чижевский показал, что общественная возбудимость (революции, войны и т.д.) в годы максимума солнечной активности...
а) не зависит от активности Солнца;
б) возрастает;
в) падает;
г) не меняется.
11. Первое издание Красной книги вышло в свет в...
а) 1922 г.
б) 1945 г.
в) 1963 г.
г) 2000 г.
Реферат к курсу
«Естественнонаучная картина мира»
Реферат – (от лат. refero — докладываю, сообщаю, доношу, излагаю) – краткое изложение в письменном виде или в форме публичного выступления содержания книги, научной работы, результатов изучения научной проблемы; доклад на определённую тему, включающий обзор соответствующих литературных и других источников. Также это доклад на заданную тему по определенным источникам. Обычно целью реферата является демонстрация знаний студентов по конкретной предмету, теме или проблеме и практических навыков анализа научной и научно-методической литературы.
Реферат, как и любой документ, пишется и оформляется в соответствии с определенными стандартами.
Выбор темы реферата
Тема реферата выбирается из предлагаемого списка и должна быть интересной студенту. Тема не должна повторяться в пределах учебной группы. При работе над рефератом рекомендуется использовать не менее 5-7 источников.
Содержание и структура реферата
Процесс работы лучше разбить на следующие этапы:
1. Определить и выделить проблему
2. На основе первоисточников самостоятельно изучить проблему
3. Провести обзор выбранной литературы
4. Логично изложить материал
Темы рефератов
1. Естествознание как единая наука о природе.
2. Наука и религия как способы познания мира.
3. Личность учёного и этические проблемы науки.
4. Глобальный эволюционизм и концепция коэволюции.
5. Основные идеи синергетики. Значение синергетики для современного естественнонаучного познания.
6. Основные тенденции формирования науки будущего.
7. Этические аспекты научной деятельности.
8. Наука как социальный институт.
9. Интеграция наук и перспективы развития науки.
10. Ионийский этап греческой натурфилософии (Фалес, Анаксимандр, Гераклит).
11. Афинский период натурфилософии (Пифагор, Демокрит, Платон).
12. Энциклопедист Древней Греции – Аристотель, его основные научные идеи.
13. Первые естественнонаучные теории: геометрия Евклида, механика Архимеда, астрономия Птолемея.
14. Развитие естественных наук на Востоке и в Средней Азии (О. Хайям, Авиценна, аль-Хорезми, Бируни, Улугбек).
15. История естествознания: наука в эпоху Возрождения.
16. Наука в XV–XVIII веках.
17. История естествознания: наука в XIX веке.
18. Развитие естествознания на рубеже XIX–XX веков.
19. История естествознания: научно-техническая революция XX века.
20. Основные этапы научно-технической революции.
21. История естествознания в России.
22. Идеи Ньютона и механистическая картина мира.
23. От механики Ньютона к специальной теории относительности (СТО).
24. Концепция пространства и времени Демокрита и Ньютона.
25. Концепция пространства и времени Лейбница и Эйнштейна.
26. Периодический закон Д.И. Менделеева.
27. Эволюционная теория Ч. Дарвина и ее развитие.
28. Основные положения теории электромагнетизма Максвелла.
29. Основные положения специальной и общей теории относительности Эйнштейна.
30. История технологии с древнейших времен до настоящего времени.
31. Антропогенное воздействие на биосферу. Экология и здоровье.
32. Биологическое многообразие и устойчивость биосферы.
33. Вклад Георгия Гамова в развитие современной науки.
34. Модель Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной.
35. Современные проблемы астрофизики.
36. Современная наука о происхождении и эволюции Вселенной.
37. Галактики, их характеристики, строение и классификация. Наша Галактика.
38. Звезды. Классификация звезд.
39. Черные дыры.
40. Квазары.
41. Эволюция галактик и звёзд.
42. Солнце как объект изучения. Влияние космического излучения и солнечной энергии на живые тела и общественные процессы.
43. Развитие взглядов на строение Солнечной системы.
44. Основные концепции происхождения и эволюции Солнечной системы.
45. Проблемы происхождения и развития Земли.
46. Проблема поиска внеземных цивилизаций в современном научном знании.
47. Парадокс времени. Необратимость времени. Стрела времени.
48. Гравитация и пространство-время. Общая теория относительности.
49. Физические представления о пространстве и времени: история вопроса.
50. Пространство и время. Современные представления о пространстве и времени.
51. Развитие физических представлений о строении вещества.
52. Основные идеи квантовой механики.
53. Классификация элементарных частиц.
54. Основные положения неравновесной термодинамики.
55. Кварки и их характеристики.
56. Гравитационное взаимодействие, гравитационные волны.
57. Нанотехнологии.
58. Шумы, спектры шумов, белый шум, фликкер-шум (розовый шум), коричневый шум, черный шум.
59. Основные проблемы современной химии.
60. Основные этапы развития химии.
61. Неорганическая химия.
62. Химия высокомолекулярных соединений. Полимеры.
63. Биохимия и биоорганическая химия.
64. Геохимия и космохимия.
65. Проблема сущности живого и его отличия от неживой материи. Естественнонаучные модели происхождения жизни.
66. Современные проблемы цитологии и роль клетки в развитии живого.
67. Основные проблемы генетики и роль воспроизводства в развитии живого.
68. Учение о биосфере В.И. Вернадского.
69. Модели происхождения жизни.
70. Развитие эволюционных идей в биологии.
71. Биосфера как глобальная экосистема.
72. Изучение поведения животных и основные достижения этологии.
73. Проблема происхождения и эволюции человека.
74. Развитие человеческих общностей и «теория этногенеза» Л.Н. Гумилёва.
75. Биологические основы психических процессов человека.
76. Строение материи на биологическом и социальном уровнях.
77. Современные взгляды на эволюцию материи. Необратимость эволюции материи.
78. Микробиология.
79. Генетика как наука. Генетика человека.
80. Палеонтология.
81. Этология.
82. Молекулы ДНК и РНК, их строение и функция. Гены, хромосомы. Единый генетический код живого вещества.
83. Биоэтика.
84. Молекулярная биология.
85. Концепция ноосферы и будущее человечества.
86. Экология. Развитие экологии как науки.
87. Глобальный экологический кризис: причины и пути решения проблемы.
88. Географическая оболочка Земли: суша, горы, пустыни, саванны и редколесье, леса, сельскохозяйственные угодья.
89. Геофизика.
90. Метеорология и её разделы.
91. Погода и климат. Метеорологические элементы.
92. Классификация облаков.
93. Климатология. Типы климата. Общая характеристика.
94. Атмосфера, общая характеристика.
95. Гидросфера, образование, состав, динамика.
96. Земная кора. Движения в земной коре, новая глобальная тектоника.
97. Землетрясения, цунами, предсказания, примеры. Шкала Рихтера.
98. Извержения вулканов, подводные вулканы.
99. Этнос, его свойства и происхождение. Антропогенные ландшафты.
100. Расоведение: классификация человеческих рас, численность, распространение.
Информационные ресурсы
Основная литература
1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М.: Центр, 1998.
2. Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов. – М., 2000.
3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М.: Маркетинг, 2000.
4. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание: учебное пособие. – М., 2000.
5. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М.: Инфра-М, 2003.
6. Поликарпов В.С. История науки и техники. – Р-н/Д: Феникс, 1999.
7. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов. – М., 1999.
Дополнительная литература
1. Баблоянц А. Молекулы, динамика жизни. – М., 1990.
2. Бердников В.А. Эволюция и прогресс. – Новосибирск, 1991.
3. Васильев М.В. Материя. – М., 1977.
4. Вильвовская А.В. Человек и космос. – М., 1994.
5. Грант, Берн. Эволюционный процесс. – М., 1991.
6. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. Т 1–3. – М., 1999.
7. Естественнонаучное и гуманитарное знание. – Л., 1990.
8. Михайловский В.Н., Хон Г.Н. Диалектика формирования современной научной картины мира. – М., 1989.
9. Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса. – М., 1986.
10. Ребане К.К. Энергия, энтропия, среда обитания. – М., 1985.
11. Хакен Г. Синергетика. – М., 1985.
12. Шугалей В.С. История науки в вопросах и ответах. – Р-н/Д, 2000.
Интернет-ресурсы:
1. Youtube: «Теория инволюции. Код обезьяны». – URL: http://www.youtube.com/watch?v=h9soEGnKEdo.
2. Youtube: Д/Ф «Астрофизическая картина мира». – URL: http://www.youtube.com/watch?v=gm-CAqOy-5g.
3. Антропогенез.ру – URL: http://antropogenez.ru/zveno/.
4. Антропогенез.ру (интерактивная карта). – URL: http://antropogenez.ru/derevo/.
5. Видеофильмы по генной инженерии. – URL: http://ru.wn.com/Генная_инженерия.
6. Интерактивная лекция на тему: «Естественнонаучные и гуманитарные методы познания. Методология научных исследований». – URL: http://kse-303.narod.ru/02.0.html.
7. Информационный ресурс по КСЕ института МГИМО (материалы для лекций и самостоятельные задания). – URL http://www.limm.mgimo.ru/science/.
8. Кузнецов В. Генетически модифицированные организмы. // «Наука и жизнь». – URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/14128.
9. Ресурс ЭЛЕМЕНТЫ БОЛЬШОЙ НАУКИ. – URL: http://elementy.ru.
10. Рубцов А. Чарльз Дарвин и теория эволюции // «Наука и жизнь», №1, 2009. – URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/15252.
11. Сайт «Бэкмология». Электронная статья «Эволюция». – URL: http://becmology.ru/blog/applied/evolution05.htm.
12. Сайт «Репозиторий Вселенной», «Космическая теория происхождения жизни на Земле». – URL: http://space-my.ru/kosmicheskayateoriya.html.
13. Сайт «Студенту вуза». Электронные лекции по КСЕ. – URL:http://studentu-vuza.ru/kontseptsiya-sovremennogo-estestvoznaniya/lektsii/index.htm.
14. Электронные словари сайт «Энциклопедия и словари». – URL: http://enc-dic.com/nhistory/Nauchno-tehnicheskaja-revoljucija-13371.html.
15. Электронные учебники по КСЕ (сайт «Библиотека Гумер»). –URL: http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/INDEX_SCIENCE.php.
16. Электронный журнал «Небосвод» (теория космической инфляции). – URL: http://journal-off.info/scientific-journals/15709-nebosvod-4-aprel-2014.html.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Научная картина мира
Научная картина мира – это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях мироздания, возникающая в результате обобщения и синтеза основных научных понятий, принципов, методологических установок.
Историческая смена типов научной рациональности:
Физическая картина мира
Физическая картина мира (ФКМ) – образ мира, сложившийся в результате философского, теоретического и экспериментального осмысления физической реальности, выраженный в актуальных фундаментальных теориях и законах физической науки.
Смена ФКМ – это закономерное явление в процессе познания окружающего нас мира. Смена физических картин мира показывает, что процесс познания действительности динамичен, он сопровождается переходом от незнания к знанию, свидетельствует о бесконечности познания мира и силе человеческого ума. Смена физических картин мира связана со сменой фундаментальных представлений о материи, природе движения, пространства и времени.
1. Механистическая картина мира складывается вследствие научной революции конца XVI – начала XVII веков. В ее основе:
1. Гелиоцентрическая система Н. Коперника (1473–1543);
2. Космологическая теория Дж. Бруно (1548–1600);
3. Законы небесной механики И. Кеплера (1571–1630);
4. Экспериментальное естествознание Г. Галилея (1564–1642);
5. Классическая механика И. Ньютона (1643–1727).
Таблица 1
Солнечная система
Солнечная система – это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел, которую образуют 8 больших планет с их спутниками (уже известно более 60), несколько тысяч малых планет (или астероидов), кометы и метеорные тела.
Солнечное тяготение управляет движением всех остальных тел. Только спутники обращаются вокруг своих планет, притяжение которых из-за близости оказывается сильнее солнечного.
Возраст Солнечной системы – 4,6 млрд лет. Она образовалась из вращавшегося газопылевого облака, сжатие которого породило центральное сгущение, которое потом превратилось в Солнце.
Наша солнечная система находится в рукаве Ориона галактики Млечный Путь. С большой вероятностью существуют миллиарды других солнечных систем в нашей Галактике Млечный Путь. И существуют миллиарды галактик во Вселенной.
Мы измеряем расстояние в нашей Солнечной системе в астрономических единицах (а.е.). Одна а.е. равна расстоянию между Солнцем и Землей, которая составляет 149 597 870 км (93 млн миль).
Планеты подразделяются на 2 группы: планеты земной группы и планеты юпитерианской, или планеты-гиганты.
Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс – формировались ближе к Солнцу и имеют большую плотность, состоят преимущественно из соединений кремния, железа.
Планеты юпитерианской группы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – газовые гиганты, которые формировались в критически холодных температурах. Состоят преимущественно из водорода и гелия. Атмосферы этих планет, постепенно уплотняясь, плавно переходят в жидкую мантию.
Плутон не подпадает под научное определение термина «планета», так как по размерам и свойствам он близок к ледяным спутникам планет-гигантов.
Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении (прямом). Орбиты планет по форме близки к круговым, а плоскости орбит – к основной плоскости Солнечной системы, называемой «неизменной плоскостью Лапласа».
Геологическая картина мира
Геологическая картина мира – образ мира, сложившийся как результат научного знания о земной коре и более глубоких сферах Земли; о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых.
В геологических исследованиях можно выделить три основных направления:
1. Описательная геология – описание минералов, горных пород и их типов; изучение состава, формы, размеров, взаимоотношений, последовательности залегания и других вопросов, связанных с современным размещением и составом геологических тел (слоев горных пород, гранитных массивов и др.).
2. Динамическая геология – изучение геологических процессов и их эволюции. К числу этих процессов относятся как внешние по отношению к земной коре и более глубоким геосферам (разрушение горных пород, перенос и переотложение ветром, ледниками, наземными и подземными водами; накопление осадков на дне рек, озёр, морей, океанов и др.), так и внутренние (движения земной коры, землетрясения, извержения вулканов и сопутствующие им явления).
3. Историческая геология – восстановление картины геологического прошлого Земли (историко-геологическая реконструкция). Задачи этого направления сводятся к изучению распространения и последовательности образования геологических напластований и др. геологических тел, а также к установлению последовательности различных геологических процессов и событий, например процессов тектогенеза, метаморфизма, образования и разрушения залежей полезных ископаемых, трансгрессий и регрессий морей, смены эпох оледенений эпохами межледниковий и т.д.
Все три направления геологии неразрывно связаны друг с другом и исследование каждого геологического объекта, как и любой территории, ведётся со всех трёх точек зрения, хотя каждое направление является самостоятельным в смысле основных принципов и методов исследования.
Разработка теоретических вопросов геологии тесно связана с одной из её крупнейших практических задач – прогнозом поиска и разведки полезных ископаемых и созданием минерально-сырьевой базы мирового хозяйства.
Общая характеристика Земли
Земля – третья от Солнца планета. Пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является также крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.
Характеристики Земли:
1. По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне. Средний радиус Земли 6371,032 километров, полярный – 6356,777 км, экваториальный – 6378,160 км.
2. Масса Земли 5,976·1024 кг, средняя плотность 5518 кг/м3.
3. Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 29,765 км/с по эллиптической, близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0,0167).
4. Среднее расстояние от Солнца 149,6 миллионов километров.
5. Период одного обращения по орбите составляет 365,24 солнечных суток.
6. Вращение Земли вокруг собственной оси происходит со средней угловой скоростью 7,292115·10-5 рад/с, что примерно соответствует периоду в 23 часа 56 минут 4,1 секунды.
7. Линейная скорость поверхности Земли на экваторе – около 465 м/с.
8. Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики под углом 66° 33' 22''. Этот наклон и годовое обращение Земли вокруг Солнца обусловливают исключительно важную для климата Земли смену времен года, а собственное ее вращение – смену дня и ночи.
Рис. 1.Внутреннее строение Земли
Химическая картина мира
Химическая картина мира формируется на основе четырех концептуальных систем химического знания: учения о составе вещества, структурной химии, учения о химических процессах, эволюционной химии.
Ее содержанием является
· Концептуальные знания о строении материального мира со стороны его химического содержания – учение о химической организации объектов живой и неживой природы.
· Концептуальные знания о развитии материального мира в плане его химической эволюции.
· Концептуальные знания о происхождении основных видов и форм вещества, о его химической структуре.
· Концептуальные знания о закономерностях природных процессов как процессов химического движения.
· Концептуальные знания теоретических основ химии: строение атома, учение о химической связи, катализе, реакционной способности веществ и другие направления в химии.
Развитие химии – это процесс становления концептуальных систем, причем каждая новая возникала на основе предыдущей и включала ее в себя в преобразованном виде.
Таблица 2. Концептуальные системы химических знаний
| 1. Учение о составе (1660-е гг.) | 2. Структурная химия (1800-е гг.) | 3. Учение о химических процессах (1950-е гг.) | 4. Эволюционная химия (1970-е гг.) |
| Данный уровень связан с исследованием различных свойств веществ в зависимости от их химического состава, определяемого их химическими элементами. В период с середины XVII в. до второй половины XIX в. учение о составе вещества представляло собой всю химию, представляя собой сегодня часть химии | Предполагает исследование структуры, т.е. способа взаимодействия элементов вещества. К этому периоду стало очевидно, что свойства веществ, их качественное разнообразие обуславливаются не только составом, но и структурой молекул. Этот уровень как более высокий включает в себя первый | Связан с исследованием внутренних механизмов и условий протекания химических процессов (скорость протекания процессов, температура, давление и т.п.). Химия становится наукой не только о веществах, сколько о процессах и механизмах изменения вещества | Представляет собой развитие предыдущего уровня. Он предполагает более глубокое изучение природы и условий протекания химических процессов (применение катализаторов и т.п.). На этом уровне складывается учение о самоорганизации химических процессов |
Развитие химии как науки
Биологическая картина мира
Биологическая картина мира –ряд возникших в разное время концепций как обобщенных ответов на сущностные, основополагающие вопросы о живом мире, составивших концептуальную систему:
· что представляет собой живое (живая материя), по каким критериям можно отличить живое от неживого (живую материю от неживой материи);
· каким образом могла возникнуть жизнь (живая материя);
· каким образом живая материя эволюционирует, как могут возникать новые виды.
Появление очередной биологической концепции открывало новое видение биологической реальности, показывало, что биологический мир более сложный, чем представлялся до тех пор, обогащало биологическое познание мира новыми установками, идеалами.
В современной биологической картине мира можно выделить:
1. концепцию обмена веществ (метаболизма) живого, не теряющую своей значимости благодаря объективному существованию живой материи, способной к обмену веществ (метаболизму);
2. концепцию самовоспроизведения живого, не теряющую своей значимости благодаря объективному существованию живой материи, способной к самовоспроизведению;
3. концепцию однократного абиогенного происхождения живого, не теряющую своей значимости благодаря доказываемой все большим количеством научных фактов возможности появления живой материи в результате эволюции химических систем;
4. концепцию биологической эволюции, не теряющую своей значимости благодаря объективному существованию эволюции живой материи
Жизнь. Свойства жизни
Жизнь– активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования.
Фридрих Энгельс: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
М.В. Волькенштейн: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».
Живые системы отличаются от неживых важными свойствами:
1. Метаболизм – обмен веществ.
2. Энергозависимость. Любая упорядоченность для своего поддержания требует затраты энергии.
3. Самовоспроизведение, или репродукция (от лат. re – возобновление – и produktion – производство) – в результате чего воссоздаются структуры, соответствующие снашиваемым и утрачиваемым.
4. Развитие и рост. В результате развития возникает новое качественное состояние биологической системы. Развитие живой формы существования материи представлено индивидуальным развитием организмов, т.е. их онтогенезом, и историческим развитием видов, или филогенезом. Развитие сопровождается ростом.
5. Приспособляемость к среде –свойство менять свое состояние в зависимости от колебаний параметров окружающей или внутренней среды.
6. Раздражимость –индивидуальные реакции живых существ на внешние и внутренние стимулы.
7. Дискретность. Область жизни представлена совокупностью отдельных организмов, т.е. характеризуется дискретностью. Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность его постоянного самообновления путем замены «износившихся» структурных элементов без прекращения выполняемой функции. Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции через гибель или устранение от размножения неприспособленных особей и сохранения индивидов с полезными для выживания признаками.
8. Целостность. Взаимозависимость частей обеспечивает структурное единство и выпо