Введение в естествознание
Transcript of Введение в естествознание
15.04.23Комментарий1
Концепции Концепции СовременногоСовременного
ЕстествознанияЕстествознания (КСЕ)(КСЕ)
Опорный лекционный конспект для студентов СЗПИ
Авторы: Профессор В.Н. Романенко и профессор Г.В. Никитина
15.04.23Комментарий2
Вводная лекцияВводная лекция Содержание курсаЗачем нужен этот курсОрганизация занятийУчебная литература
15.04.23Комментарий3
15.04.23Комментарий4
СенекаСенека
Кто мудр, тот смотрит на замысел, а не на исход. Досуг без занятий наукой – смерть и погребение заживо.
15.04.23Комментарий5
Иммануил Кант Мироздание с его неизмеримым величием,
с его сияющим отовсюду бесконечным разнообразием и красотою приводит нас в безмолвное изумление. Но если представление обо всём этом совершенстве поражает наше воображение, то, с другой стороны, разум восторгается по-иному, видя, сколько великолепия, сколько величия вытекает из одного всеобщего закона согласно вечному и строгому порядку.
15.04.23Комментарий6
Антуан де Сент-ЭкзюпериАнтуан де Сент-Экзюпери
У людей разные звёзды. Для путешественников звёзды – указатели пути. Для других – это только маленькие огоньки. Для учёных звёзды – это проблемы… И все эти звёзды немые.
15.04.23Комментарий7
Исаак НьютонИсаак Ньютон
Природа проста в своих законах, но неизмерима богата и разнообразна в приложениях
15.04.23Комментарий8
Что такое Естествознание (Е)?Что такое Естествознание (Е)?
Земля, на которой мы живём, Вселенная, простирающаяся вокруг нас,Живая и неживая материя, которую мы
познаём в своих ощущенияхИ наконец сам человек – вот что
изучает естествознание
15.04.23Комментарий9
Естествознание – Е – это Естествознание – Е – это
Е – совокупность наук о природе как системе тел, «материальных реальностей», находящихся во взаимной связи, взаимодействии, движении
15.04.23Комментарий10
Предмет естествознанияПредмет естествознания
ЗемляВселеннаяМатерияЖизньЧеловек
15.04.23Комментарий11
Какие науки составляют ядро Е?Какие науки составляют ядро Е?
Физика, химия, физическая химия, механика
Геология, география, минералогия Метеорология, астрономия,
космология, астрофизика, астрохимия, физика элементарных частиц, нелинейная оптика и др.)
Биология, ботаника, зоология, генетикаАнатомия и физиология человека
15.04.23Комментарий12
1. Основоположники 1. Основоположники естествознанияестествознания
15.04.23Комментарий13
Исаак Ньютон (1642-1727)Исаак Ньютон (1642-1727)
Английский математик, механик, астроном, физик
Создатель классической механики, автор фундаментального исследования «Математические начала натуральной философии» (1687), трактата «Оптика» (1704)
Открыл закон всемирного тяготенияСоздал основы небесной механики
15.04.23Комментарий14
Альберт Эйнштейн (1879-1955)Альберт Эйнштейн (1879-1955)
Выдающийся физик-теоретик, один из основателей современной физики
Ввёл понятие фотона (1905), установил законы фотоэффекта
Создал частную (1905) и общую (1907-1916) теории относительности
Работал над проблемами космологии и единой теории поля
Лауреат Нобелевской премии по физике (1921) за заслуги перед теоретической физикой и, особенно, за открытие закона фотоэлектрического эффекта
15.04.23Комментарий15
Галилео Галилей (1564-1642)Галилео Галилей (1564-1642)
Итальянский физик, астроном, математик Один из основоположников классической
механики Обосновал принцип относительности
движения Установил законы инерции и свободного
падения Открыл изохронность колебаний маятника Создал первый телескоп Был сторонником гелиоцентрической
системы мира
15.04.23Комментарий16
Чарлз Дарвин (1809-1882)Чарлз Дарвин (1809-1882)
Английский естествоиспытательСоздатель эволюционной теорииАвтор фундаментального труда
«Происхождение видов путём естественного отбора» (1859)
Автор гипотезы о происхождении человека от обезьяноподобного предка (1871)
15.04.23Комментарий17
Николай Коперник (1473-1543)Николай Коперник (1473-1543)
Польский астрономСоздатель учения о гелиоцентрической
системе мираАвтор сочинения «Об обращениях
небесных сфер» (1543), запрещённого католической церковью с 1616 по 1828 год
15.04.23Комментарий18
Антуан Лоран Лавуазье (1743-Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794)1794)
Французский химикОдин из основоположников
современной химииСторонник количественных методов в
химииВыяснил роль кислорода в процессах
горения, обжигания металлов и дыхания (1772-1777)
Основоположник термохимии
15.04.23Комментарий19
Майкл Фарадей (1791-1867)Майкл Фарадей (1791-1867)
Английский физик Основоположник учения об
электромагнитном поле Исследовал химическое действие
электрического тока Раскрыл связи между электричеством и
магнетизмом, магнетизмом и светом, открыл электромагнитную индукцию (1831)
Установил законы электролиза (1833-1834) Предвидел существование электромагнитных
волн
15.04.23Комментарий20
Джеймс Клерк Максвелл (1831-Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879)1879) Английский физик Создатель классической электродинамики Один из основоположников статистической
физики Создал теорию электромагнитного поля Предсказал существование электромагнитных
волн Выдвинул идею электромагнитной природы
света Показал, что кольца Сатурна состоят из
отдельных тел
15.04.23Комментарий21
Рене Декарт (1596-1650)Рене Декарт (1596-1650)
Французский философ, математик, физик и физиолог
Заложил основы аналитической геометрии
Сформулировал законы количества движения
Дал понятие импульса силыВвёл представление о рефлексе
15.04.23Комментарий22
Эрнест Резерфорд (1871-1937)Эрнест Резерфорд (1871-1937)
Английский физик Один из создателей учения о
радиоактивности и строения атома Предложил планетарную модель атома (1911) Осуществил первую искусственную ядерную
реакцию (1919) Предсказал существование нейтрона (1921) Лауреат Нобелевской премии
15.04.23Комментарий23
Грегор Иоганн Мендель (1822-Грегор Иоганн Мендель (1822-1884)1884)
Австрийский естествоиспытательОсновоположник учения о
наследственности организмовСформулировал законы независимого
рождения признаков и комбинирования наследственных факторов (1856-1863), названные его именем
15.04.23Комментарий24
Макс Планк (1858-1947)Макс Планк (1858-1947)
Немецкий физик
15.04.23Комментарий25
3. Гении естествознания3. Гении естествознания
Зигмунд Фрейд (1856-1939)Вильгельм Конрад Рентген (1845-1923)Иоганн Кеплер (1571-1630)
15.04.23Комментарий26
4. Гении естествознания4. Гении естествознанияЭнрико Ферми (1901-1954)Леонард Эйлер (1707-1783)Мария Кюри (1876-1934)Леонардо да Винчи (1452-1519)Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765)Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907)Владимир Иванович Вернадский (1863-1945)
15.04.23Комментарий27
1. Изобретатели1. Изобретатели
Цай Лунь (105 г.) – изобретатель бумаги
Иоганн Гутенберг (1400-1468) – создатель полного промышленного процесса массового книгопечатания
Джеймс Уатт (1736-1819) – изобретатель паровой машины – ключевая фигура в промышленной революции
15.04.23Комментарий28
2. Изобретатели2. ИзобретателиОрвилл (1871-1948) и Уилбур (1867-
1912) Райт – изобретатели самолётаТомас Эдисон (1847-1931) – автор более
1000 изобретений (фонограф, лампочка накаливания)
Антони ван Левенгук (1632-1723) – открыл существование микробов
Уильям Томас Грин Мортон (1819-1868) – основная заслуга в применении анестезии в хирургии
15.04.23Комментарий29
3. Изобретатели3. Изобретатели
Александр Степанович Попов () изобретатель радио
Гульельмо Маркони (1847-1937) - изобретатель радио
Александр Грэхем Белл (1847-1922) – изобретатель телефона
Александр Флеминг (1881-1955) – открыл пенициллин
15.04.23Комментарий30
4. Изобретатели4. Изобретатели
Луи Дагер (1787-1851) – первый практический метод фотографии
Уильям Гарвей (1578-1657) – открыл циркуляцию крови и функцию сердца
Джозеф Листер (1827-1912) – ввёл в хирургию использование антисептических мер
Николаус Август Отто (1832-1891) – четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания
15.04.23Комментарий31
5. Изобретатели5. ИзобретателиЭдуард Дженнер (1749-1823) – развил и
популяризовал технику вакцинации как профилактическую меру против ужасной болезни – оспы
Грегори Пинкус (1903-1967) – создатель оральной контрацептивной таблетки
Генри Форд (1863-1947) – массовое производство в современной промышленности – конвеер
Карл Бенц и Готлиб Даймлер – изобрели автомобили
Чарлз Баббедж (1792-1871) – разработал принципы целевого цифрового компьютера за целый век до появления крупных современных ЭВМ
15.04.23Комментарий32
1.Основные идеи КСЕ1.Основные идеи КСЕ
ЕН знания – базовый ресурс развития общества
В основе ЕН познания лежит причинно-следственная связь
Критерий ЕН истины – экспериментЕН истина относительнаФизика – фундаментальная отрасль ЕМатерия проявляет непрерывные и
дискретные свойства
15.04.23Комментарий33
2.Основные идеи КСЕ2.Основные идеи КСЕ
Свойства и динамику материи можно описать с помощью фундаментальных законов и принципов
Свойства пространства и времени обусловливают законы сохранения
При всех превращениях энергия переходит из более полезных форм в менее полезные
15.04.23Комментарий34
3.Основные идеи КСЕ3.Основные идеи КСЕ
Материи присущи электрические и магнитные свойства
Вещество состоит из атомов, которые имеют собственную структуру
При изменении энергетического состояния атомов возникает электромагнитное излучение
Атомы объединяются посредством электростатического взаимодействия
15.04.23Комментарий35
4.Основные идеи КСЕ4.Основные идеи КСЕ
Свойства вещества зависят от того, из каких атомов оно состоит и как они взаимно расположены
Атомы содержат ядра, при превращении которых выделяется энергия
Вселенная постепенно открывает свои тайны
Звёзды рождаются, живут и умирают, как и всё остальное
15.04.23Комментарий36
5.Основные идеи КСЕ5.Основные идеи КСЕ
Только на Земле есть жизньЗемля постоянно изменяетсяДля естественных процессов характерна
периодичностьВсё живое и неживое взаимосвязаноЖивые существа состоят из клеток –
своеобразных биохимических фабрикВ живой природе действует
естественный отбор
15.04.23Комментарий37
6.Основные идеи КСЕ6.Основные идеи КСЕ
Живыми системами управляют геныЧеловек – феномен природыНоосфера обеспечит будущее
человечествуЕН знания порождают технологииИнформационные и генные технологии
– эффективное средство для преобразования биосферы в ноосферу
Энергия – источник благосостояния
15.04.23Комментарий38
7.Основные идеи КСЕ7.Основные идеи КСЕ
Вооружённый ЕН знаниями человек способен сохранить природу
Всесторонние знания о природе, духовная и нравственная база – это надёжный фундамент для возведения чудесных дворцов гармонии природы и человека
15.04.23Комментарий39
Естествознание - в семи Естествознание - в семи фразах (1-5):фразах (1-5): 1. Вселенная регулярна и предсказуема. 2. Все движения можно описать одним
набором законов (имеются в виду три закона Ньютона);
3. Энергия не исчезает. 4. При всех превращениях энергия переходит
из более полезных в менее полезные формы (первый и второй законы термодинамики).
5. Электричество и магнетизм - две стороны одной и той же силы.
15.04.23Комментарий40
Естествознание - в семи Естествознание - в семи фразах (6-7):фразах (6-7):
6. Все состоит из атомов.
7. Атомы склеиваются электронным «клеем».
15.04.23Комментарий41
Химия - в двух фразах:Химия - в двух фразах: 8. Всё - материя, энергия, квантовые
характеристики частиц - выступают дискретными величинами, и нельзя измерить ни одну из них, не изменив ее.
9. Поведение вещества зависит от того, какие атомы входят в его состав и как они расположены.
15.04.23Комментарий42
Физика, включая Физика, включая астрофизику и космологию:астрофизику и космологию:
10. Ядерная энергия выделяется при превращении массы в энергию.
11. Атомы, из которых состоит все, сами состоят из кварков и лептонов.
12. Звезды рождаются, живут и умирают, как и все остальное в мире.
13. Вселенная возникла в прошлом в определенный момент и с тех пор она расширяется.
14. Законы природы едины для любого наблюдателя (резюме специальной и общей теории относительности).
15.04.23Комментарий43
Науки о Земле:Науки о Земле:
15. Поверхность Земли постоянно изменяется, и на ее лице нет ничего вечного.
16. Все процессы на Земле происходят циклически.
15.04.23Комментарий44
Биология сводится к Биология сводится к четырем фразам:четырем фразам:
17. Все живое состоит из клеток, представляющих собой заводы жизни.
18. Все живое основано на генетическом коде.
19. Все формы появились в результате естественного отбора.
20. Все живое связано между собой в единую систему (в этой фразе заключена суть всей экологии).
15.04.23Комментарий45
Обзор разделов КСЕОбзор разделов КСЕ
3. Вероятностн. мир и законы эволюции
4. Самоорганизация
1. Мир, природа 1. Мир, природа и человеки человек
2. Поиск моделей и 2. Поиск моделей и закономерностейзакономерностей
15.04.23Комментарий46
Раздел 1. Мир, природа и Раздел 1. Мир, природа и человекчеловекПостановка задачиВыбор методов и описания масштабов
исследуемого мира в пространстве и во времени
Обсуждение понятий времени и пространства, материи и движения как основы миропонимания
Время, отводимое на каждый раздел
15.04.23Комментарий47
Раздел 2. Поиск моделей и Раздел 2. Поиск моделей и закономерностейзакономерностей
Основные понятия современного Е даны в развитии, в процессе формирования и выведены из достаточно общих положений
Полученные закономерности относятся в большинстве своём к физическому миру и описывают равновесные процессы и статические состояния систем (обычные детерминистические законы)
15.04.23Комментарий48
Раздел 3.1. Вероятностный мир Раздел 3.1. Вероятностный мир и законы эволюции. и законы эволюции. эволюции в физических и реальных
системах, эволюции Вселенной, Галактики,
Земли, предбиологической физико-
химической эволюции жизни на Земле, эволюции климата и живых организмов
15.04.23Комментарий49
Раздел 3.2. Вероятностный мир Раздел 3.2. Вероятностный мир и законы эволюции. и законы эволюции. термодинамические принципы и
понятия, сопоставление процессов на микроуровне с макроскопически наблюдаемыми
гипотезы, которые подводят студента к формированию отличной от детерминизма картины мира, основанной на существенно неравновесных и необратимых процессах
15.04.23Комментарий50
Раздел 4.1. Самоорганизация Раздел 4.1. Самоорганизация
современная картина мира, основанная на образовании среди хаоса упорядоченных структур
новые структуры могут возникать в «точках ветвления» системы, когда существенным оказывается выбор пути развития. В промежутках между такими точками поведение систем описывается обычными детерминистическими законами
15.04.23Комментарий51
Раздел 4.2. СамоорганизацияРаздел 4.2. Самоорганизация
Открытый характер большинства систем во Вселенной делает картину мира принципиально неравновесной, неустойчивой
Используемый подход позволяет понять процессы усложнения и развития материи, обеспечивающих переход к более высоким ступеням организации
15.04.23Комментарий52
Раздел 4.3. СамоорганизацияРаздел 4.3. Самоорганизация
Вопрос о появлении упорядоченных структур не является специфичным для термодинамики неравновесных процессов
Он возникает в астрофизике, нелинейной оптике, химии, геологии, биологии и т.п.
15.04.23Комментарий53
Раздел 4.4. СамоорганизацияРаздел 4.4. Самоорганизация
Диалектическое единство информации и энтропии помогает понять законы прогрессивного развития материи
Нелинейный вероятностный характер социальных процессов позволяет провести некоторые аналогии и использовать синергетические модели для объяснения социальных процессов
15.04.23Комментарий54
Акио МоритаАкио Морита
Мой отец следовал примеру своего отца. Он часто говорил, что никакие деньги в мире не могут дать человеку образование, если только он сам не захочет сесть за книги и прилежно учиться…
15.04.23Комментарий55
Оскар УайльдОскар Уайльд
Нет книг нравственных или безнравственных. Есть книги хорошо написанные или написанные плохо. Вот и всё.
15.04.23Комментарий56
Основная литератураОсновная литература
15.04.23Комментарий57
1. Бабушкин А.Н. Современные концепции 1. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания: Курс лекций. – Спб.: Изд-естествознания: Курс лекций. – Спб.: Изд-во «Лань», 2004. - 224 с.во «Лань», 2004. - 224 с.
15.04.23Комментарий58
2. Дубнищева Т.Я. КСЕ. Учебник под ред. 2. Дубнищева Т.Я. КСЕ. Учебник под ред. Акад.РАН М.Ф. Жукова. – Новосибирск: ООО Акад.РАН М.Ф. Жукова. – Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 1997-2005. – 832 с.«Издательство ЮКЭА», 1997-2005. – 832 с.
15.04.23Комментарий59
3. КСЕ: Учебник для вузов/Под ред. проф. 3. КСЕ: Учебник для вузов/Под ред. проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова. – М.: В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007. – 317 с.ЮНИТИ-ДАНА, 2007. – 317 с.
15.04.23Комментарий60
4.Михайловский В.Н. КСЕ: Курс лекций. Спб.: 4.Михайловский В.Н. КСЕ: Курс лекций. Спб.: ИВЭСЭП, Знание, 2004. – 288 с.ИВЭСЭП, Знание, 2004. – 288 с.
15.04.23Комментарий61
5.Свиридов В.В. КСЕ: Учеб. пособие. – Спб.: 5.Свиридов В.В. КСЕ: Учеб. пособие. – Спб.: Питер, 2005. – 349 с.Питер, 2005. – 349 с.
15.04.23Комментарий62
Дополнительная литератураДополнительная литература
15.04.23Комментарий63
1.Горбачёв В.В. КСЕ. – М.: ООО «Издательский дом 1.Горбачёв В.В. КСЕ. – М.: ООО «Издательский дом ОНИКС 21 век», 2003-2005. – 592 с.ОНИКС 21 век», 2003-2005. – 592 с.
15.04.23Комментарий64
2. Лозовский В.Н., Лозовский С.В. КСЕ. – Спб.: 2. Лозовский В.Н., Лозовский С.В. КСЕ. – Спб.: Изд-во «Лань», 2006. 224 с.Изд-во «Лань», 2006. 224 с.
15.04.23Комментарий65
3.Рузавин Г.И. КСЕ: Учебник для вузов. – М.: 3.Рузавин Г.И. КСЕ: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ, 2006. - 287 с.ЮНИТИ, 2006. - 287 с.
15.04.23Комментарий66
Вспомогательная литератураВспомогательная литература
15.04.23Комментарий67
1. Пономарёв Л.И. Под знаком кванта. – М.: 1. Пономарёв Л.И. Под знаком кванта. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 416 с.ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 416 с.
15.04.23Комментарий68
2. Потеев М.И. 2. Потеев М.И. КСЕ – Спб.: «Питер», 1999. – 352 с.КСЕ – Спб.: «Питер», 1999. – 352 с.
15.04.23Комментарий69
3. Трефил Джеймс. 200 законов мироздания. – М.: 3. Трефил Джеймс. 200 законов мироздания. – М.: Гелеос, 2007. - 528 с.Гелеос, 2007. - 528 с.
15.04.23Комментарий70
4.Вспомогательная литература4.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий71
5.Брайсон Билл. Краткая история почти всего на 5.Брайсон Билл. Краткая история почти всего на свете. – М.: Гелеос, 2007. 672 с.свете. – М.: Гелеос, 2007. 672 с.
15.04.23Комментарий72
6.Вспомогательная литература6.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий73
7.Вспомогательная литература7.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий74
8.Вспомогательная литература8.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий75
9.Вспомогательная литература9.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий76
10.Вспомогательная литература10.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий77
11.Вспомогательная литература11.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий78
12.Вспомогательная литература12.Вспомогательная литература
15.04.23Комментарий79
КАК ПОДГОТОВИТЬ РЕФЕРАТКАК ПОДГОТОВИТЬ РЕФЕРАТ??
15.04.23Комментарий80
КАК ПОДГОТОВИТЬ РЕФЕРАТКАК ПОДГОТОВИТЬ РЕФЕРАТ??
15.04.23Комментарий81
КАК ПОДГОТОВИТЬ РЕФЕРАТКАК ПОДГОТОВИТЬ РЕФЕРАТ??
15.04.23Комментарий82
ВыводыВыводы
Перечислите рассмотренные вопросыОпишите практические работыЗапросите результаты практикума