1

Российский Государственный Гуманитарный

Университет

Калужский филиал

Реферат

Тема: «Предпосылки возникновения и этапы развития науки»

Учебная дисциплина «Концепция современного естествознания»

Студент: Карасев Андрей Викторович

Группа: ЭЗПС

Преподаватель Дронов Александр Иванович

Оценка «_______________»

Калуга - 2000

План

Введение

Что такое естествознание?

Характерные черты науки

Отличие науки от других отраслей культуры

Наука и религия

Наука и философия

Эволюция и место науки в системе культуры

Выводы

Список литературы

Введение

Наука в ее современном понимании является принципиально новым фактором в истории человечества, возникшим в недрах новоевропейской цивилизации в XVI -- XVII веках. Она появилась не на пустом месте. Немецкий философ К. Ясперс говорит о двух этапах становления науки.

I этап: «становление логически и методически осознанной науки -- греческая наука и параллельно зачатки научного познания мира в Китае и Индии». II этап: «возникновение современной науки, вырастающей с конца средневековья, решительно утверждающейся с XVII в. и развертывающейся во всей своей широте с XIX в.» (К. Ясперс. Смысл и назначение истории - М., 1994.- С. 100).

Именно в XVII в. произошло то, что дало основание говорить о научной революции -- радикальной смене основных компонентов содержательной структуры науки, выдвижении новых принципов познания, категорий и методов.

Социальным стимулом развития науки стало растущее капи-талистическое производство, которое требовало новых природных ресурсов и машин. Для осуществления этих потребностей и понадобилась наука в качестве производительной силы общества. Тогда же были сформулированы и новые цели науки, которые существенно отличались от тех, на которые ориентировались ученые древности.

Греческая наука была умозрительным исследованием (само слово теория в переводе с греческого означает умозрение), мало связанным с практическими задачами. В этом Древняя Греция и не нуждалась, поскольку все тяжелые работы выполняли рабы. Ориентация на практическое использование научных результатов считалась не только излишней, но даже неприличной, и такая наука признавалась низменной.

Только в XVII в. наука стала рассматриваться в качестве способа увеличения благосостояния населения и обеспечения господства человека над природой. Декарт писал: «Возможно вместо спекулятивной философии, которая лишь задним числом понятийно расчленяет заранее данную истину, найти такую, которая непосредственно приступает к сущему и наступает на него, с тем, чтобы мы добыли познания о силе и действиях огня, воды, воздуха, звезд, небесного свода и всех прочих окружающих нас тел, причем это по-знание (элементов, стихий) будет таким же точным, как наше знание разнообразных видов деятельности наших ремесленников. Затем мы таким же путем сможем реализовать и применить эти познания для всех целей, для которых они пригодны, и таким образом эти познания (эти новые способы представления) сделают нас хозяевами и обладателями природы» (Декарт Р. Рассуждение о методе. Избр. произв.- М., 1950.- С. 305).

Современник Декарта Ф. Бэкон, также много сил потративший для обоснования необходимости развития науки как средства покорения природы, выдвинул знаменитый афоризм: «Знание -- сила». Ф. Бэкон пропагандировал эксперимент как главный метод научного исследования, нацеленный на то, чтобы пытать мать-природу. Именно пытать. Определяя задачи экспериментального исследования, Ф. Бэкон использовал слово «inquisition», имеющее вполне определенный ряд значений -- от «расследования», «следствия» до «пытки», «мучения». С помощью такой научной инквизиции раскрывались тайны природы (сравни русское слово «естествоиспытатель»).

Стиль мышления в науке с тех пор характеризуется следующими двумя чертами: 1) опора на эксперимент, поставляющий и проверяющий результаты; 2) господство аналитического подхода, направляющего мышление на поиск простейших, далее неразложимых первоэлементов реальности (редукционизм).

Благодаря соединению этих двух основ возникло причудливое сочетание рационализма и чувственности, предопределившее грандиозный успех науки. Отметим как далеко не случайное обстоятельство, что наука возникла не только в определенное время, но и в определенном месте -- в Европе XVI века.

Причина возникновения науки -- своеобразный тип новоевропейской культуры, соединившей в себе чувственность с рациональностью; чувственность, не дошедшую, как, скажем, в китайской культуре, до чувствительности, и рациональность, не дошедшую до духовности (как у древних греков). Никогда ранее в истории культуры не встречавшееся причудливое сочетание особой чувственности с особой рациональностью и породило науку как феномен западной культуры.

Западную культуру не зря называли рациональной, и ее не похожая на греческую рациональность оказалась очень хорошо увязана с капиталистическим строем. Она позволила все богатство мира свести в однозначно детерминированную систему, обеспечивающую за счет разделения труда и технических нововведений (тоже следствия рационализма) максимальную прибыль. Но у выдающегося социолога XX в. П. Сорокина были основания и для того, чтобы назвать западную культуру чувственной, поскольку она старалась прочно опираться на опыт. Обе черты западной культуры понадобились для развития науки вместе с еще одной, также для нее характерной. «В греческом мышлении ответ на поставленный вопрос дается в результате убеждения в его приемлемости, в современном -- посредством опытов и прогрессирующего наблюдения. В мышлении древних уже простое размышление называется исследованием, в современном -- исследование должно быть деятельностью» (Ясперс К. Смысл и назначение истории- С. 104). В науке нашла свое выражение еще одна специфическая черта западной культуры -- ее деятельностная направленность.

Деятельностной направленности ума благоприятствовал умеренно-континентальный климат данного региона. Таким образом, имело место взаимовлияние природных, социальных и духовных факторов.

Итак, если теперь попытаться дать общее определение науки, то оно будет выглядеть так: наука -- это особый рациональный способ познания мира, основанный на эмпирической проверке или математическом доказательстве. Возникнув после философии и религии, наука, в определенной степени - синтез этих двух предшествовавших ей отраслей культуры, результат «существовавшей в средние века непререкаемой веры в рациональность Бога, сочетающего личную энергию Иеговы с рациональностью греческого философа» (Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса- М., 1986.- С. 92).

Что такое естествознание?

Предмет естествознания -- факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача ученого -- обобщить эти факты и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Это раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Следует различать факты опыта, эмпирические обобщения и теории, которые формулируют законы науки. Явления, например тяготение, непосредственно даны в опыте; законы науки, например закон всемирного тяготения -- варианты объяснения явлений. Факты науки, будучи установленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки, как, скажем, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности.

Значение чувств и разума в процессе нахождения истины -- сложный философский вопрос. В науке признается истиной то положение, которое подтверждается воспроизводимым опытом. Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Не в том смысле, что каждое частное утверждение должно обязательно эмпирически проверяться, а в том, что опыт, в конечном счете, является решающим аргументом принятия данной теории.

Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т. е. истину, пригодную и принимаемую всеми людьми. Поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности. Другой крупный комплекс наук -- обществознание -- напротив, всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии обществоведения наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему и т. pJ

От технических наук естествознание отличается нацеленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики тем, что исследует природные, а не знаковые системы.

Следует учитывать различие между естественными и техническими науками, с одной стороны, и фундаментальными и прикладными -- с другой. Фундаментальные науки -- физика, химия, астрономия -- изучают базисные структуры мира, а прикладные -- занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач. В этом смысле все технические науки являются прикладными, но далеко не все прикладные науки относятся к техническим. Такие науки, как физика металлов, физика полупроводников являются теоретическими прикладными дисциплинами, а металловедение, полупроводниковая технология -- практическими прикладными науками.

Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками в принципе нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющихся комплексными по своей сути. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических - бионика, а комплексной междисциплинарной дисциплиной, которая включает и естественные, и общественные, и технические разделы, является социальная экология.

Характерные черты науки

О таком многофункциональном явлении как наука можно сказать, что это: 1) отрасль культуры; 2) способ познания мира; 3) специальный институт ( в понятие института здесь входит не только высшее учебное заведение, но и наличие научных обществ, академий, лабораторий, журналов и т.п.).

По каждой из данных номинаций наука соотносится с другими формами, способами, отраслями, институтами. Для того, чтобы эти взаимоотношения прояснить, нужно выявить специфические черты науки, прежде всего те, которые отличают ее от остального. Каковы они?

Наука УНИВЕРСАЛЬНА - в том смысле, что она сообщает знания, истинные для всего универсума при тех условиях, при которых они добыты человеком.

Наука ФРАГМЕНТАЛЬНА - в том смысле, что изучает не бытие в целом, а различные фрагменты реальности или ее параметры, а сама делится на отдельные дисциплины. Вообще понятие бытия как философское не приемлемо к науке, представляющей собой частное познание. Каждая наука как таковая есть определенная проекция на мир, как бы прожектор, высвечивающий области, представляющие интерес для ученых в данный момент.

Наука ОБЩЕЗНАЧИМА - в том смысле, что получаемые ею знания пригодны для всех людей, и ее язык - однозначный, поскольку наука стремится как можно более четко фиксировать свои термины, что способствует объединению людей, живущих в самых разных уголках планеты.

Наука ОБЕЗЛИЧЕННА - в том смысле, что ни индивидуальные особенности ученого, ни его национальность или место проживания никак не представлены в конечных результатах научного познания.

Наука СИСТЕМАТИЧНА - в том смысле, что она имеет определенную структуру, а не является бессвязным набором частей.

Наука НЕЗАВЕРШЕННА - в том смысле, что хотя научное знание безгранично растет, оно все-таки не может достичь абсолютной истины, после которой уже нечего будет исследовать.

Наука ПРЕЕМСТВЕННА - в том смысле, что новые знания определенным образом и по определенным правилам соотносится со старыми знаниями.

Наука КРИТИЧНА - в том смысле, что всегда готова поставить под сомнение и пересмотреть свои даже самые основополагающие результаты.

Наука ДОСТОВЕРНА - в том смысле, что ее выводы требуют, допускают и проходят проверку по определенным, сформулированным в ней правилам.

Наука ВНЕМОРАЛЬНА - в том смысле, что научные истины нейтральны в морально-этическом плане, а нравственные оценки могут относиться либо к деятельности по получению знания (этика ученого требует от него интеллектуальной честности и мужества в процессе поиска истины), либо к деятельности по его применению.

Наука РАЦИОНАЛЬНА - в том смысле, что получает знания на основе рациональных процедур и законов логики и доходит до формулирования теорий и их положений, выходящих за рамки эмпирического уровня.

Наука ЧУВСТВЕННА - в том смысле, что ее результаты требуют эмпирической проверки с использованием восприятия, и только после этого признаются достоверными.

Эти свойства науки образуют шесть диалектических пар, соотносящихся друг с другом: универсальность - фрагментальность, общезначимость - обезличенность, систематичность - незавершенность, преемственность - критичность, достоверность - внеморальность, рациональность - чувственность.

Кроме того, для науки характерны свои особые методу и структура исследований, язык, аппаратура. Всем этим и опреляется специфика научного исследования и значения науки.

Отличие науки от других отраслей культуры

Наука отличается от МИФОЛОГИИ тем, что стремится не к объяснению мира в целом, а к формулированию законов развития природы, допускающих эмпирическую проверку.

Наука отличается от МИСТИКИ тем, что стремится не к слиянию с объектом исследования, а к его теоретическому пониманию и воспроизведению.

Наука отличается от РЕЛИГИИ тем, что разум и опора на чувственную реальность имеют в ней большее значение, чем вера.

Наука отличается от ФИЛОСОФИИ тем, что ее выводы допускают эмпирическую проверку и отвечают не на вопрос “почему ?” , а на вопрос “как?”, “каким образом?”.

Наука отличается от ИСКУССТВА своей рациональностью, не останавливающейся на уровне образов, а доведение до уровня теорий.

Наука отличается от ИДЕОЛОГИИ тем, что ее истины общезначимыми не зависят от интересов определенных слоев общества.

Наука отличается от ТЕХНИКИ тем, что нацелена не на использование полученных знаний о мире для его преобразования, а на познание мира.

Наука отличается от обыденного сознания тем, что представляет собой теоретическое освоение действительности.

Наука и религия

Остановимся более подробно на соотношении науки и религии, тем более, что существуют различные точки зрения по данной проблеме. В атеистической литературе пропагандировалось мнение, что научное знание и религиозная вера несовместимы, и каждое новое знание уменьшает область веры, вплоть до утверждения, что поскольку космонавты не увидели бога, то стало быть его нет.

Водораздел между наукой и религией проходит в соответствии с соотношением в этих отраслях культуры разума и веры. В науке преобладает разум, но в ней имеет место вера, без которой познание невозможно - вера в чувственную реальность, которая дается человеку в ощущениях, вера в познавательные возможности разума и в способность научного знания отражать действительность. Без такой веры ученому трудно было бы приступить к научному исследованию. Наука не исключительно рациональна, в ней имеет место и интуиция, особенно на стадии формулирования гипотез. С другой стороны, и разум, особенно в теологических исследованиях, привлекался для обоснования веры, и далеко не все церковные деятели соглашались с афоризмом Тертуллиана: “Верую, потому что абсурдно”.

Итак области разума и веры не разделены абсолютной преградой. Наука может сосуществовать с религией, поскольку внимание этих отраслей культуры устремлено на разные вещи: в науке - на эмпирическую реальность, в религии - преимущественно на внечувственное. Научная картина мира, ограничиваясь сферой опыта, не имеет прямого отношения к регилиозным откровениям, и ученый может быть как атеистом, так и верующим. Другое дело, что в истории культуры известны случаи резких конфронтаций между наукой и религией, особенно в те времена, когда наука обретала свою независимость, скажем, во времена создания гелиоцентрической модели строения мира Коперником. Но так не обязательно должно быть всегда.

Существует еще и область суеверий, которая не имеет отношения ни к религиозной вере, ни к науке, а связана с остатками мистических и мифологических представлений, а также с различными сектантскими ответвлениями от официальных религий и бытовыми предрассудками. Суеверия, как правило , далеки и от подлинной веры и от рационального знания.

Наука и философия

Важно правильно понимать и взаимоотношения науки с философией, поскольку неоднократно, в том числе и в недавней истории, различные философские системы претендовали на научность и даже на ранг «высшей науки», а ученые не всегда проводили границу между своими собственно научными и философскими высказываниями .

Специфика науки не только в том, что она не берется за изучение мира в целом, подобно философии, а представляет собой частное познание, но также и в том, что результаты науки требуют эмпирической проверки. В отличие от философских утверждений они не только подтверждаемы с помощью специальных практических процедур или подвержены строгой логической выводимости, как в математике, но и допускают принципиальную возможность их эмпирического опровержения. Все это позволяет провести демаркационную линию между философией и наукой.

Ученых порой представляли в качестве так называемых «сти-хийных материалистов» в том плане, что им присуща изначальная вера в материальность мира. Вообще говоря, это не обязательно. Можно верить, что Некто или Нечто передает людям чувственную информацию, а ученые считывают, группируют, классифицируют и перерабатывают ее. Эту информацию наука рационализирует и выдает в виде законов и формул вне отношения к тому, что лежит в ее основе. Поэтому ученый может вполне быть как стихийным материалистом или идеалистом, так и сознательным последователем какой-либо философской концепции. Такие ученые, как Декарт и Лейбниц, были также и выдающимися философами своего времени.

Эволюция и место науки в системе культуры

Взаимоотношения науки с другими отраслями культуры не были безоблачными. Имела место довольно жесткая, порой жестокая борьба за духовное лидерство. В средние века политическая и с нею духовная власть принадлежала религии, и это накладывало отпечаток на развитие науки.] Вот что писал русский историк и философ Н. И. Кареев о взаимоотношении науки и религии в то время: «На человеческую мысль была наложена церковью самая строгая опека:

занятие наукой и ее преподавание поручалось только церковникам, за которыми, однако, власти бдительно следили... Церковь считала себя вправе силою приводить человека к истине и предавать его светской власти для казни «без пролития крови», если он упорствовал... Крайний аскетический взгляд на знание приводил даже к отрицанию какой бы то ни было науки как суетного знания, ведущего к гибели» (Кареев Н. И. Философия культуры и социальной истории нового времени - СПб., 1893.- С. 65).

Наука в основном должна была служить иллюстрацией и до-казательством теологических истин. Как писал Дж. Бернал, «вплоть до XVIII в. наука продолжала интересоваться главным образом небом» (Бернал Дж. Роль науки в жизни общества - М., 1957).

- Но именно изучение неба и привело к последующему могуществу науки. Начиная с Коперника стало ясно, что наука не то, что теология и обыденное знание. Борьба между наукой и религией вступила в решающую стадию. За торжество научного мировоззрения отдал жизнь Джордано Бруно, так когда-то за торжество философии и религии пожертвовали собой Сократ и Христос.

И вот парадокс: приговорили к смерти и заставили выпить чашу с ядом Сократа в начале IV в. до н. э., -и в том же веке философия победила, появились школы учеников Сократа и платоновская академия. Распяли Христа в I в., -- ив том же его ученики создали церковь, которая через два века победила философию. Сожгли Дж. Бруно в 1600 году, -- и в том же веке наука победила религию. Торжество смерти оборачивалось торжеством духа, который оказывался сильнее смерти. Физическая власть утверждается насилием, духовная -- жертвой.

Итак, культура развивается не только эволюционным путем накопления отдельных достижений, но и революционным путем смены значения ее отраслей. Программа Сократа достичь всеобщего блага посредством философского знания оказалась нереализованной и пала под давлением античного скептицизма. Люди поверили Христу и 1,5 тысячелетия ждали второго пришествия, но дождались индульгенций для богатых и костров инквизиции.

В эпоху Возрождения господство религиозного мышления и церкви было подорвано как изнутри, так и снаружи. Философские и религиозные усилия по созданию общезначимых знания и веры, приносящих людям счастье, не оправдались, но потребность в систематизации и единстве знаний и счастье осталась, и теперь наука дала надежды на ее реализацию.

Произошел великий поворот в развитии культуры -- наука поднялась на ее высшую ступень. В ее современном виде наука сформировалась в XVI -- XVII в. и тогда же ей удалось одержать победу над другими отраслями культуры и прежде всего над господствовавшей в то время религией. Наука победила в XVII в. все другие отрасли культуры и сохраняла доминирующую роль до XX в. Своей победой она обязана прежде всего естествознанию, которое лежит в фундаменте научного знания.

Выводы

С тех пор значение науки неуклонно возрастало вплоть до XX века, и вера в науку поддерживалась ее огромными достижениями. В середине XX века в результате растущей связи науки с техникой произошло событие, равное по масштабу научной революции XVII века, получившее название научно-технической революции и озна-меновавшее новый, третий этап в развитии научного знания.

Список литературы

1. Андреев Д.Л. "Роза Мира". М, из-во "Прометей.". 1991.

2. Аристотель. Сочинения. М., "Мысль", 1975 г.

3. Кант И. Сочинения, М., "Мысль", 1964 г.

4. И.П.Фарман. "Теория познания и философия культуры".М., "Наука", 1986 г.

5. Н.К.Вахтомин. "Теория научного знания Иммануила Канта." М., "Наука", 1986 г.

Шпаргалка

Естествознание. Предмет изучения. предмет естествознания - различные формы движения материи в природе: их материальные носители (субстраты), образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи, их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис; основные формы всякого бытия - пространство и время; закономерная связь явлений природы как общего характера, так и специфического характера.

Науки о земле и космосе. Предмет изучения. Астрономия - наука о строении и развитии космических тел, образуемых ими систем и Вселенной в целом. Геология - комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли. География - система естественных (физико-географических) и общественных (экономико- и социально-географических ) наук, изучающих географическую оболочку Земли, природные, производственно-территориальные и социально-территориальные комплексы и их компоненты.

1.15 Третий этап "новейшей" революции в естествознании. Началом 3-го этапа в естествознании было первое овладение атомной энергией в результате открытия деления ядра (1930) и последующих исследований, с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики. Теперь в естествознании на ряду с физикой лидирует биология, химия, а также науки, смежные с естествознанием - космонавтика, кибернетика.

1.2 Науки, относящиеся к числу естественных. - физика, химия, биология, геология.

Взаимодействие естественных наук. Взаимная связь отраслей естествознания отражает общий ход развития всей природы от более простых, низших ступеней и форм до наивысших и сложнейших. Раздвоение природы на неживую и живую, которое зарождается в пределах химии (поскольку химические соединения дифференцируются на неорганические и органические) можно представить так:

физика неорганичес..(путь к неживой природе)

химия органическая (путь к живой природе)

1.16 Три основных современных направления в развитии естественных наук. В настоящее время изучение естественной науки сконцентрировано на трех главных фронтах: 1) изучение очень большого - (занимается астрономия, астрономы наблюдают все более отдаленные объекты и пытаются составить представление о том, как выглядит населяемый нами мир в макрокосмосе); 2) изучение очень малого - (представляет собой мир атомов. Мы сами и все вокруг нас состоит из атомов, для нас представляет первостепенный интерес как мы сложены); 3) изучение очень сложного (эта область принадлежит биологии)

Цели естествознания. Цели естествознания - двоякие: 1) находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления и 2) раскрывать возможность использования на практике познанных законов, сил и веществ природы.

1.10 Основные ступени общего хода развития естествознания. Общий ход познания природы проходит следующие основные ступени: 1) непосредственное созерцание природы как нерасчлененного целого; 2) анализ природы, расчленение ее на части, выделение и изучение отдельных вещей и явлений, поиски отдельных причин и следствий; 3) воссоздание целостной картины на основе уже познанных частностей путем приведения в движение остановленного, оживление омертвленного, связывания изолированного раньше, т.е. на основе фактического соединения анализа с синтезом.

2.1 Корпускулярная и континтуальная концепции в описании природы. До 20-х годов XX века физическая картина мира складывалась из 2-х элементов - частиц и полей. Частицы - маленькие комочки материи - корпускулы, движущиеся по законам классической механики Ньютона. Каждая из них имеет 3 степени свободы - ее положение в пространстве задается 3-мя координатами. Если зависимость координат от времени известна, это дает исчерпывающую информацию о движении частицы.

Методы исследования, используемые в естествознании. Методы естествознания могут быть подразделены на группы: а) общие методы, касающиеся всего естествознания, любого предмета природы, любой науки; б) особенные методы - специальные методы, касающиеся не предмета естествознания в целом, а лишь одной из его сторон или же определенного приема исследований: анализ, синтез, индукция, дедукция; в) частные методы - это методы, действующие либо только в пределах отдельной отрасли естествознания, либо за пределами той отрасли естествознания, где они возникли.

1.11 Подготовительные периоды (исторические) к систематическому изучению природы. Первый подготовительный период - натурфилософский (зарождение элементов будущего естествознания) - характерен для древности. Второй период характеризуется господством схоластики и теологии в Западной Европе и спорадическими открытиями у арабо-язычных народов. Период механического и метафизического естествознания. Период открытия всеобщей связи и утверждения эволюционных идей в естествознании характеризуется стихийным проникновением диалектики в естествознании. Период "новейшей революции"

2.2 Механика Ньютона. Область применимости. Механику (динамику), основанную на законах Ньютона называют ньютоновской или классической механикой. Как показал опыт она оказывается верной для очень широкого круга явлений. С помощью законов Ньютона рассчитывают движение автомобилей и самолетов, искусственных спутников и космических кораблей, жидкостей и газов, электронов в кинескопе телевизора и т.д.

1.5 Физика. Предмет изучения. Физика - наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира. Вследствие этой общности физика и ее законы лежат в основе всего естествознания.

1.12 Характеристика кризиса и революции в науке. В 1913-1921 гг. на основе представлений об атомном ядре , электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется соответственно периодической системе Д.И. Менделеева. Это сопровождается нарушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания.

2.3 Микро-, макро- и мегамиры. В настоящее время изучение естественной науки сконцентрировано на трех главных фронтах: 1) изучение очень большого - (занимается астрономия, астрономы наблюдают все более отдаленные объекты и пытаются составить представление о том, как выглядит населяемый нами мир в макрокосмосе); 2) изучение очень малого - (представляет собой мир атомов. Мы сами и все вокруг нас состоит из атомов, для нас представляет первостепенный интерес как мы сложены); 3) изучение очень сложного (эта область принадлежит биологии).

1.6 Химия. Предмет изучения. - наука, изучающая превращение веществ, сопровождающиеся изменением их состава или строения. В современной химии отдельные ее области: неорганическая химия, органическая химия, физическая химия, аналитическая химия, химия полимеров стали в значительной степени самостоятельными науками. На законах химии базируются такие технические науки, как химическая технология, металлургия.

1.13 Первый этап "новейшей" революции в естествознании. В середине 90-х годов XIX века началась новейшая революция в естествознании, главным образом в физике, а также в химии и биологии. В 1913-1921 гг. на основе представлений об атомном ядре , электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется соответственно периодической системе Д.И. Менделеева. Это сопровождается нарушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это был I этап революции в физике и во всем естествознании.

2.4 Элементарные частицы. Протон, нейтрон, позитрон. Атом состоит из мельчайших частиц, называемых элементарными частицами. Протон - самая тяжелая элементарная частица, ядро атома водорода, заряжен положительно. Нейтрон - обладает почти такой же массой как протон, но электрически нейтральна, входит в состав всех атомных ядер. Позитрон - положительно заряженная частица. ( обладающая такими же свойствами, что и электрон).- античастица электрона.

1.7 Биология. Предмет изучения. - совокупность наук о живой природе - об огромном многообразии вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой.

1.14 Второй этап "новейшей" революции в естествознании. - начался в середине 20-х годов XX века в связи с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в общую квантово-релятивистскую концепцию. Происходит дальнейшее бурное развитие естествознания и в связи с этим продолжается коренная ломка старых понятий, главным образом тех, которые связаны со старой классической картиной мира.

2.5 Взаимодействие элементарных частиц. В физике называется воздействие тел или частиц друг на друга, приводящее к изменению состояния их движения. В механике Ньютона действие тел друг на друга количественно характеризуется силой. Более общей характеристикой взаимодействия является потенциальная энергия. Взаимодействие электрически заряженных тел осуществляется не мгновенно, а лишь спустя конечное время.

2.6 Типы фундаментальных взаимодействий в природе. В природе, по современным данным, имеется лишь 4 типа взаимодействий (в порядке возрастания интенсивности): гравитационные взаимодействия, слабые взаимодействия (отвечающие за распад элементарных частиц), электромагнитные взаимодействия, сильные взаимодействия (обеспечивающие, в частности, связь частиц в атомных ядрах).

2.10 Волны де Бройля. Двуединое, корпускулярно-волновое представление о кванте электромагнитного излучения - фотона - было распространено Луи де Бройлем. В 1924 году Л. Де Бройль получил простую зависимость, в которой между собой связаны как карпускулярные (энергия, масса, скорость передвижения), так и волновые свойства материи. Он показал, что любая движущаяся частица характеризуется определенной длиной волны, которая обратно пропорциональна массе и скорости перемещения частицы. При этом коэффициентом пропорциональности является постоянная Планка.

Принцип дополнительности. - был высказан М. Бором. Из этого принципа следует, что получение экспериментальных данных об одних физических величинах неизбежно связано с изменением таких данных о величинах, дополнительных к первым (координата и импульс частицы) и лишь вся сумма исчерпывает информацию об объекте.

2.7 Концепция близкодействия. Согласно этой концепции, взаимодействие между телами осуществляется посредством тех или иных полей, непрерывно распределенных в пространстве. Так, всемирное тяготение осуществляется гравитационным полем.

2.11 Квантовая механика. Область применимости. Квантовая механика (волновая механика), теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц в заданных внешних полях; один из основных разделов квантовой теории. Квантовая механика впервые позволила описать структуру атомов и понять их спектры, установить природу химических связей, объяснить периодическую систему элементов. Законы квантовой механики лежат в основе понимания большинства микроскопических явлений.

Принцип неопределенности. Вернер Гейзенберг математически выразил принцип неопределенности. Оказалось, что не только координату, но и импульс частицы невозможно точно определить. Согласно этому принципу, чем точнее определяется местонахождение данной частицы, тем меньше точности в определении ее скорости и наоборот.

Концепция дальнодействия. Взаимодействие между телами может осуществляться непосредственно через пустое пространство, которое не принимает никакого участия в передаче взаимодействия, при этом передача взаимодействия происходит мгновенно. Так считалось, что перемещение Земли должно сразу приводить к изменению силы тяготения, действующей на Луну.

2.12 Основные принципы квантовой механики. - принцип дополнительности, принцип суперпозиции, принцип симметрии, принцип неопределенности.

2.15 Принцип суперпозиции. - это допущение, согласно которому результирующий эффект представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействующим явлением в отдельности. Принцип суперпозиции выполняется, когда воздействующие явления не влияют друг на друга.

2.9 Развитие корпускулярно-континтуальной концепции описания природы. Корпускулярно-волновой дуализм. Корпускулярно-волновой дуализм заключается в том, что любые микрообъекты материи (фотоны, электроны, протоны, атомы) обладают свойствами и частиц и волн. Количественное выражение корпускулярно-волнового дуализма - соотношение де Бройля.

Законы сохранения. Закон сохранения энергии, Закон сохранения электрического заряда, Закон сохранения количества движения, Закон сохранения момента количества движения, Закон сохранения массы, Закон сохранения импульса и др.

2.23 Энтропия. Принцип возрастания энтропии. Принцип Карно выражает собой весьма интересную особенность: он определяет общую тенденцию в эволюции физического мира. С течением времени в замкнутой изолированной системе энтропия должна постоянно возрастать. Функция состояния термодинамической системы, изменения которой в равновесном процессе равно отношению количества теплоты, сообщенного системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре системы. Неравновесные процессы в изолированной системе сопровождаются ростом энтропии, они приближают систему к состоянию равновесия, в котором энтропия максимальна.

Фундаментальные постоянные природы. - скорость света в пустоте и постоянная Планка (квант действия).

Закон сохранения энергии. При любых взаимодействиях тел энергия не исчезает бесследно и не возникает из ничего. Энергия только передается от одного тела к другому или превращается из одной формы в другую. Внутренняя энергия U системы, изолированной от любых взаимодействий с внешней средой, не изменяется при любых взаимодействиях внутри системы. Следовательно, для изолированной системы справедливо соотношение:

U = const, или

U = 0

2.24 Связь между энтропией и вероятностью процесса. Является правилом, что энтропия непосредственно связана с вероятностями. Эту связь можно представить математическим соотношением. М. Планк выразил соотношение в виде следующей формулы: S₀ = k ln P_{0 ,} где k = 1,38*10¹⁶ . в этом выражении S₀ - характеризует энтропию физической системы, а P₀ - число элементарных микроскопических состояний - "комплексий", как их называет Планк.

Пространство и время. Принцип относительности. Теория относительности рассматривает пространственно-временные свойства физических процессов. Эти свойства зависят от полей тяготения в данной области пространства и времени. Теория, описывающая пространственно-временные свойства в приближении, когда полями тяготения можно пренебречь, называется теорией относительности. В основе теории лежат два положения: принцип относительности, означающей равноправие всех инерциальных систем отсчета, и постоянство скорости света в вакууме, ее независимость от скорости движения источника света.

Механизм генетического кода. Двойная спираль ДНК - это негатив + позитив. В механизмах наследственности во всей Вселенной главное не материальный субстат, а матричный принцип его синтеза. В химическом коде ДНК - 64 "буквы", число сочетаний из 4 оснований нуклеотидов в ДНК по 3 кодона, 1 триплет (кодон) кодирует одно аминокислотное звено полипептидной (белковой) цепи, состоящей из 20 природных аминокислот. В химическом коде некоторые триплеты выполняют функцию стоп-сигнала, определяя конец и начало нового предложения.

3.1 Атом (определение). - от греческого -неделимый, мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства. В центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома; вокруг движутся электроны, образующие электронные оболочки, размеры которых определяют размеры атомов.

Принцип симметрии. - утверждает, что если пространство однородно, перенос системы как целого в пространстве не изменяет свойств системы. Если все направления в пространстве равнозначны, то принцип симметрии разрешает поворот системы как целого в пространстве. Принцип симметрии соблюдается, если изменить начало отсчета времени. В соответствии с принципом, можно произвести переход в другую систему отсчета, движущейся относительно данной системы с постоянной скоростью.

4.13 Наследственность. Законы Менделя. В кратком изложении: Наследственные признаки передаются по наследству как некие дискретные единицы (гены). Гены кодируют определенные функционально-значимые белки. Гены могут объединяться в индивидууме, возникающем в результате оплодотворения, но затем расходятся, так что в репродуктивную клетку поступает для передачи следующему поколению либо один, либо другой ген. Механизмы деления и соединения хромосом обеспечивают определенную статистическую правильность распределения наследуемых черт. Если контрастирующие гены какого-либо признака присутствуют у гибридных индивидуумов, то один из них может проявляться (доминировать) у данного индивидуума и замаскировать (рецессировать) присутствие своего партнера.

3.2 Молекула (определение). - от латинского - масса, наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Состоит из атомов, соединенных химическими связями.

Вещество (определение). Веществом называют каждый отдельный вид материи, обладающий при данных условиях определенными физическими свойствами, например: вода, железо, кислород и др.

3.4 Простое и сложное вещество (определение). Элемент или элементарное вещество, состоит из атомов только одного вида. Соединение или сложное вещество, состоит из двух или более различных атомов.

3.5 Моль (определение). - единица количества вещества, обозначается - моль. 1 моль вещества содержит 6,02 * 10²³ соответствующих атомов. Моль- это число молекул кислорода, которое содержится в 32,0 г этого элемента. Число равное 6,02 * 10²³ - называется числом Авогадро.

3.6 Закон Авогадро. Объем одного моля газообразного вещества. - равные объемы газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул. Объем одного моля газообразного вещества равен числу Авогадро - 6,022*10²³ моль^-1.

Уравнение химической реакции (примеры). 1) 2 H₂O + 1 O₂ = 2 H₂O;

2) 4 H₂ + 2 O₂ = 4 H₂O - образование воды из элементов;

3) 2 H₂O = 1 O₂ + 2 H₂ - разложение воды;

3.17 Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих вещ-в. Во многих случаях, при повыш. концентрации реагирующих веществ, скорость реакции возрастает. Все вещ-ва построены из молекул, поэтому для того чтобы вступить в реакцию, две молекулы должны достаточно сблизиться. Химич. реакция зависит от столкновений между реагирующими частицами - атомами, молекулами. Концентрацию вещ-ва можно как повышать, так и понижать. В газах концентрац. какого-либо одного реагирующего вещ-ва может быть увеличена введением дополнит. кол-ва этого вещ-ва в реакционную смесь. Концентрация всех компонентов можно увеличить одновременно, уменьшая объем, занимаемый смесью.

Число Авогадро. - число молекул или атомов в 1моле вещества, N_a = 6,022*10²³ моль^-1.

3.13 Экзо- и эндотермические реакции. (определение, примеры). Реакция, при которой выделяется тепло, называется экзотермической. (если реагируют 1моль чистого водорода и 0,5моля чистого кислорода, образуется 1моль воды, при этом выделяется тепло, количество которого равно 68000 кал.); Реакция, при которой происходит поглощение тепла, называется эндотермической. (при разложении в приборе 1моля воды на электродах образуются 1моль водорода и 0,5моля кислорода. Для того чтобы происходило разложение воды, необходимо затратить определенное количество энергии.)

3.18 Влияние температуры на скорость реакции. Температурный коэффициент реакции. при повышении температуры увеличивается скорость столкновения молекул, что приводит к увеличению скорости реакций. Однако это влияние температуры на скорость реакции очень невелико по сравнением с влиянием повышения эффективности столкновений за счет кинетической энергии. Столкновение приводит к химической реакции только в том случае, если сталкивающиеся молекулы обладают энергией, превышающей некоторую определенную величину.

Атомный вес элемента (примеры). - это вес авогадрова числа его атомов, выраженный в граммах.

Пример: атомный вес H = 1,01 г; атомный вес O = 16,00 г

3.14 Теплосодержание вещества. Тепловой эффект реакции. 1моль каждого индивидуального вещества обладает определенным теплосодержанием, равно как и массой. Это теплосодержание является мерой энергии, накапливаемой веществом при его образовании. Тепловой эффект химической реакции равен разности между теплосодержанием продуктов реакции и теплосодержанием реагирующих веществ.

3.19 Энергия активации (определение). - это энергия необходимая для превращения реагирующих веществ в состояние активированного комплекса.

3.9 Молекулярный вес (примеры). - вес авогадрова числа его молекул, выраженный в граммах.

Пример: Молекулярный вес H2O = 2 (атомный вес H) + 1 (атомный вес O) = 2* (1,01) + 16,00 г = 18,02 г.

Адиттивность теплот реакций (закон Гесса). Если реакцию можно представить в виде алгебраической суммы двух или нескольких последовательных реакций, то теплота реакции равна алгебраической сумме этих реакций. Это обобщение, применимое ко всем реакциям, называется законом аддитивности теплот реакций.

3.20 Катализаторы (определение, примеры). Многие реакции протекают очень медленно, если просто смешать реагирующие вещества, но скорость их протекания можно значительно ускорить путем введения некоторых других веществ. Эти вещества, называемые катализаторами не расходуются при реакции. примером может служить каталитическое действие кислоты H₂SO₄ при разложении муравьиной кислоты HCOOH.

3.10 Химическая формула вещества (примеры). Число и вид атомов могут быть охарактеризованы с помощью молекулярной формулы- например, молекула воды может быть обозначена H₂O. Число и расположение атомов в молекуле можно видеть из структурной формулы. Так H₂O имеет структурную формулу: H-O-H.

Скорости химических реакций. Факторы, влияющие на скорость реакции. CO + NO₂ = CO₂ + NO - отношение числа молей проеагировавшей NO₂ к промежутку времени называется скоростью реакции.

кол-во прореагир. вещ.

Скорость = -------------------------------- =

промежуток времени

= количество вещества, прореагировавшего в единицу времени.

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, также от концентрации реагирующих веществ и от температуры

3.21 Состояние химического равновесия. Динамический характер равновесия. Равновесие характеризуется постоянством микроскопических свойств. Равновесие может существовать только в замкнутой системе - системе, содержащей постоянное количество вещества при постоянной температуре. Динамический характер равновесия характеризуется растворимостью и давлением пара. При равновесии микроскопические процессы продолжаются, но они взаимно уравновешиваются, поэтому никаких макроскопических изменений не наблюдается.

3.11 Химические реакции (определение). Основные типы химических реакций. - это химическое превращение вещества в результате его взаимодействия с другим веществом, либо к примеру в результате горения. Виды: экзотермическая, эндотермическая

3.25 Сдвиг химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Качественно предсказать влияние изменения внешних условий можно с помощью правила, впервые сформулированного французским химиком Ле Шателье. Это правило называется принципом Ле Шателье или принципом подвижного равновесия. Если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий, определяющих состояние равновесия, то равновесие смещается в том направлении, в котором эффект воздействия уменьшается.

4.5 Проблема симметрии и ассиметрии в живой и неживой природе. Неживой мир очень симметричен. Нередко нарушения симметрии в квантовой физике элементарных частиц - это проявление еще более глубокой симметрии. Ассиметрия является структурообразующим и созидающим принципом жизни. В живых клетках функционально-значимые биомолекулы ассиметричны.: белки состоят из левовращающих аминокислот (L-форма), а нуклеиновые кислоты содержат в своем составе, помимо гетероциклических оснований, правовращающие углеводы - сахара (Д-форма), кроме того сама ДНК - основа наследственности - является правой двойной спиралью.

Факторы, влияющие на состояние химического равновесия. 1) влияние концентрации; 2) влияние температуры; 3) влияние катализаторов.

4.1 Жизнь (определение). - это активное, идущее с затратами поддержание (за счет постоянного обмена веществ с окруж. Средой) и матричное воспроизведение специфической и упорядоченной структуры. В живом все подчинено закону оптимума. Живые сист. обладают высокой степенью сложности, динамической упорядоченности и иерархичности своей структуры, неоднородностью в пространстве; энергия из окруж. среды используется не только для поддержания, но и для усиления своей упорядоченности. Главное свойство - поддерж. своей целостности и воспроизведение себе подобных, согласно вложенной в нее программе, риплицирующейся матричным способом.

Гипотезы зарождения жизни на Земле, их экспериментальная обоснованность. Четыре гипотезы зарождения жизни на Земле: 1) креационизм (не случайное, а запрграммированное появление жизни); 2) самопроизвольное, случайное зарождение из неживого путем биохимии, существование добиологических форм преджизни; 3) жизнь существовала всегда, но в разных формах; 4) жизнь на Землю занесена извне из Космоса.

3.23 Закон химич. равновесия. Константа химич. равновесия. Для реакции аА + bB сС + dD при которой устанавливается равновесие, между концентрациями продуктов реакций (С) и (D) и концентрациями реагирующих вещ-в (A) и (B) будет существовать простое соотнош.

c d a b

(C) (D) : (A) (B) = K .Константа К - постоянна при постоянной температуре. Исходя из уравнения любой химической реакции, можно сразу же записать выражение, связывающее концентрации реагирующих вещ-в и продуктов реакции, которое будет постоянно при любой данной темп. Если определить константу, то полученное знач. можно использовать в расчетах для всех других случаев равновесия при той же самой темп.

4.2 Единица живого и неживого. Живое вещество в основном состоит из элементов, являющихся водными и воздушными мигрантами, т.е. образующих газообразные и растворимые соединения. 99 массы живых организмов приходится на те 14 элементов, которые преобладают и в земной коре, составляя в ней 98,9, хотя и в других соотношениях. Таким образом, жизнь это химическое производное земной коры. В организмах обнаружены почти все элементы таблицы Менделеева, т.е. они характеризуют той же химией, что и неживая природа.

Происхождение человека. Где и когда появились первые люди. Сейчас принято считать, что человек разумный появился локально в центре Африки, от 4 до 6 млн. лет назад.

Влияние температуры на состояние химического равновесия. Изменение температуры приводит к изменению равновесных концентраций. Относительно количества NO₂ и N₂O₄ непосредственно и определенно зависят от изменения температуры. При изменении температуры изменяются и равновесные концентрации.

4.4 Взаимоотношение процесса жизни по мере ее усложнения и организованности с энтропией. Возникновение и усложнение биоорганизации происходит практически "бесплатно". Энтропия совокупности 10¹³ одноклеточных организмов почти не отличается от энтропии человека, состоящего из 10¹³ клеток. Эволюция жизни путем максимилизации убивания энтропии, за счет внешней энергии и повышения уровня структуры живого.