Физтех в лицах  
 Аркадий Липкин
Аркадий ЛипкинКонцепции современного естествознания для гуманитариевПрограмма курса лекций для РГГУ

  Фото  
 
 
   
 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
Программа курса лекций для РГГУ

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

КАФЕДРА  ИСТОРИЯ НАУКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ"

 

 

 

 

Составитель:

проф. каф. истории науки РГГУ

доктор филос. и канд. физ.-мат. наук.

А.И.Липкин

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ                                      

 

1. Пояснительная записка  .............................................    

2. Тематический план .....................................................    

3. Программа курса лекции ...........................................                        

4. Список источников и литературы         ......................                     

5. Список контрольных вопросов ................................. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Данный курс относится к числу общих математических и естественнонаучных дисциплин.

Предмет курса - естественные науки и созданная ими картина мира. Цель - сделать доступным для гуманитария понимание проблем и результатов исследований в области естественных наук, в первую очередь, физики, химии и биологии. Естественные науки стоят в центре культуры и картины мира Нового и Новейшего времени, тесно связаны с научно-технической революцией XX в. и вытекающих из нее современных проблем.

В задачу курса входит

•дать представление об основных понятиях, методах, концепциях, механизмах развития естественных наук в контексте ее истории;

•сформировать у студентов целостное представление о развитии науки как историко-культурного явления, связанного с другими явлениями культуры.  

Кроме того, студент должен:

•уметь самостоятельно ориентироваться в лабиринте наук;

•грамотно  оценивать события истории науки; 

•системно подходить в оценке развития любой научной дисциплины;

•уметь провести рациональную реконструкцию отдельных фактов и явлений истории науки;

•грамотно прокомментировать основное содержание конкретных важнейших научных теорий и основополагающих научно-концептуальных моделей ;

•проследить истоки возникновения научного знания, важнейших направлений отраслей науки;

•провести квалифицированную оценку соотношения рационального и альтернативного знания в различных культурно-исторических условиях;

 

Данный курс содержит  философско-методологическую, историческую и естественнонаучную компоненты и нацелен на достижение высокой цели -самостоятельной целостно организованной ориентации в естественной науке. Секрет курса -  разведение двух типов знания: понимания оснований науки и профессионального овладения наукой.

 

Овладение наукой состоит в приобретении умения решать разнообразные задачи, через которые, наряду с теоретическими курсами (и те и другие используют серьезный математический аппарат), осваиваются и основные понятия данной науки. Понимание связано с рефлексией оснований и границ естественных наук, требует выхода из предмета (на рисунке эта позиция обозначена звездочкой) и использование определенных философских и методологических средств (обозначены призмочкой-треугольником). В данном курсе мы сосредоточимся именно на понимании.

Основные понятия при этом даются в контексте истории их возникновения.

Это отличает его от соответствующих предметных курсов в школе и естественно научных ВУЗах, целью которых является профессиональное овладение той или иной наукой.

 

Можно, как это обычно делается, за исходную точку взять "картину мира" (совокупность представлений о том как устроен мир). Тогда, соответственно развитию физики, которая вплоть до последнего времени являлась почти бессменным лидером в естествознании, мы увидим последовательную смену механической, электромагнитной, квантово-механической картин мира (в последнее время поговаривают о новой синергетической картине мира).

Но самым сложным в этих "картинах мира" являются представления о соответствующих первичных кирпичиках (выступающих в курсе под именем "первичных идеальных объектов" - ПИО), из которых они строятся, т.е. ответ на вопросы: "Что такое электромагнитное поле?", "Что такое квантовая частица?" и т.п. Связанные с этими понятиями споры об основаниях физики (особенно интенсивно ведущиеся уже три четверти века вокруг квантовой механики) не только не прекратились, а даже усилились в последнее время. Именно в этих спорах рождаются как современные псевдонаучные мифы, так и научные революции. Строимые затем из этих "первичных кирпичиков" картины мира значительно проще для понимания (это доказывают пишущиеся на эти темы рефераты студентов).

Кроме того, большие трудности при стандартном предметном подходе представляет ответ на вопрос "Что такое физика (биология, химия)?". Если оставаться на уровне "картины мира", то возникает порочный круг: физическая картина мира - картина мира, строимая на основе физики, а определение физики опирается на представление о "физической картине мира". Поэтому, нередко на вопрос "Что такое физика?" по сути отвечают (как это делает директор Американского института физики проф. У.Кох), что "физика - это то, чем занимаются физики" (такой же ответ можно услышать и на аналогичный вопрос про биологию и химию).

Особенность и уникальность данного курса состоит в том, что он развивает модельный взгляд на естественные науки и их основания. Другими словами, он характеризует различные науки теми типами базовых моделей, которые в них используются. Поэтому в центре данного курса будут представления о "первичных идеальных объектах" - ПИО (первичных кирпичиках), из которых строятся все прочие составные объекты в различных разделах науки и рождение которых составляет суть научных революций. Основной единицей изложения здесь становится раздел науки (в физике это: классическая и квантовая механики, электродинамика, специальная и общая теория относительности, термодинамика, статистическая физика и синергетика, выходящая за границы физики). В разделе науки выделяется ядерная структура ("ядро раздела науки") в рамках которой совместно и неявным образом определяются основные понятия данного раздела науки. В результате этого в центре внимания оказываются модели, а не математический аппарат, считающийся главным камнем преткновения для понимания современной так называемой неклассической физики (теории относительности и квантовой механики). Все это позволяет дать представление о естественнонаучном типе мышления, обсуждать очень глубокие и тонкие вопросы современной науки, научить выявлять многочисленные мифы, которые образуются сегодня вокруг сложных разделов науки.

Такой подход позволяет

1) выявить единство физики, состоящее в том, что:

А) рассматривается модель движения как перехода "физической системы" (объекта) из одного состояния в другое (понятия  "физическая система" и ее состояния - главные понятия в физике);

Б) все исходные модели "физической системы" опираются, по сути, на две архетипические модели (в различных модификациях и комбинациях): ньютоновскую корпускулярную модель "дальнодействия" - "частицу в пустоте" и декартовскую модель "близкодействия" - непрерывную среду;

2) единообразно (по одной схеме) рассматривать различные разделы физики, что значительно облегчает понимание, поскольку непростая исходная система понятий первоначально осваивается на достаточно простом материале классической механики (и некоторых аналогий из понятий геометрии). После этого оказывается очень просто говорить о теории относительности и возможно всерьез обсуждать очень тонкие вопросы квантовой механики.

3) выявить специфику химии, синергетики, биологии.

Соответственно курс содержит: 1)историю возникновения основных понятий каждого из рассмотренных разделов науки (большее время уделено физике, как наиболее развитой и сложной естественной науке); 2)сборку этих понятий с помощью авторской структурно-функциональной схемы раздела науки; 3)философскую рамку обсуждений оснований наук, дающую основной спектр современных позиций, включая позицию автора.

Уникальность этого по сути гуманитарного курса про естественные науки делает его интересным, но весьма непростым (по трудности он близок курсу по истории философии, ибо насыщен работой с понятиями). Основной литературой по курсу является книга автора курса [Липкин А.И. Модели современной физики (взгляд изнутри и извне). М.: Гнозис, 1999]. Но последняя рассматривается как дополнение к лекциям и семинарам, без чего самостоятельно изучить предложенный материал будет много сложнее. Лекции и семинары, предполагающие активную работу с аудиторией, во-первых, организуют понимание всего курса, а во вторых призваны развить навыки самостоятельной работы со сложным материалом.

 

Объем курса 22 часа лекционных и 12 часов семинарских занятий.

В отличие от лекций, на семинарах главным действующим лицом является студент. Семинар это, во-первых, место, где студент может и должен задать все вопросы, которые у него возникли по этой теме, а преподаватель выясняет степень усвоения материала путем опроса и сбора письменных вопросов студентов и, исходя из конкретной ситуации, дает необходимые дополнительные разъяснения. Во-вторых, здесь происходит обсуждение наиболее интересных студенческих рецензий и рефератов.

Для этого в ходе подготовки к семинару студент должен повторить материал соответствующей лекции, прочитать предлагаемые по теме источники и литературу, продумать свои варианты ответов на предлагаемые к теме и семинару вопросы, сформулировать (в письменном виде) свои вопросы к преподавателю.

По результатам активной работы на семинарах (по 15- бальной шкале), рецензии на выбранную студентом работу кого-либо из классиков естествознания из списка литературы (по 10- бальной шкале), реферата по выбранной теме (по 10-бальной шкале), письменных ответов на текущие проверочные опросы по указанным в конце программы вопросам (по 5- бальной шкале) будет выставляться зачет (17 и более баллов). Активность студента на лекциях и семинарах (спрашивать все, что непонятно!) - залог усвоения материала и сдачи зачета. Реферат пишется по выбранной студентом проблеме или книге, ориентируясь на приводимый список литературы. В связи с этим дополнительная литература приведена с большим запасом в расчете на широкий спектр интересов аудитории (каждый может выбрать свое).

Реферат должен, содержать анализ материала и собственное отношение студента к рассматриваемой теме. При работе над рефератом студент должен использовать полученный на лекциях понятийный аппарат.

Нельзя использовать в качестве основной литературы учебные пособия и учебники (в том числе по "Концепциям современного естествознания"), справочную литературу и энциклопедии. Использование их в качестве дополнительной литературы не возбраняется. Работа должна начинаться с постановки главного вопроса и выбора основной литературы. Затем в ходе прочтения литературы составляется план работы. После этого можно приступать к написанию самой работы. Нормальный  объем реферата около 10 стр.

Реферат должен содержать: титульный лист (с указанием названий курса лекций, конкретной темы, Ф.И.О. студента, его факультет, специальность, курс), план (оглавление), список литературы.

Рецензия должна быть посвящена какой-либо научной работе классиков естествознания, приведенной в списке источников, или согласованной с преподавателем. Студент должен проявить способность самостоятельно разобраться в работе и выработать свое отношение к ней, используя полученные в рамках данного курса навыки. Нормальный объем рецензии - 5 стр.

 

 

 

 

 

 

 

2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

 

по дисциплине "Концепции современного естествознания"

 

 

Номер и название темы

Количество часов аудиторных занятий

 

 

 

лекций

семинаров

лаборатор

всего

1

2

3

4

5

Введение.

1

 

 

1

1. Структура раздела науки

1

1

 

3

2. Анализ формирования нового первичного идеального объекта на материале истории классической физики: механики, гидродинамики и электродинамики

1

1

3*

3

3. Теория относительности (специальная (СТО) и общая(ОТО)) и современная космология

2

2

8

4

4. Квантовая механика

4

3

16

7

5. Термодинамика, кинетическая теория тепла,  равновесная статистическая физика и физическая кинетика

1

 

 

1

6. Синергетика

1

1

7

3

7. Основные понятия химии

2

1

4

6

8. Науки о земле

1

1

4

 

9. Биология и экология

4

2

20

6

10. История философии науки в контексте истории европейской культуры

1

2

 

4

11. Взаимоотношение рационализма и иррационализма в

XX в.

1

 

 

2

ИТОГО

20

14

62

36

 

 

Лабораторная работа представляет собой анализ какой-либо научно-популярной или учебной статьи (в том числе и в интернете) по данной теме с обязательным использованием полученных на лекциях знаний, включающих типологию и понятийный аппарат. То есть надо провести самостоятельный анализ выбранного материала, применяя полученные в рамках данного курса понятийных средств. Примеры тем и литературы даны как "Примерная тематика рефератов" в конце программы.

 

* В данной теме предполагается анализ изложения этих тем в школьном учебнике или его аналоге с использованием данного на лекциях понятийного аппарата.

 

 

 

 

 

 

 

 


3. ПРОГРАММА КУРСА ЛЕКЦИЙ

 

 

Введение.

Связь вопроса о сути понятия "естественные науки" и времени их рождения.

Математика-техне в древних Шумере и Египте и математика-теория в древней Греции.

Основные этапы развития естественной науки Нового и Новейшего времени в контексте истории культуры Запада. Периоды в истории физики и естественной науки Нового времени: "классический" (XVIII-XIX вв., царство классической механики), "неклассический" (c конца XIX в., царство теории относительности и квантовой механики)  и "постнеклассический" (с сер. ХХ в., царство нелинейной физики, химии и синергетики). Общность характерных черт этих периодов с параллельными явлениями культуры (искусством, философией, социально-политическими процессами): основные характеристики эпохи классицизма и просвещения и периода "конца века"; революционный период начала века; переход к постмодернизму и постиндустриальному обществу.

 

Тема 1. Структура раздела науки

Два источника современной естественной науки: Фр. Бэкон и Г. Галилей. Метод эмпирической индукции Фр. Бэкона. Понятия "эмпирического факта", эмпирического закона", теоретического закона". Доминирующее место эмпиризма в научном мировоззрении и философии науки и проблема Д.Юма. Геометрия Евклида как образец теории. Проблема пересмотра оснований наук (в геометрии и физике) в конце XIX в. в связи с появлением неэвклидовых геометрий и "неньютоновской" электродинамики Максвелла. Понятие о неявном и явном  типах введения понятий. Введение понятий "первичного идеального объекта" - ПИО и "ядра раздела науки" - ЯРН. Различение “созидательной” фазы - фазы создания новых ПИО и фазы "использования "- фазы использования старых (уже имеющихся) ПИО.

Физика как наука о движении-перемещении частиц и непрерывной среды. Движение-перемещение как изменение состояния. Взаимообусловленность понятий физической системы (объекта) и его состояний. Принципиальное отличие непрерывной среды от частицы. Программы "дальнодействия" Ньютона и "близкодействия" Декарта.

Галилее-ньютоновская структура ЯРН в физике: понятия модели физической системы и состояния физической системы, математические образы физической системы и состояния физической системы, уравнение движения. Диахронический (динамический) и синхронический (структурный) аспекты уравнения движения. Процедуры приготовления исходного состояния, процедуры измерения (сравнения с эталоном). Их "нетеоретический" характер.

 

Тема 2. Анализ формирования нового первичного идеального объекта на материале истории классической физики: механики, гидродинамики и электродинамики.

Механика Ньютона - образец корпускулярной модели. Исходная проблема Ньютона (связь между законами Кеплера, теорией тяготения и законами механики Ньютона). Механическая частица и ее состояния. Инерциальная (т.е. движущихся параллельно и равномерно друг относительно друга) система отсчета, сила, масса и проблема их измерения.

Пример непрерывной среды в теории идеальной жидкости Эйлера. Понятия физической системы и ее состояний в гидродинамике. Волны как дочернее образование непрерывной среды. Интерференция и дифракция волн. Сравнение волны и частицы.

Основные этапы развития и понятия электродинамики. Формирование понятий заряда и тока и процедур их измерения. Соперничество двух программ (немецкой и английской) и их связь со спором Ньютона и Декарта. Теория Фарадея-Максвелла и понятие электромагнитного поля. Электромагнитные волны.

Проблема оснований механики, альтернативные механики конца XIX в., гносеологический кризис конца XIX в.

 

Тема 3. Теория относительности (специальная (СТО) и общая (ОТО))

и современная космология.

Принцип относительности Галилея-Ньютона и "преобразования Галилея" (для координат, времени, скорости). Проблема распространения принципа относительности на электродинамику Максвелла и "преобразования Лоренца". СТО А.Эйнштейна: скорость света как новый основной эталон, основанные на нем новые процедуры измерения времени, расстояния и одновременности. Вытекающие из этого кинематические эффекты: замедление времени, сокращение длин, относительность одновременности. Проблема одновременности и “парадокс близнецов”. Место проблемы движения эфира относительно Земли и опыты Майкельсона и Морли в учебниках и реальной истории. Изменение уравнения движения и динамические эффекты: зависимость массы от скорости, E=mc2. Метод "затравочной классической модели" в ТО и "неклассической" физике. Соотношение микро-,  макро- и мега- миров.

Новое математическое представление - 4-мерное пространственно-временное многообразие Минковского - и миф о 4-мерии реального мира.

ОТО А.Эйнштейна: сведение сил тяготения к искривлению пространства-времени в ОТО. Физическая модель, математическое представление, процедуры измерения  в ОТО. Равенство инертной и гравитационной масс. Программы геометризации физических взаимодействий. Отличие программ Клиффорда от ОТО Эйнштейна и геометродинамики Уиллера. Современные модели гравитационного поля и эфира.

Истинное место 4-мерного пространственно-временного многообразия в ТО. Методы симметрии и повышение роли математики в "неклассической" физике.

Нестационарное решение космологического уравнения ОТО и новая космология. Основные моменты сценария “Большого взрыва”.

Место теории относительности Эйнштейна в культуре XX вв.

 

Тема 4. Квантовая механика

Этап 1-й. Теория теплового излучения "абсолютно черного тела" и постоянная Планка. Проблемы строения атома, атомных спектров, фотоэффекта и введение представления о  квантах света (Планк, Эйнштейн). Принципы соответствия и квантования в "старой" квантовой механике.

Этап 2-й. Формулирование квантового парадокса “волна-частица” (Эйнштейн, де Бройль) как начало перехода к "новой" квантовой механике.

Этап 3-й. Появление математического представления волновых функций Э.Шредингера. Их вероятностная интерпретация М.Борном. Понятие "распределение вероятностей" (на примере бросание правильной и неправильной многогранной кости). Особенность процедур измерения в квантовой механике.

Процесс измерения в квантовой механике. "Парадокс" "кота Шредингера". Критический анализ постановки проблемы. Мнимое и действительное место “наблюдателя” в квантовой механике. Место "принципа неопределенности" Гейзенберга (DxDp>h/2p).и "принципа дополнительности" Бора как специфических свойств состояний квантовых систем.

От "принцип соответствия" Н.Бора к методу преобразования “затравочной классической модели" системы в квантовую. Модель системы и состояния системы в квантовой механике.

Спор Эйнштейна и Бора вокруг вопроса о законченности и полноте нерелятивистской квантовой механики. Современное состояние вопроса.

Квантовая механика многих частиц. Принцип неразличимости, запрет Паули, статистика бозонов и фермионов. "Парадокс" Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР) и миф о квантовой телепортации.

 

Основные ПИО и процедуры измерения в квантовой электродинамике, теории элементарных частиц и квантовой теории твердого тела. Что такое "виртуальные частицы" и “физический вакуум”. Электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. Поиски единой теории. Спектр элементарных частиц и методы симметрии, "химические" и "спектроскопические" подходы к систематизации. Теория кварков и глюонов.

Место квантовой механики в культуре XX вв.

 

Тема 5. Термодинамика, кинетическая теория тепла,  равновесная статистическая физика и физическая кинетика.

Теория теплорода и формирование и понятия термодинамической системы и основных измеримых величин (p, V, T, dQ). Пример термодинамической системы - газ под поршнем. Уравнение состояния идеального газа. Утверждение о невозможности создания “perpetum mobile” (“вечного двигателя”) - I закон термодинамики (dU= dQ + dA ) и понятие внутренней энергии U. Законы сохранения энергии в макроскопических процессах. Понятия равновесного термодинамического состояния, обратимого и необратимого процесса. Утверждение о невозможности создания “вечного двигателя 2-го рода” - II закон термодинамики. Идеальный тепловой двигатель, “цикл Карно” и понятие энтропии. Проблема тепловой смерти Вселенной.

Возрождение корпускулярной модели в виде газа упругих твердых шаров и получение с ее помощью термодинамических законов для идеального газа. Проблема невидимости молекул. Броуновское движение. Формирование молекулярно-кинетической модели Максвелла-Больцмана. Попытка механического вывода второго начала термодинамики и энтропии. Проблема механического смысла необратимости.

Представление о различии газообразной, жидкой и твердой фазах вещества и фазовых переходах 1-го и 2-го рода. Аморфное и кристаллическое состояние, порядок и  беспорядок в природе;

Тема 6. Синергетика

 

Открытие динамического хаоса (модель Лоренца) и понятия фазового портрета, аттрактора и целевой причинности, бифуркации, фрактала. Открытие химических колебаний Белоусова-Жаботинского. Открытие активной среды и динамических структур (модель морфогенеза Тьюринга и эффект Бенара). Синергетика как естественная наука о структурных преобразованиях в открытой диссипативной нелинейной системе (Г.Хакен). Специфика синергетики и теории колебаний (науки о типах движения). Дальнейшее развитие динамических моделей нового типа в биологии (Ф. И. Атауллаханов). Синергетика как физика неравновесных процессов (И.Пригожин). Необратимость времени.

Проблема предсказуемости поведения в нелинейных системах. Режимы с обострением (С.Курдюмов и др.) и рост народонаселения. Глобальное моделирование и  эко- , био- и социо- системы. Кибернетика, синергетика, системный подход как науки о сложных системах.

Самоорганизация в живой и неживой природе. Принципы универсального эволюционизма. Понятие постнеклассической науки.

 

Тема 7. Основные понятия химии

Понятия элементов у Аристотеля, алхимиков и Бойля. Понятие простого и составного вещества. Формирование атомной модели вещества и модели химических превращений (Лавуазье и Дальтон). Модель химического вещества как ансамбля химических атомов (АХА); модель простого химического вещества как ансамбля одинаковых химических атомов; аналитическая химия - набор процедур измерения-определения веществ. Введение понятий молекулярного соединения (ансамбля химических атомов). Понятие базового множества молекулярных соединений и их взаимопревращений. Введение на их основе понятий химической межатомной связи и валентности, как характеристики межатомной связи. Развитие понятия химической межатомной связи - введение понятия молекулярной структуры (в связи с открытием явления изомерии). Химическое превращение (реакция) как превращение одних ансамблей химических атомов в другие - базовая модель химии. Связь свойств вещества и его состава и структуры. Химические атомы и химические связи как «первичные идеальные объекты» (ПИО) химии. Отвечающая им система совместно определяемых исходных понятий классической химии XIX в.: химический атом, химическое соединение (АХА), химическая связь, химическое превращение (реакция), химически чистое вещество, базового множества молекулярных соединений и их взаимопревращений.

Последующие усложнения модели - введение понятий: скорости химической реакции и катализатора. Необратимые и обратимые реакции.

Классификация разделов химии по типам ансамблей химических атомов: химия простых молекул (химии состава); химия структурных молекул, кристаллохимия и т.п.

Возникновение физической химии в результате отождествления химического вещества и физической системы. Возникновение квантовой химии в результате отождествления химического и физического атомов в ХХ в.  и рассмотрение атомов и межатомных связей как квантовых явлений (объектов).

Химия ХХ в. Возникновение физической аналитической химии (спектроскопия, рентгеноанализ и т.п.) - т.е. нового типа эталонов и измерительных процедур. Обновление на этой основе понятия химической связи и химического соединения. Объяснение на основе квантовой механики атомов периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева и создание теорий элементарных физико-химических связей (ковалентная связь, ее донорно-акцепторный механизм, ее свойства; ионная связь; полярные и неполярные молекулы; металлическая связь; ван-дер-ваальсова связь). Понятие многоатомной физико-химической связи.

Химия сложных реакций, состоящих из системы простых реакций (единиц нового уровня). Наложение специфических физико-химических условий реакции.

Специфика химии - везде основой остается базовая модель превращения ансамблей химических атомов (конечного числа сортов) - альтернатива переходу из одного состояния в другое в физике.

Тема 8. Науки о земле

Геогнезия – геология как естественная история. Язык описания: понятия породы, минерала, основные элементы ландшафта.. Превращение геологии в естественную науку. Принципиальное отличие структуры геологии и физики. Строение Земли: внутреннее и внешнее ядро, нижняя, средняя и верхняя мантии, кора, литосфера и астеносфера. Гравитационные и радиационные источники внутренней тепловой энергии Земли. Теория тектоники литосферных. Взаимодействие оболочек литосферы, гидросферы, атмосферы, техно-ноосферы.

9. Биология и экология

Проблема специфики биологии. Основные подходы к пониманию сущности жизни. Редукционизм и антиредукционизм. Физикализм, механицизм и витализм. Спор холизма и атомизма (элементаризма, редукционизма), механицизма и органицизма.

Структура биологии: объекты и проблемы.

Генетика. Эволюция понятия гена. Молекулярная биология. Открытие структуры ДНК. Механизмы наследственности. Генетический код и биосинтез белков. Нелинейная структура и пластичность генома. Геном как целостная система. Генная инженерия. Проект «геном человека». Проблема клонирования организмов.

Организм и клетка. Целостность и целесообразность. Организм и среда: обмен веществом, энергией, информацией, открытость системы. Орган - функция как важнейшая форма целесообразной активности. Гомеостаз и гомеорез. Организм как процесс.

Проблема морфогенеза. Генетическая информация и формирование многоклеточного организма из оплодотворенной яйцеклетки. Преформизм и эпигенез.

Происхождение жизни. Религиозная доктрина сотворения жизни и наука. Гипотеза панспермии. Абиогенез: от коацерватов А. И. Опарина к РНК-гипотезе. Принципиальные трудности, связанные с теорией возникновения жизни путем химической эволюции.

Эволюция как научный факт. Палеонтологическая летопись. Эволюция жизни по Дарвину и его главные альтернативы в первой половине ХХ века – ламаркизм и номогенез. Синтетическая теория эволюции (СТЭ), или (современный дарвинизм), – синтез теории Дарвина и популяционной генетики. Основные положения синтетической теории эволюции. Прогресс молекулярной биологии и кризис дарвинизма. Новые эволюционные модели.

Жизнь как информационный процесс. Теория информации К. Шеннона и биологические смыслы. Биосемиотика. Информация на молекулярном уровне, организм как информационная система. Биосоциальность как универсальный феномен в мире живого. Коммуникация в мире животных и язык человека. Обмен информацией в экосистеме.

Биологический фактор в развитии человека. Проблема происхождения человека. Религиозная и научная трактовка и их совместимость. Поведение человека как результат взаимодействия биологических и социокультурных факторов.

Понятия биоценоза, геобиоценоза и экосистемы. Разнообразие жизни и устойчивость экосистем. Учение о биосфере В.И. Вернадского. "Гипотеза Геи" Дж. Лавлока.

"Оптимистическое" понятие ноосферы по Вернадскому и неоптимистические альтернативы (взаимоотношения биосферы и техносферы, экологические проблемы как их столкновение). Экологический кризис и пути его решения. Концепция "устойчивого развития".

 

Тема 10. История философии науки в контексте истории европейской культуры

Эмпиристско-позитивистская модель естественной науки (Фр.  Бэкон, 1-й (Конт, Спенсер, Милль),  2-й (Мах, Пуанкаре) и 3-й (неопозитивизм) позитивизм) и юмовско-попперовская критика метода эмпирической индукции. Проблема демаркации науки и "ненауки", методы экспериментальной верификации и фальсификации, проблема "теоретической нагруженности" экспериментальных данных. Механика Ньютона как  эталон научности Нового времени. Господство механицизма в XVIII-XIX вв. (механическая "картина мира") и его кризис в конце XIX в. в  связи  со становлением электродинамики и статистической физики (динамические и статистические закономерности в природе).

 Историцистская критика позитивизма Т.Куном, тезис о  “несоизмеримости теорий” и отсутствии "решающих экспериментов",  его модель науки: научные  революции как конкуренция научных парадигм и сообществ, "нормальная" и "аномальная" фазы развития науки. Лакатосовская модель науки: “исследовательские программы”, “жесткое ядро”, “защитный пояс гипотез”. Спор “реализма” и “конструктивизма” в конце XIX и ХХ вв. Возвращение к спору рационализма и эмпиризма XVII в. (Декарт и Локк). "Галилеевская" линия "конструктивного рационализма". Пифагорейская линия "реалистического рационализма" в ХХ в.

Тема 11. Взаимоотношение рационализма и иррационализма в ХХ в.

Двойственность культуры Новейшего времени: рационализм и иррационализм. Становление рационализма Нового времени и наступление иррационализма в ХХ в. Философия жизни и постфрейдистская философия бессознателього. Психо-физическая проблема в свете психологии ХХ в. Место парапсихологии и экстрасенсорики в современной культуре. Морфогенетическое поле Гурвича в биологических системах.


Источники и литература[1]

1.Источники

1.1.Обязательные:

Бор Н. Избранные научные труды. Т. 2. М.: Наука, 1971 (статьи  N 34-38,  47, 71 - на выбор).

Бэкон Ф. Сочинения в 2-х тт. Т.2. М.: Наука,1972 (nс. 89-101 и др.).

Галилей Г. "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук"  (1-й, 3-й и 4-й "Дни").// Избранные труды. Т.II. М.: Наука,1963 или др. издание.

Кун Т. Структура научных революций. М.: Прогресс,1977.(- 288 с)  или

Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ. М.: Медиум, 1995. (- 236 с.)

Пригожин И. Переоткрытие времени. //ВФ. 1989, №8, с. 3-19.

Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М.: Наука,  1987 (Т.1, статьи 43; Т.3, статьи 10, Т.4, статьи 32, 39, 40, 55  - на выбор).

Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М.: Наука, 1965. Гл.1-4

 

1.2. Дополнительные

Больцман Л. Избранные труды. М., 1984.

Бор Н. Избранные научные труды. Т. 2. М., 1971 (статьи N 28, 32, 44, 52, 57, 68-72, 76-87)

Бор Н. Избранные научные труды. Т. 2. М.: Наука, 1971 (статьи N 34-38,  47, 71 - на выбор).

Борн М. Размышления и воспоминания физика. М.,1977.

Бэкон Ф. Сочинения в 2-х тт. Т.2. М.: Наука,1972 (с. 89-101 и др.).

*Вернадский В.И.  Философские мысли натуралиста. М., 1988. Раздел 2. Пространство и время в неживой и живой природе.

Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. М., 1991.

Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое.М.,1989.

*Де Бройль Л. По тропам науки. М.,1962.

Де Бройль Луи . Останется ли квантовая механика индетерминистической? // Вопросы причинности в квантовой механике. М.,1955.

Де Бройль Луи. Революция в физике (Новая физика и кванты). М., 1965.

Кун Т. Структура научных революций. М.: Прогресс,1977.- 288 с  или Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ. М.: Медиум, 1995. - 236 с.

Максвелл Дж.  Избранные сочинения по теории  электромагнитного поля. М., 1952.

Максвелл Дж. К. Статьи и речи М.: , 1968.

Мах Э. Познание и заблуждение Очерки по психологии исследования. М., 1909.

Мах Э. Популярно-научные очерки. СПб., 1909

Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М., 1989

Планк  М. Единство физической картины мира. Сб. ст. М., 1966.

Поппер К. Логика и рост научного знания. М., 1983.

Пригожин И. От существующего к возникающему М., 1985.

Пригожин И. Переоткрытие времени. //Вопросы философии, 1989, N8, с. 3-19.

Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994.

Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.

Пуанкаре А. О науке. М., 1983.

Современная философия науки. Хрестоматия. М. 1994; 1996

Фейнман Р. Характер физических законов. М., 1968.

Фрейд З. Психология бессознательного. М., 1989.

*Хакен Г. Синергетика. М, 1980.

*Чайковский Ю.В. Элементы эволюционной диатропики. М., 1990 .

Чижевский А.Л. Космический пульс жизни. Земля в объятиях солнца. Гелиотараксия.. М., 1995.

Щредингер Э. Новые пути в физике. Статьи и речи. М.,1971.

Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М., 1987 (Т.1, статьи N1, 2, 13, 15, 21, 29-31, 33, 43, 56; Т.2, статьи N 131, 133, 136; Т.3, статьи N 7, 9, 10, 44, 71, 76-79; Т.4, статьи N 1, 8, 12, 18, 25-28, 32 (или 39, 40, 55  - на выбор)., 37,  43, 46, 52, 57-60, 65, 67, 71, 76, 78).

Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965. - 326 с.

Юнг К. Аналитическая психология. СПб., 1994 (о коллективном бессознательном).

2. Литература

2.1. Обязательная

Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. М.: Мир, 1983.- 189 с.

Грант В. Эволюция организмов. М.: Мир, 1980 - 407 с.

Гроф С. За пределами мозга.М.: изд-во Трансперсонального ин-та 1993 (гл.3 - обзор различных школ психологии бессознательного).

Зоркий П.М. Критический взгляд на основные понятия химии. //Журнал Российского химического общества им. Д.И.Менделеева, 1996, том 40, N 3, с.5-25 (<http://www.chem.msu.su:8081/rus/chemhist/>)

Корочкин Л.И. Послесловие редактора //Лима-де-Фариа А. Эволюция без отбора. Автоэволюция формы и функции. М., 1991. С.378-408.

Липкин А.И. Концепции современного естествознания (Дополнительные главы). М, 2000.

 

2.2.Дополнительная:

*Аршавский И.А., Ротенберг В.С. Поисковая активность мозга. М., 1985.

Ахромеева Т.С., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Парадоксы мира нестационарных структур. М., 1985. (Новое в жизни, науке, технике: Математика. Кибернетика, 5/1985).

Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция перспективы, М., 1982.

*Ахутин А.  В.  История принципов физического эксперимента (от античности до XVII в.). М., 1976.

Баженов Л.Б.  Строение и  функции  естественнонаучной теории. М., 1978.

Берг Л.С. Труды по теории эволюции (1920-1930). Л., 1977 (вводные главы).

Библер В.С. Кант - Галилей - Кант. М., 1991 (сс.236-253). Он же: Галилей и логика мышления Нового времени. // Механика и цивилизация XVII-XIX вв. М., 1979.

Блауберг И.И., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода. М. 1973

Боген Г. Современная биология. М., 1970.

Бунге О. Общая биология. М., 1970.

*Ван-дер-Варден Б.Л. Пробуждающаяся наука. М., 1959.

Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. М., 1991.

Воронцов Н.Н. Теория эволюции: Истоки, постулаты и проблемы. М., 1989

Гайденко П.П. Эволюция понятия науки. М., 1980.

*Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики. М., 1981.

Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика?// Нелинейные волны и самоорганизация. М., 1983.

Дарвинизм: история и современность. Л., 1988.(статьи Н.Н.Воронцова (с. 87-103), Л.П.Татаринова (сс. 108-123), Э.Н.Мирзояна (сс.184-8), Б.М.Медникова (сс.189-94)).

 Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. М.:, 1985.

*Дольник В.Р. Непослушное дитя биосферы. М., 1993.

Дубищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск, 1997 (примеры конкретных физических и химических явлений и раздел о биологии).

Дубров А.П., Пушкин В.Н. Парапсихология и современное естествознание. М.,1989 (обзор попыток научного исследования парапсихологических исследований).

Зоркий П.М. Структурные аспекты современной химии. //Координационная химия, 1995, том 21, No 4, стр.281-289

*История механики с древнейших времен до конца XVIII в. М., 1971.

*История механики с конца XVIII до середины ХХ в. М.,1972.

Кальвин М. Химическая эволюция. М.,1971.

Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997.

Кедров Б.М. Общий ход познания вещества. // Вопросы философии, 1965, N4.

Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М., 1988.

*Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М., 1994.

Козырев Н.А. Время как физическое явление. В кн.: Моделирование и прогнозирование в биоэкологии.  Рига,  1982. С. 59-72.

Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М.,1996.

*Лима-де-Фариа А. Эволюция без отбора. Автоэволюция формы и функции. М., 1991

Липкин А.И. Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. М.: Вузовская книга, 2001; или Липкин А.И. Модели современной физики (взгляд изнутри и извне). М.: Гнозис, 1999

*Любищев А.А. Понятие номогенеза. // Природа, 10 (1973).

*Любищевские чтения. Ульяновск. 1997 (статьи по эволюционизму А.А.Любищева, Ю.В.Чайковского и др.)

Мансуров А.Н., Мансуров Н.А.Физика. 10-11. Учебник для школ с гуманитарным профилем обучения. М., 1999.

Мостепененко А.М. Пространство и время в мега-, микро- и макро- мире. М., 1974.

На пути к теоретической биологии. Т.1. Пролегомены. М.: 1970.

Никифоров А.Л. Философия науки: история и методология. М., 1998.

Общая биология. Учебник для 10-11 классов школ с углубленным изучением биологии (под ред. Проф. А.О.Рувинского) М., 1993.

*Онтогенез. Эволюция. Биосфера. М., 1989 (статьи С.Э. Шноля (сс.215-222) и М.В.Волькенштейна (сс.228-240)

Основы общей биологии (под ред. Э.Либберта; пер. С нем.). М.,1989.

Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. М., 1989.

Позитивизм и наука. М., 1975

*Проблемы методологии постнеклассической науки. М., 1992

Проблемы современной физики. Гравитационный парадокс. Замедление времени. Принцип Маха. (сб. Статей, составленный и прокомментированный О.А.Быковским) Алма-Ата, 1995.

Розин В.М.  Специфика  и  формирование  естественных, технических и гуманитарных наук. Красноярск:,1989.

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М., 1997 (разделы о теории относительности, биологии, химии).

Русский космизм (Антология философской мысли). М., 1993.

*Самосознание европейской культуры ХХ века. М., 1991.

Селье Г. На уровне целого организма. М., 1972.

*Серебровская К.Б. Сущность жизни: история поиска. Кн.1. I., 1994.

*Современная западная философия. Словарь. М., 1991.

Соловьев Ю.И. История химии (Развитие химии с древнейших времен до конца XIX в.). М., 1983.

Соловьев Ю.И., Трифонов Д.Н., Шамин А.Н. История химии (Развитие основных направлений современной химии). М., 1984.

Степин В.С. Становление идеалов и норм постнеклассической науки. // Проблемы методологии постнеклассической науки. М.,1992.

Степин В.С. Философская антропология и философия науки. М.,1992.

Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. СПб., 1995.

Теоретическое и эмпирическое в современном научном познании. М., 1984.

Тинберген Н. Социальное поведение животных. М., 1992.

Урманцев Ю.А. Природа адаптации. // Вопросы философии, N 12 (1998)

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 4, М., 1965, гл. 44, 45.

Фигуровский Н.А. Очерк общей истории химии. Т.1. От древнейших времен до начала XIX в. М., 1969. Т.2. Развитие классической химии в XIX столетии. М., 1979

*Физика XIX-XX вв. в общенаучном и социокультурном контекстах. Физика XIX века. М. : Наука,1995, сс.117-194.

Фок В.А. Критика взглядов Бора на квантовую механику. // Философские вопросы современной физики. М., 1958.

*Франкфурт У.И., Френк А.М. У истоков квантовой теории. М.,1975.

Шамин А.Н. История биологической химии. Формирование биохимии. М., 1983.

Швырев В.С. Теоретическое и эмпирическое  в  научном познании. М., 1977. Он же. Научное познание как деятельность. М.,1984

Энгельгардт В.А. Познание явлений жизни. М., 1984.

Яблоков А.В. Юсуфов А.Г. Эволюционное учение (Дарвинизм) М., 1989.

 


5. СПИСОК КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ

1.      Что такое неявный и явный типы определения понятий (на примере геометрии Евклида и физики)?

2.      Каково место "первичных идеальных объектов" (ПИО) и "ядра раздела науки" (ЯРН) в структуре естественной науки?

3.      Различение фаз «создания» и «использования" в развитии науки?

4.      Какова галилее-ньютоновская структура ядра раздела физики? 

5.      Каковы основные ПИО, и измеримые величины в механике, гидродинамике, электродинамике? Что в них является физической системой, а что состоянием физической системы?

6.      В чем специфика непрерывной среды, волн, частиц, поля на уровне ПИО?

7.      Что такое физика (что определяет ее специфику)?

8.      Из какого парадокса рождается специальная теория относительности (СТО)? Как этот парадокс разрешался у А. Эйнштейна?

9.      Перечислите основные кинематические эффекты СТО. Из какого постулата Эйнштейна они вытекают?

10.  Место четырехмерного пространственно-временного континуума в СТО и ОТО? Пример явления гравитационного коллапса.

11.  В чем суть парадокса "волна-частица"?

12.  Что такое волновая функция?

13.  Постулаты М.Борна и место вероятности в квантовой механике?

14.  Что такое  "принцип неопределенности" Гейзенберга и "принцип дополнительности" Бора?

15.  Что такое метод "затравочной классической модели"?

16.  Каково место измерения и «наблюдателя» в квантовой механике? Пример "кота Шредингера"?

17.  Что является системой и что состоянием в термодинамике и статистической физике?

18.  Каковы основные элементы модели молекулярной теории теплоты?

19.  По каким основаниям синергетика противопоставляется термодинамике и статистической физике (молекулярно-кинетической теории)?

20.  Что такое нелинейная среда? Что такое пороговый эффект?

21.  Что такое "динамическая структура"?

22.  В чем суть проблемы непредсказуемости поведения в нелинейных системах?

23.  Основные ПИО в химии?

24.  Существует ли измерение в химии и что оно из себя представляет?

25.  Каковы процедуры измерения одновременности и времени в СТО?

26.  Каковы основные особенности взглядов Декарта и Локка (рационализма и эмпиризма) на научное знание?

27.  Каковы основные особенности взглядов Бэкона и Галилея на научное знание? В чем состоит различие между "реализмом" и "конструктивизмом"?

28.  Каковы основные моменты логической критики эмпиризма Юмом и Поппером? Проблема истины у К.Поппера.

29.  В чем суть тезисов о несоизмеримости теорий Т.Куна и об отсутствии решающего эксперимента?

30.    Каковы основные моменты модели науки и ее развития у Т.Куна?

31.  В чем различие между редукционизмом и антиредукционизмом в понимании сущности жизни?

32.    В чем проявляется нелинейная структура и пластичность генома?

33.  Какая информация записана в геноме?

34.    Почему организм следует понимать как процесс?

35.  В чем заключается проблема морфогенеза?

36.    Как генетическая информация связана с формированием многоклеточного организма из оплодотворенной яйцеклетки?

37.  Что такое гипотеза панспермии?

38.    Каковы современные представления о происхождении жизни абиогенным путем?

39.  Как происходит биологическая эволюция согласно современному дарвинизму (синтетической теории эволюции)?

40.     Какие теории эволюции, альтернативные дарвинизму, Вы знаете?

41.  К чему в основном сводится критика дарвинизма в настоящее время?

42.    Как может передаваться информация внутри организма и между различными организмами?

43.  Какие биологические факторы влияют на поведение человека?

44.   Что такое экосистема и что такое биосфера? 

      45. Что такое ноосфера согласно В.И. Вернадскому? 

 


[1] Звездочкой отмечены книги и статьи, на которые следует обратить особое внимание.


 
© 2001-2006 Moscow Institute of Physics and Technology (State University)
Developing: Center of Pre-University Education «Phystech-Center».
Site created with ARP-technology
Рейтинг сайтов  Arp.site