1. Цели и задачи дисциплины

Цели изучения дисциплины:

• формирование представлений о естественнонаучной картине мира;

• воспитание основных приемов познавательной деятельности, без которых не может обойтись ни один специалист.

Задача дисциплины - научить будущего специалиста систематизации и структуризации знаний для выявления в огромном потоке информации фундаментальных закономерностей и универсальных принципов.

Дисциплина “Концепции современного естествознания” - одна из первых общих естественнонаучных дисциплин в подготовке будущих специалистов и основывается на знаниях математики, физики, химии, биологии, географии и астрономии, полученных студентами в средней школе.

2. Содержание дисциплины

Тема 1. Естественная и гуманитарная культуры. Панорама современного естествознания

Проблемы двух культур. Научный метод. Предмет и цели естествознания. Общий ход развития и история естествознания. Классификация проблем естествознания. Особенности эволюционно - синергетической парадигмы науки.

Тема 2. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро- и мегамиры

Физический вакуум. Ядра и элементарные частицы. Атомы и молекулы. Микроскопические тела. Макроскопические тела. Звезды. Галактики. Метагалактика.

Тема 3. Теории относительности

Система Миров Ньютона и Эйнштейна. Колебательные процессы. Волновые процессы. Их основные свойства и характеристики. Преобразования Галилея и Лоренца. Искривление пространства-времени в общей теории относительности.

Тема 4. Фундаментальные взаимодействия

Гравитационное, слабое, электромагнитное и ядерное (сильное) взаимодействия. Теория суперобъединения фундаментальных взаимодействий - голубая мечта физиков.

Тема 5. Симметрии пространства-времени и законы сохранения

Законы сохранения массы-энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда и их связь с симметриями пространства-времени.

Симметрия в живой и неживой природе.

Тема 6. Квантовая физика

Крушение классической парадигмы. Квантовая гипотеза М. Планка. Фотоэлектрический эффект. Корпускулярно-волновой дуализм. Волны де Бройля. Волновая функция и ее физический смысл. Принцип дополнительности Бора. Принцип суперпозиции. Принцип неопределенности Гейзенберга. Соотношение неопределенности и детерминизм в квантовой механике.

Тема 7. Динамические и статистические закономерности в сложных системах

Термодинамика, статистическая механика и квантовая механика. Исследование сложных систем с привлечением аппарата теории вероятности.

Тема 8. Законы термодинамики

Первое начало термодинамики и законы сохранения энергии в макроскопических процессах. Второе начало термодинамики. Принцип возрастания энтропии. Статистический смысл второго начала термодинамики. Стрела времени. Связь энтропии и информации.

Тема 9. Порядок и хаос в природе

Сценарии образования хаоса из порядка. Диссипативные структуры. Бифуркации, нарушение симметрии. Термодинамика необратимых процессов вдали от состояния теплового равновесия.

Тема 10. Основы химических процессов

Химические системы, химическая кинетика, энергетика химических процессов и реакционная способность веществ.

Тема 11. Биологический уровень организации материи

Основные отличия живого от неживого. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция. Эволюция: изменчивость, наследственность и естественный отбор. Разум и жизнь. Физиология, психология, социальное поведение, экология и здоровье человека. Эмоции, творчество, работоспособность. Биоэтика. Человек, биосфера и космические циклы. Ноосфера. Принципы универсального эволюционизма и путь к единой культуре.