Тема 4. Пространство и время.

Концепция пространства и времени в механике И. Ньютона. Современные представления о пространстве. Измерения пространства. Геометрия пространства.

Время. Стрела времени. Прошлое и будущее с точки зрения естествознания. Обратимые и необратимые процессы. Время в теории относительности Эйнштейна. Относительность одновременности.

Тема 5. Основные проблемы современной космологии.

Современные представления о Вселенной. Единицы измерения в астрономии. Структура галактик. Галактика. Модели образования Вселенной. "Большой взрыв". Химический состав вещества во Вселенной Расширяющаяся Вселенная. Красное смещение.

Звезда. Эволюции звезд. Характеристики звезд: расстояние, масса, светимость, температура, размер, химический состав. Методы измерения характеристик звезд. Солнечная система. Планеты Солнечной системы. Представления об образовании планет Солнечной системы. Малые тела Солнечной системы. Кометы, астероиды, метеоры и метеориты. Проблема астероидной опасности.

Тема 6. Основы химической картины мира.

Становление и развитие химии как науки о превращениях веществ. Строение и взаимодействие химических элементов. Химические системы, энергетика химических процессов. Химическая реакционная способность веществ. Классическая атомно-молекулярная химическая концепция. Постклассическая химия и ее тесная взаимосвязь с квантовой механикой. Эволюционная химия как перспективный путь развития химической науки.

Тема 7. Концептуальные основы современной биологии.

Место биологии в системе наук. Проблема интеграции биологического знания.

Особенности биологического уровня организации материи; принципы воспроизводства и развития живых систем. Многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы. Определение живого: способность к получению и хранению информации, самовоспроизводству и самообновлению. Гипотеза Опарина-Холдейна. Биологические молекулы: ДНК, ферменты. Молекулярные механизмы живых организмов. Метаболизм, многообразие его механизмов и их эволюция. Фотосинтез - основа энергетики биосферы. Клетка - функциональная единица живого. Наследственность и изменчивость организмов. Цикличность процессов жизнедеятельности, биологические часы. Биологическое время. Биологический смысл смерти.

Тема 8. Биология и генетика.

Генетика и эволюция. Строение ДНК. Генетический код. Синтез белка и его механизм. Генетическая и клеточная инженерия. Клонирование. Геном человека. Три закона Менделя. Правило Харди-Вайнберга.

Тема 9. Концепция биосферы и основы экологии. Ноосфера.

Биосфера как геологическая оболочка Земли. Границы биосферы. Биосфера как экологическая система. Среда обитания, условия жизни, экологический фактор. Типы экологических факторов. Энергия в экологической системе Круговорот вещества на Земле. Пищевая цепь. Биогеохимический цикл. Предпосылки возникновения на Земле органического вещества. Предбиологическая эволюция органического вещества. Биогеохимические принципы эволюции биосферы. Надорганизменные структуры жизни. Популяция. Биоценоз. Биогеоценоз. Биологический вид как особое явление органической природы. Биосфера и космические циклы. Ноосфера – сфера разума.