- •Краткий обзор дисциплины «концепции современного естествознания»
- •Тема 1.
- •Естествознание как единая наука о природе
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 2. Характеристика естественно научного познания
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 3. Важнейшие этапы развития естествознания
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 4. Концепция относительности пространства и времени
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 5. Строение материального мира
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 6. Взаимодействия и движение структур мира
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 7. Основные закономерности микромира
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 8. Концепции вещества и энергии
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 9. Состав, структура и взаимопревращения веществ
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 10. Природа мегамира
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 11. Характер естественно-научных закономерностей природы
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 12. Происхождение и эволюция вселенной
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 13. Происхождение и эволюция небесных тел, земли
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 14. Концепции происхождения жизни
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 15. Эволюция живой природы
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 16. Концепция происхождения и эволюции человека
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 17. Человек
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 18. Учение о биосфере и экологии
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 19. Методы современного естествознания
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 20. Самоорганизация в природе
- •Вопросы для контроля знаний
- •Тема 21. Современное естествознание и будущее науки
- •Вопросы для контроля знаний
- •Правила оформления курсовых работ и решения задач
- •Перечень вариантов задач по курсу дисциплины
- •1. Человек во Вселенной. Характерные масштабы расстояний, интервалов времени и энергий в природных процессах. Инструменты исследования.
- •2. Связь науки с философией. Роль математики. Проблемы бесконечностей. Понятие предела. Производная и дифференциал. Разложение функций в ряды.
- •3. Динамика Ньютона. Операции с векторными величинами. Законы cохранения и их связь со свойствами времени и пространства.
- •4. Оптика физиологическая, геометрическая и волновая.
- •5. Электромагнетизм. Электростатика
- •6. Основы общей химии
- •Правила оформления курсовой работы
- •Правила оформления списка литературы
- •Примерный перечень тем курсовой работы
- •Выдающиеся учёные-естествоиспытатели
- •Перечень вопросов для подготовки к экзамену (зачету)
- •Список литературы
Вопросы для контроля знаний
Чем отличаются универсальные законы от статистических?
Почему лапласовский детерминизм оказался несостоятельным?
Почему причинность не совпадает с детерминизмом в целом?
Как можно было бы определить современный детерминизм?
Какие процессы называются обратимыми?
Что выражает первый закон термодинамики?
Дайте простую формулировку второго закона термодинамики.
Как можно сформулировать этот же закон с помощью понятия энтропии?
Как происходит эволюция в закрытых системах?
Кто впервые выдвинул идею "тепловой смерти Вселенной" и в чем ее несостоятельность по современным представлениям?
Как происходит самоорганизация в открытых системах?
Тема 12. Происхождение и эволюция вселенной
Космологическими проблемами вынуждали заниматься возникшие парадоксы — фотометрический, гравитационный и термодинамический, которые были разрешены в модели расширяющейся Вселенной. Расширение Вселенной было установлено Э. Хабблом, сравнивая скорости разбегания, измеренные по красному смещению в спектрах галактик расстояния до них.
Эйнштейн при работе над общей теорией относительности не знал о красном смещении в спектрах и расширении Метагалактики, поэтому исходил из идеи о стационарной Вселенной. Уравнения, полученные Эйнштейном, были детально исследованы де Ситтером и Фридманом. Последний нашел три модели развития Вселенной, определяемые средней плотностью вещества в ней.
Леметр связал эти модели с данными астрономических наблюдений и пришел к проблеме "начала" из точки, а также первоначальных условий, в которой находилась Вселенная. Эти условия характеризуются наличием высокой температуры и давления в сингулярности, в которой была сосредоточена материя. Их называют Большим взрывом. Такое допущение вполне согласуется с установлением расширения Вселенной, которое могло начаться с некоторого момента, когда она находилась в очень горячем состоянии и постепенно охлаждалась по мере расширения.
Гамов разработал модель горячей Вселенной, которую назвал космологией Большого взрыва. Теория получила подтверждение после открытия фонового излучения, которое осталось со времени Большого взрыва и названо реликтовым. Так была повержена теория стационарной Вселенной, разрабатываемая Ф. Хойлом.
По мере расширения и охлаждения во Вселенной происходили процессы разрушения существовавших раньше симметрий и возникновения на этой основе новых структур.
Гут и Линде разработали разные варианты первых долей секунды после "начала", называемые моделями инфляционной, или раздувающейся, Вселенной.
Дальнейшее развитие Вселенной разделяют на четыре эры: адронную, лептонную, излучения и вещества. В адронную и лептонную эру, продолжавшуюся 10 с, температура Вселенной после взрыва упала до 6 млрд градусов и образовался основной химический состав вещества Вселенной, состоящий из 75% водорода и 25% гелия. На стадии излучения происходило непрерывное превращение вещества в излучение и, наоборот, излучения в вещество. Вследствие этого между веществом и излучением сохранялась симметрия.