КСО.задания к семинарам

1. Гуманитарная и естественнонаучная культуры. Наука как форма познавательной деятельности. Предмет естествознания. Естественнонаучная картина мира (ЕНКМ).

Основное содержание темы
Естествознание как часть мировой культуры. Научный метод познания и его особенности. Модельный характер научного описания. Предмет естествознания. Естественнонаучная картина мира. Мир в его многообразии проявлений. Пространственные, временные и энергетические масштабы Метагалактики. Принцип причинности и понятие случайности. Субстанциональная и реляционная модели пространства и времени. Периодизация естествознания. Виды научной рациональности.
Основные понятия
Естествознание. Культура. Наука. Научный метод. Объект исследования. Предмет исследования. Модельность. Онтологизация. Закон. Случайность. Детерминизм. Корреляция. Эмпирический уровень познания. Теоретический уровень познания. Эмпирический факт. Теория. Гипотеза. Эксперимент. Наблюдение. Измерение. Верификация. Фальсификация. Естественнонаучная картина мира. Дополнительность. Эволюция. Пространство, время, движение, материя, взаимодействие. Научная рациональность.
Ключевые фразы
Научный метод = Эксперимент + Рассуждения + Математический формализм
Естествознание = Из чего все? + Что есть жизнь и разум? + Где? Когда? Каким образом? + Что было и будет?
Мир разнообразен, сложен, динамичен, закономерен, целостен, един.
Вопросы
Перечислите и сделайте сравнительный анализ различных форм познавательной деятельности человека.
Перечислите особенности научного метода познания.
Что такое модель объекта, модель явления? Чем модель отличается от своего прообраза? Что понимают под эвристичностью модели? Объясните, что понимают под онтологизацией моделей. Кто такой «сферический конь в вакууме»?
Опишите на конкретных примерах гипотетико-дедуктивный метод познания как движение от эмпирического факта к гипотезе, затем к выводу следствий и их экспериментальной проверке.
Поясните на конкретных примерах определения различных форм эмпирического уровня познания.
Поясните на конкретных примерах определения различных форм теоретического уровня познания.
В чем суть принципов фальсификации и верификации?
Сформулируйте суть идеи экспериментальной достоверности. О чьей достоверности идет речь? Поясните на примерах, в чем состоит проблема интерпретации результатов эксперимента. Что такое «теоретическая нагруженность» фактов?
Перечислите основные предметные области естествознания. Предметные области физики, химии, биологии, астрономии, геологии.
Что такое картина мира. Какого уровня общности бывают картины мира? Каковы составляющие естественнонаучной картины мира? Сравните их с содержанием предметной области естествознания.
Специфические признаки нашего мира, присущие различным картинам мира (от мифологической до естественнонаучной).
Пространственные, временные и энергетические масштабы Метагалактики.
Смысл понятия движения. Рост, развитие, эволюция.
В чем суть идеи причинно-следственных связей в естествознании? Приведите примеры ее проявления на конкретных примерах. Какими бывают причинно-следственные связи?
Что отражает понятие «закон природы»?
Детерминизм и динамические законы. Что понимают под функциональной зависимостью?
Случайность и статистические законы. Что такое статистическая корреляция? О корреляции каких величин в естествознании можно говорить? В чем состоит отличие корреляции от функциональной зависимости?
Периодизация естествознания и типы научной рациональности. Классическое и неклассическое естествознание.
Тесты
1. Эмпирический уровень познания:
Уровень познания, связанный с непосредственным чувственным взаимодействием исследователя и объекта науки.
Уровень познания, связанный с непосредственным применением на практике результатов, полученных на основе теоретического познания.
Уровень познания, не опирающийся на непосредственное взаимодействие с объектом исследования, но учитывающий индивидуальные особенности объекта исследования.
Уровень познания, связанный с оперированием идеальными объектами.
2. На каком уровне познания используются такие научные методы как наблюдение, эксперимент, измерение:
Эмпирическом
Теоретическом
Рациональном
Обыденном.
3. Укажите утверждение, не являющееся описанием особенностей теоретического уровня познания:
На данном уровне познания отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектами.
Объект на данном уровне научного познания может изучаться только в мысленном эксперименте.
Этот уровень познания направлен на формирование законов, которые отвечают требованиям всеобщности и необходимости, т.е. действуют везде и всегда.
Результатами данного вида познания становятся научный факт, представления, феноменологические законы.
4. Укажите две главные особенности научного знания:
объективность;
зависимость от личности исследователя;
системность;
историческая обусловленность.
5. Достоверность, точность, прогностичность - свойства:
религиозного знания
научного знания
мифологического построения
философского обобщения.
6. Выберите две ситуации, описывающие использование научного эксперимента как метода эмпирического уровня познания:
Изучение процесса и результатов столкновения пучков элементарных частиц в ускорителе.
Исследование рентгеновского излучения, полученного от пары «нормальная звезда – черная дыра».
Исследование взаимодействия вирусов, внедренных во внутриклеточное пространство, с веществом клетки.
Изучение соотношения численности различных видов живых организмов в определенном биогеоценозе.
7. Укажите два отличия научного наблюдения от наблюдения на обыденном уровне:
целенаправленность,
планомерность,
долговременность
инструментальная оснащенность.
8. С современных позиций любой измерительный прибор (при правильном его использовании) дает информацию:
о состоянии самого прибора на момент измерения;
о состояния исследуемого тела на момент измерения;
о состоянии прибора, совпадающим на данный момент с состоянием исследуемого тела.
о случайном положении индикатора (стрелки) прибора, не имеющего отношения ни к состоянию прибора, ни к состоянию исследуемого тела.
9. Укажите соответствие между общенаучным методом и его определением:

разделение объекта мысленно или реально на составные части

Дедукция
соединение воедино составных частей изучаемого объекта

Индукция
мысленные представления в форме тех или иных воображаемых моделей

анализ
Движение мышления от общего к частному

синтез
движение мышления от частного к общему

10. Абстрагирования – это:
мысленное отвлечение от несущественных признаков, свойств изучаемых объектов
мысленное включение всех свойств, признаков при моделировании изучаемых объектов
реальное изображение изучаемых объектов
11. Любая научная теория имеет границы применимости, так как:
Абсолютное знание невозможно, человек не может познать мир во всем его многообразии.
Каждая конкретная теория описывает законы определенной области Вселенной и не применима в других ее областях, так как там действуют другие законы.
Каждая конкретная теория описывает свойства определенных идеальных объектов, свойства которых накладывают ограничения на возможность применения этой теории к идеальным объектам с другим набором свойств.
12. Определение естествознания:
система естественнонаучных знаний о природе как целостном объекте
совокупность всех естественных наук.
система самых общих естественнонаучных и гуманитарных представлений о природе
система взглядов, принципов, оценок и убеждений, определяющая отношение к окружающей действительности и характеризующая видение мира в целом и место человека в этом мире.
13. Укажите правильное определение математики:
наука о Вселенной, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем.
наука о количественных отношениях и пространственных формах действительного мира.
наука о взаимоотношениях животного с окружающей средой
наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности, определяющие структуру и эволюцию материального мира.
14. Укажите правильное определение астрономии:
наука, объясняющая всё, относящееся к порядку и мере, не входя в исследование никаких частных предметов.
комплекс наук о составе, строении, истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых.
наука о движении, строении и развитии небесных тел и их систем, вплоть до Вселенной в целом.
наука об основных принципах организации и функционировании различных надорганизменных систем.
15. Укажите правильное определение физической географии как естественнонаучной дисциплины:
наука о природе в самом общем смысле.
единый комплекс наук, изучающих географическую оболочку Земли и акцентирующихся на выявлении ее пространственно-временных закономерностей.
раздел биологии, который изучает взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания, затрагивая лишь ту их сторону, которая обусловливает развитие, размножение и выживание особей, структуру и динамику популяций и сообществ.
наука, в которой классифицируются и описываются живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.
16. Химия – это:
учение об отношениях между объектами, о которых ничего не известно, кроме описывающих их некоторых свойств, именно тех, которые в качестве аксиом положены в основание теории.
наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира.
наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций, а также фундаментальных законах, которым эти превращения подчиняются.
Изучение физического строения небесных тел, т.е. исследование химического состава и физических условий (плотности, температуры и т.п.) на поверхности и в недрах небесных тел.
17.Физика - это:
наука, предоставляющая возможность исчисления моделей, приводимых к стандартному (каноническому) виду.
наука, изучающая вещество (материю) и энергию, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.
одна из естественных наук, предметом которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой.
наука о свойствах, составе и качественном превращении различных веществ.
18. Биология – это наука:
о наиболее общих свойствах Вселенной;
обо всех аспектах жизни, в частности, структуре, функционировании, росте, происхождении, эволюции и распределении живых организмов на Земле;
о происхождении и развитии, т.е. возможной дальнейшей судьбе отдельных небесных тел и их систем;
о природе как едином целом, или система естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое.
19. Экология – это:
законы и закономерности размещения и взаимодействия компонентов географической среды и их сочетаний на разных уровнях.
наука о жизни (живой природе),
наука о нахождении решений аналитических моделей средствами формальных преобразований
комплексное научное направление, которое обобщает, синтезирует данные естественных и социальных наук о природной среде и взаимодействии ее с человеком и человеческим обществом
20. В отличие от других форм познания естественнонаучные методы познания достигают:
отражения действительности на уровне восприятия, основанном на иррациональном наглядно-действенном мышлении;
отражения действительности на уровне ощущения, основанном на нерациональном наглядно-понятийном мышлении;
отражения действительности на уровне осмысления, основанном на рациональном понятийном мышлении;
отражения действительности на уровне осмысления, основанном на пострациональном наглядно-понятийном мышлении;
21. В отличие от других форм познания, в научной деятельности:
познающий человек находится внутри познавательного процесса и является его неотъемлемым и обязательным участником, чьи индивидуальные личностные особенности определяют итоговую, складывающуюся в процессе познания, картину мира;
познающий человек создает условия, способствующие максимально возможному исключению его из исследуемых процессов для выработки независимых от человеческой личности и его индивидуальных особенностей объективных результатов познавательной деятельности;
отсутствуют строгие логические построения и превалирует опора на эмоциональное воздействие на подсознательное сферы человеческой психики;
важную роль играют теоретические методы и подходы, рассуждения построены на законах логики. Процесс познания – это сложный путь формирования понятий и связей между ними.
22. Найдите одно неправильное утверждение. Отличие естественнонаучного объяснения от мифологического и религиозного в том, что оно:
не содержит чувственно-образных и символических представлений, составляющих систему рациональных и иррациональных элементов.
не основывается на вере в сверхъестественные, иррациональные сущности.
не опирается на традиционные представления о мире, свойственные данному типу цивилизации;
не считает необходимым подвергать экспериментальной проверке результаты, полученные на основе теоретических методов в фундаментальных разделах естествознания.
23. Укажите два верных утверждения. Особенностями научного метода, в отличие от художественного отражения действительности, являются:
Использование эмпирико-рациональных методов получения знаний и существование специальных правил рассуждения, обобщений и выводов.
Использование художественно-практических методов получения знаний и нестрогое следование специальным правилам рассуждения, обобщений и выводов.
Поиск наиболее общих количественно формулируемых законов природы, которые можно выразить специально созданным языком символов.13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Поиск наиболее общих качественно формулируемых законов природы, которые можно выразить специально созданным языком образов.
24. Верификация – это методологический принцип, который:
Говорит о вынужденной необходимости принимать на веру определенную долю научного знания;
Предполагает необязательность экспериментальной проверки современных теоретических построений;
Требует постановки подтверждающего эксперимента;
Требует постановки опровергающего эксперимента.
25. Модель – это обобщенный образ объекта, который содержит:
Все стороны данного объекта;
Некоторые особенности данного объекта;
Существенные свойства моделируемого объекта
26. Онтологизация модели – это:
Создание материальной модели некоторого природного объекта.
Отождествление природного объекта с его теоретической моделью
Реализация особенностей модельных объектов в реальных конструкциях.
27. Принцип фальсификации – это методологическое требование, которое:
Считает необходимой возможность проведения опровергающего эксперимента для квалификации теории как научной;
Считает необходимой возможность проведения опровергающего эксперимента для квалификации теории как истинной;
Считает необходимой возможность проведения подтверждающего эксперимента для квалификации теории как научной;
Считает необходимой возможность проведения подтверждающего эксперимента для квалификации теории как истинной.
28. Идея дополнительности означает:
Существование двух взаимоисключающих наборов понятий, которые только в единстве создают исчерпывающий образ объекта
Существование двух взаимоисключающих наборов понятий, которые только по отдельности создают исчерпывающий образ объекта
Существование двух взаимоисключающих наборов понятий, которые только в единстве создают ограниченный образ объекта
29. Корреляция - это:
Статистическая взаимосвязь двух или нескольких случайных величин
Единый целостный организм, в котором все взаимосвязано.
Отождествление результата научного знания о природе с самой природой.
Фон для событий, происходящих с объектом.
30. Научная рациональность - это совокупность правил, норм, образцов научно-познавательной деятельности, обеспечивающих научную истинность результата познания. Основными требованиями научной рациональности являются:
ориентация на объективность, устранение из содержания знаний субъективного, эмоционального и ценностного моментов;
частный характер и зависимость формулируемых наукой положений от конкретных обстоятельств;
доказательность любых выдвигаемых положений; организованный критицизм как стремление к проверке и установлению границ истинности любых выдвигаемых положений;
использование любых методов, приборов и других средств познания, которые позволяют получить хоть какую-нибудь информацию об объекте исследования.
31. С современных позиций любой измерительный прибор (при правильном его использовании) дает информацию:
о состоянии самого прибора на момент измерения;
о состояния исследуемого тела на момент измерения;
о состоянии прибора, совпадающем на данный момент с состоянием исследуемого тела.
о случайном положении индикатора (стрелки) прибора, не имеющего отношения ни к состоянию прибора, ни к состоянию исследуемого тела.
32. Измерение как научный метод – это:
процедура количественного сравнения какой-либо характеристики объекта исследования с соответствующими свойствами эталонного тела.
процедура качественного сравнения какой-либо характеристики объекта исследования с соответствующими свойствами эталонного тела.
процедура количественного сравнения всех характеристик объекта исследования с соответствующими свойствами эталонного тела.
процедура количественного сравнения какой-либо характеристики объекта исследования с соответствующими свойствами любого другого тела.
33. Смысл субстанциальной концепции пространства и времени заключается в том, что:
пространство и время – не особые субстанциальные сущности, а формы существования материальных объектов;
пространство и время не существуют в реальности, но вводятся для описания объективной реальности;
пространство и время – абсолютные системы отсчета, существующие независимо от наличия в них материальных объектов;
пространственные и временные характеристики зависят от движущихся относительно друг друга материальных систем.
34. Наличие органичной связи между свойствами пространства и времени, образующих пространственно-временной континуум, как форму существования материальных объектов – это:
субстанциальная концепция пространства и времени;
реляционная концепция пространства и времени;
динамическая концепция пространства и времени;
статическая концепция пространства и времени.

Рекомендуемая литература
Основная:
Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть I. Физика, химия, синергетика. Курс лекций. М.РГГУ. 2006.
А.Д. Суханов, О.Н. Голубева. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2006 г.
Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. Учебное пособие, М., Оникс 21 век, 2003.
Дополнительная:
Сноу Ч.П. Портреты и размышления. М., Изд. "Прогресс", 1985 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Поппер К. Логика и рост научного знания. М.: Прогресс.1983. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ. М.: Медиум. 1995. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Степин В.С., Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Философия и методология науки. М.,1996.
Фейнберг Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке. М., 1992.
Хорган Дж. Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки. СПб., 2001.

Рекомендуемые Интернет-ресурсы
Видеоматериалы:
«Математик и черт» (реж. С.Райтбурт) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1 часть), [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (2 часть).

Тема № 2. ЕНКМ на основе классического естествознания.

Основное содержание
Модели классической версия ЕНКМ: корпускулы и континуума. Основные характеристики и типы движений. Характер причинно-следственных связей. Лапласовский детерминизм. Динамические закономерности. Фундаментальные воздействия в классической физике - гравитационное и электромагнитное. Дальнодействие и близкодействие. Законы классической механики (закон всемирного тяготения, 3 закона Ньютона) и электродинамики (4 уравнения Максвелла). Принцип редукции. Небулярная модель. Классические модели химии и биологии. Теория элементов. Теория строения вещества. Стехиометрические законы химии. Периодический закон. Клеточная теория. Закономерности живой природы. Точность измерения и человек «наблюдающий».

Основные понятия
Корпускула. Континуум. Инерциальная система отсчета. Инерция. Гравитация. Масса. Сила. Ускорение. Поступательное движение. Вращательное движение. Колебательное движение. Волна. Интерференция. Дифракция. Поляризация. Электрический заряд. Электромагнитное поле. Электромагнетизм. Шкала электромагнитных волн. Редукционизм. Лапласовский детерминизм. Дальнодействие. Близкодействие. Атом. Молекула. Химический элемент. Клетка. Органеллы.

Ключевые фразы
Классическая ЕНКМ:
1. Либо частицы, либо поля.
2. Случайность событий – результат незнания.
3. Прибор не влияет на измерение.
4. Мир – огромный механизм.

Вопросы
Как отвечали на вопрос «Из чего все?» натурфилософы древности и ученые, которые являлись представителями классического естествознания?
По какому признаку в классическом естествознании происходит разделение объектов реальности на разные типы?
Опишите основные особенности модели корпускулы.
Опишите основные особенности модели континуума.
Явления дифракции и интерференции как проявление волнового характера движения объекта.
Каковы причины движения и его изменения по представлениям натурфилософов древности; ученых классического естествознания? Что такое инертность и инерция? Что такое инерциальные системы отсчета?
Содержание законов И.Ньютона.
Что регламентируют законы сохранения.
Каковы причины взаимодействия объектов природы по представлениям классического описания? Влияет ли наличие одного взаимодействия на возможность реализации другого? Какими свойствами должны обладать объекты, чтобы была возможность участвовать в этих взаимодействиях?
Каковы возможные механизмы передачи взаимодействия?
Опишите особенности гравитационного взаимодействия. Закон всемирного тяготения И.Ньютона.
Абсолютное пространство и абсолютное время И.Ньютона. Обратимость механических процессов.
Опишите особенности электромагнитного взаимодействия. В чем суть уравнений Дж.Максвелла?
Свойства электромагнитного поля. Шкала электромагнитных волн.
Что понимают под детерминистической картиной мира? Что такое динамический закон? Есть ли место случайности в классическом естествознании? «Лапласовский детерминизм».
Что такое принцип редукции? Можно ли получить полную информацию об объекте, изучая по отдельности его составляющие? Сформулируйте смысл понятия целостности. Объясните, что понимают под целостностью природы? Что такое холизм?
Принцип редукции в химических моделях классического естествознания. Стеохимические законы классической химии.
Принцип редукции в биологических моделях классического естествознания. Клетка как атом жизни.
Универсальность законов природы и принцип экстраполяции в классической космологии. Модель однородной, бесконечной и стационарной Вселенной. Космологические парадоксы.
Концепция классического измерения. Оказывает ли влияние включение прибора на поведение изучаемой системы? Что понимают под идеальным прибором? Что такое эталон? Чем объясняются погрешности в реальных измерениях?
Границы возможного. Максимальные и минимальные разрешенные значения различных характеристик объектов. Фундаментальные константы.

Тесты
1. Укажите правильные признаки модели корпускулы:
имеет определенную локализацию (x,y,z,t) в пространстве и времени;
не является дискретным объектом;
характеризуется такими величинами, как масса, импульс, момент импульса, энергия, заряд;
может совершать поступательные, вращательные и колебательные движения.
2. Укажите неверные утверждения, неправильно описывающие модель континуума:
это пространственно-распределенный объект, не имеющий четкой локализации;
волновое движение – единственная форма движения континуума;
это модель, представляющая собой систему из огромного числа малых дискретных элементов;
с помощью модели континуума можно описывать упругие и неупругие соударения частиц.
3. Принцип целостности – это:
Существование двух взаимоисключающих наборов понятий, которые только в единстве создают образ объекта
Обладание объектом качественно иными свойствами, которых нет у отдельных его элементов.
Статистическая взаимосвязь двух или нескольких случайных величин
Нерасторжимое внутреннее единство объекта, в котором каждая часть проникает во все остальные и живет с ними одной жизнью.
4. Укажите неправильное утверждение. Редукционизм – это:
осознаваемая или неосознаваемая методологическая установка, направленная на сведение явлений одного порядка к явлениям качественно иного порядка (например, биологическое к химическому или физическому);
методологический принцип, согласно которому сложные явления могут быть полностью объяснены с помощью законов, свойственных явлениям более простым (например, социологические явления объясняются биологическими или экономическими законами);
методологический принцип, идущий от слов Аристотеля о том, что «целое больше, чем сумма его частей»;
методологическая установка, которая заключается в сведении целого к свойствам его частей.
5. Формулировки принципа относительности Галилея:
во всех инерциальных системах отсчета все физические явления происходят одинаково
во всех инерциальных системах отсчета все механические явления происходят одинаково
во всех системах отсчета все явления происходят одинаково
во всех неинерциальных системах отсчета физические явления происходят одинаково
6. Границы применимости законов И.Ньютона:
__________________________________________
___________________________________________
__________________________________________
_________________________________________
__________________________________________
_________________________________________
7. Смыслы (содержание) законов Ньютона (без использования формул):
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
8. Открытием закона ________________ было ликвидировано многовековое заблуждение Аристотеля о необходимости постоянной силы для поддержания равномерного движения.
инерции
всемирного тяготения
Архимеда
9. Лапласовский детерминизм – это _______________________________________
11. Укажите соответствия между формулировками гипотезы всемирного тяготения и их авторами:
Коперник
«Все небесные тела имеют притяжение, или силу тяготения, к своему центру, вследствие чего они не только притягивают собственные части и препятствуют им разлетаться, но притягивают также все другие небесные тела, находящиеся в сфере их действия». «Притягательные силы тем значительнее обнаруживают себя, чем ближе тело, на которое они действуют, находится от центра действия».

Кеплер
«Я думаю, что тяжесть есть не что иное, как некоторое стремление, которым божественный Зодчий одарил частицы материи, чтобы они соединялись в форме шара. Этим свойством, вероятно, обладают Солнце, Луна и планеты; ему эти светила обязаны своей шаровидной формой».

Гук
«Тяготение существует ко всем телам вообще и пропорционально массе каждого из них». «Тяготение, направляющееся к любой из планет, обратно пропорционально квадрату расстояний мест до центра их».

Ньютон
«Гравитацию, я определяю, как силу, подобную магнетизму  взаимному притяжению. Сила притяжения тем больше, чем оба тела ближе одно к другому».


12. Однородность пространства – это__________________________________________ _____________________________________________
13. Однородность времени – это_______________________________________________ ___________________________________________________________
14. Изотропность пространства – это___________________________________________ _____________________________________________
15. Сохранение в замкнутой системе тел суммарного момента импульса (сохранение параметров вращательного движения системы) связано с ________________пространства.
16.закон сохранения энергии связан с _________________________ времени, а с ________________________ пространства связан закон сохранения импульса.
17. В начале ХIХ века выяснилось, что между ______________ и магнетизмом существует глубокая связь.
18. Работы по ____________ положили начало крушению механистической картины мира.
19. ___________________- особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.
20. Скорость распространения электромагнитных волн совпадает со скоростью:
распространения звуковых сигналов
распространения света
движения электронов
21.Создателем теории электромагнитного поля является:
Дж.Максвелл
Г.Герц
Г.Ом
М.Фарадей
22. Расположите в порядке возрастания частот следующие диапазоны электромагнитного излучения:
рентгеновское излучение_______________________________________
видимый диапазон ____________________________________________
микроволновое излучение ______________________________________
ультрафиолетовое излучение ____________________________________
инфракрасное излучение ________________________________________

·-излучение ___________________________________________________
радиоволны ___________________________________________________
низкочастотное электромагнитное излучение _______________________
укажите, какие источники излучения соответствуют различным диапазонам.
23. Основные характеристики волны:
Масса
длина волны
энергия
частота
скорость
плотность энергии
координата
24. Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме:
300 тыс. км/с
300 млн. м/с
300 млрд. см/с
300 млрд. мм/с
25. Волновые представления о свете разрабатывались:
Ньютон, Эйнштейн, Бор
Гюйгенс, Френель, Юнг
Линней, Дарвин, Менделеев
26. Радужные бензиновые пленки на лужах связаны с явлением:
Дифракции;
Интерференции;
Фотоэффекта;
Отражения.
27. Светлое пятно в центре тени от маленького по размерам тела связано с явлением:
Преломления;
Дисперсии;
Дифракции;
Двойного лучепреломления.
28. Интерференция – это:
Наличие определенной плоскости колебания световой волы;
Перераспределение интенсивности света, связанное с наложением нескольких когерентных световых волн;
Зависимость скорости света в веществе и показателя преломления этого вещества от частоты света;
Явление огибания светом контуров непрозрачных предметов.
29. Приведите примеры явлений, наблюдающихся в обычной жизни, связанные с :
Интерференцией __________________________________________
Дифракцией ______________________________________________
Поляризацией _____________________________________________
Дисперсией _______________________________________________
30. Значение уравнений Дж. Максвелла в том, что они:
доказывают отсутствие мирового эфира как объективной реальности;
являются законченной теорией электромагнитных явлений;
предсказывают существование мирового эфира;
предсказывают существование электромагнитных волн.
31.Принцип дальнодействия предполагает:
распространение взаимодействия на конечные расстояния мгновенно и без посредников;
распространение взаимодействия на любые расстояния с конечной скоростью, осуществляемое специальными посредниками;
распространение взаимодействия на любые расстояния мгновенно и без посредников;
распространение взаимодействия на любые расстояния мгновенно, осуществляемое специальными посредниками.
32.Принцип близкодействия – базовый принцип:
в моделировании электромагнитного взаимодействия в электродинамике Максвелла;
в моделировании гравитационного взаимодействия в классической механике Ньютона;
в моделировании гравитационного взаимодействия в современных теориях гравитации;
в современных моделях для различных типов взаимодействий.
33. Что изменилось в описании мира после появления модели электромагнитного поля:
Принцип близкодействия/дальнодействия.
Принцип относительности Галилея/Эйнштейна.
Принцип инерции/принцип необходимости для движения внешнего воздействия.
Необратимость/обратимость всех механических процессов.
Детерминированное/статистическое поведение объектов.
Абсолютные пространство и время/пространственно-временной континуум как форма существования материи.
Дискретный/континуалистский характер движения.
Состояние системы есть совокупность однозначно/вероятностно заданных параметров.
Принцип редукции/принцип целостности.
Исследователь – сторонний наблюдатель/активный участник исследуемого процесса.

Рекомендуемая литература
Основная:
Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть I. Физика, химия, синергетика. Курс лекций. М.РГГУ – 2006.
Рекомендуемые Интернет-ресурсы
Видеоматериалы:
«Что там за пределами Земли?» (ВВС: «История науки», 1/6. 2010) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

Тема № 3. Специальная и общая теории относительности

Основное содержание
Пространственно-временные отношения событий. Преобразования скоростей Галилея и Лоренца для инерциальных систем отсчета. Постулаты СТО. Релятивистские эффекты. Масса и энергия. Принцип Маха. Основные идеи ОТО. Принцип эквивалентности Эйнштейна. Гравитация как координационный эффект. Эффекты ОТО. Границы применимости теорий. Принцип соответствия. Скорость света как мировая константа. Гравитационная постоянная как мировая константа. Роль мировых констант в построении целостной классической версии физической картины мира. Место классической версии картины мира в современной картине мира.
Основные понятия
Пространство. Время. Движение. Абсолютность. Относительность. Инерциальная система отсчета. Скорость света. Принцип относительности. Принцип инвариантности света. Сокращение длины. Замедление времени. Пространственно-временной интервал. Гравитационное поле. Пространственно-временной континуум. Искривление пространственно-временного континуума. Геодезическая. Принцип эквивалентности Эйнштейна. Гравитационная постоянная. Мировые (фундаментальные) константы. Искривление световых лучей. Красное гравитационное смещение. Перигелий Меркурия. Гравитационный коллапс. Черная дыра. Сингулярность. Классическая естественнонаучная картина мира.
Ключевая фраза
1. «Специальная теория относительности – теория о-о-очень быстрых движений»
2. «Общая теория относительности – новая теория гравитации».
Вопросы
Опишите мысленный эксперимент Галилея с закрытой каютой корабля. Что добавляется в этом эксперименте с позиции СТО.
Сформулируйте содержание первого постулата СТО и его область применения
Сформулируйте содержание второго постулата СТО.
Перечислите основные эффекты и следствия СТО. Были ли эти эффекты подтверждены экспериментально?
В чем заключается единство и связь четырехмерного континуума пространства-времени? Пространственно-временной инвариант.
Проиллюстрируйте конкретными примерами значение понятий абсолютность и относительность.
В чем заключается принцип соответствия. При каких условиях релятивистские эффекты становятся существенными?
От чего зависит наблюдение одновременности событий? Влияет ли выбор системы отсчета на очередность причинно-связанных событий во времени?
Энергия покоя и полная энергия тела. Классификация частиц по наличию массы, инвариантность массы.
Укажите причины, которые привели к пересмотру идей классической механики и проблемы тяготения.
Что такое инертная и гравитационная массы?
Опишите мысленные эксперименты Эйнштейна с телами в закрытом лифте.
Перечислите основные идеи ОТО.
Каким образом описывается механизм тяготения (гравитации) в ОТО?
Перечислите основные эффекты ОТО. Были ли эти эффекты подтверждены экспериментально?
Какими свойствами обладает пространство-время с позиции ОТО? От чего зависят эти свойства?
Есть ли границы применимости идей СТО и ОТО?
Применим ли к выводам и уравнения ОТО принцип соответствия?
С какими описательными и объяснительными проблемам сталкиваются эти теории, или проблем нет, так как их модели являются абсолютно адекватными устройству природы?
*Каково значение в мировой культуре идей СТО и ОТО? Получили ли эти идеи отражение в других формах деятельности человека (философии, искусстве, религии)?
Тесты
1. Специальная теория относительности базируется:
на принципе относительности Эйнштейна и принципе инвариантности скорости света в вакууме;
на принципе конечности скорости света и принципе относительности Галилея;
на принципе экспериментальной достоверности и принципе математизации;
на принципе неопределенности и принципе дополнительности.
2. Укажите утверждение, не соответствующее первому постулату специальной теории относительности (принципу относительности):
любые физические явления протекают одинаково в любых инерциальных системах отсчета;
любые законы природы инвариантны относительно преобразований Галилея;
никакими физическими экспериментами, проводимыми внутри системы, нельзя определить, покоится или движется равномерно прямолинейно данная система;
содержание физических законов и их формульная запись одинаковы для любых инерциальных систем отсчета.
3. Специальный принцип относительности применим к описанию:
только процессов передачи тепла;
систем отсчета, движущихся с ускорением;
любых физических явлений, происходящих в инерциальных системах отсчета;
только электромагнитных явлений.
4. Укажите два верных утверждения. Специальная теория относительности не применима к описанию:
тел, находящихся в сильных гравитационных полях;
физических явлений в инерциальных системах отсчета;
физических явлений в неинерциальных системах отсчета;
объектов микромира.
5. Инерциальные системы отсчета – это системы отсчета, которые движутся (два признака):
равномерно;
ускоренно;
прямолинейно;
по криволинейной траектории.
6. Принцип относительности Эйнштейна связан с расширением границ области применения:
принципа относительности Галилея;
принципа соответствия;
принципа неопределенности Гейзенберга;
принципа дополнительности Бор
7. Укажите два неверных с позиции СТО утверждения:
скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета;
скорость света в вакууме, как и скорость любого другого объекта природы, зависит от скорости движения источников и приемников света;
скорость света зависит от состояния мирового эфира – среды, колебания которой порождают электромагнитные и оптические явления;
скорость света конечна и определяет максимальное значение скорости передачи взаимодействия.
8. Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источников и приемников света. Это:
принцип инвариантности скорости света;
принцип неопределенности;
принцип относительности;
принцип соответствия.
9. Содержание второго постулата специальной теории относительности:
скорость света в вакууме инвариантна для всех систем координат, движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга;
свет проявляет свою волновую или корпускулярную природу в зависимости от вида системы отсчета (инерциальной или неинерциальной);
регистрируемая частота световой волны зависит от скорости и направления источника света;
скорость света в вакууме не может быть определена точно, так как невозможно учесть взаимодействие света с виртуальными частицами вакуума.
10. Предельная скорость передачи взаимодействия и информации равна:
скорости света в вакууме;
скорости реакции человека;
скорости чувствительности регистрационных приборов;
бесконечности.
11. В СТО обоснована относительность:
измеряемой длины тела и интервала времени;
законов природы;
знаний о законах природы;
самого факта движения.
12. Укажите два утверждения, верных с позиции СТО:
пространство и время образуют единый четырехмерный континуум;
время одномерное, пространство трехмерное;
пространство одномерное, время трехмерное;
пространство и время существуют независимо друг от друга
13. В теории относительности Эйнштейна время:
равноценная четвертая координата пространственно-временного континуума;
многомерно, абсолютно и не связано со свойствами материи;
является дополнительной условной координатой к трем пространственным координатам;
отражает порядок смены состояний объектов в восприятии человеком явлений природы.
14. Релятивистский эффект замедления времени отражает:
относительность интервалов времени в различных инерциальных системах отсчета;
относительность скорости света для различных систем отсчета;
наличие разных законов природы для быстрых и медленных (по сравнению со скоростью света) движений тел;
тот факт, что невозможно адекватное описание природных явлений.
15. Существование единого четырехмерного континуума пространства-времени является следствием:
специальной теории относительности Эйнштейна;
уравнений электродинамики Максвелла;
корпускулярной гипотезы Планка;
начал классической термодинамики.
16. С позиции специальной теории относительности:
пространство и время образуют единый четырехмерный континуум
пространство и время носят субъективный характер
пространство и время абсолютны и не связаны между собой
пространство и время описываются новыми дополнительными характеристиками.
17. Абсолютность пространства и времени и их существование как отдельных самостоятельных объектов отрицается:
специальной теорией относительности;
принципом относительности Галилея;
уравнениями Максвелла;
классической термодинамикой.
18. Пространство и время в специальной теории относительности:
абсолютны и существуют не зависимо от наличия в них материальных объектов;
суть формы существования материальных объектов, а не абсолютные сущности;
мысленные категории, содержание которых зависит от индивидуальных особенностей наблюдателя:
являются исключительно идеализированными объектами, не имеющими проекций в реальной области.
19. Укажите два верных утверждения. При скоростях, значительно меньших скорости света:
Формулы теории относительности переходят в формулы классической механики;
Релятивистские эффекты усиливаются;
Релятивистские эффекты становятся крайне незначительными;
Принципы относительности становятся неверными.
20. Физические явления сопровождаются релятивистскими эффектами:
при скоростях, близких к скорости света в вакууме;
при превышении движущимся телом скорости света в вакууме;
при движении в неинерциальных системах отсчёта со скоростью звука;
на борту реактивного самолета, движущегося со сверхзвуковой скоростью.
21. Согласно специальной теории относительности:
выбор системы отсчета не изменяет порядок причинно-связанных событий во времени;
относительность интервалов времени нарушает объективный характер причинно-следственных связей;
выбор системы отсчета влияет на очередность причинно-связанных событий во времени;
невозможно однозначное определение последовательности событий.
22. Специальная теория ___________ произвела революцию в нашем понимании пространства, времени и Вселенной:
относительности;
гравитации;
эволюции;
химического взаимодействия.
23. Утверждение об эквивалентности гравитационного поля и поля сил инерции является:
основополагающим принципом общей теории относительности (ОТО)
главным следствием специальной теории относительности
одним из основных следствий равновесной термодинамики
следствием закона сохранения массы в химических превращениях
24. Общая теория относительности постулирует:
одинаковое протекание физических процессов при одних и тех же условиях в любых системах отсчёта, как инерциальных, так и неинерциальных
невозможность нарушения причинно-следственных связей
принцип близкодействия при передаче взаимодействий
одинаковое протекание физических процессов при одних и тех же условиях в инерциальных системах отсчёта
25. Принцип эквивалентности утверждает, что (два ответа):
Никакими физическими опытами нельзя установить движется система с ускорением или покоится во внешнем гравитационном поле;
Инертная и гравитационная массы равны;
Все элементарные частицы имеют одинаковые значения всех характеристик
Вся Вселенная состоит из одинаковых галактик.
26. наличие сильных полей тяготения приводит к увеличению __________ пространства и замедлению _________________.
27. «Вещество говорит ____________ , как тому _________________ , а пространство говорит веществу, как тому двигаться»
28. В общей теории относительности сила гравитации рассматривается как проявление кривизны ____________________континуума..
29. Движение материальной точки в пространственно-временном континууме происходит согласно теории относительности:
прямолинейно
равномерно
по геодезической линии
по окружности
30. Взаимосвязь материи и пространства-времени вытекающая из общей теории относительности, проявляется в (два варианта ответа):
Исчезновение времени при отсутствии материи
Искривление пространства-времени вблизи тяготеющих масс
Существование неразрывной связи между пространством, временем и материей
Изменение формы материи под действием пространства-времени
31. Выберите верное утверждение относительно связи между пространством, временем и материей, согласно теории относительности Эйнштейна.
Если бы из Вселенной исчезла вся материя, то вместе с ней исчезли бы и пространство и время.
Если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы.
Если бы из Вселенной исчезла вся материя, то вместе с ней исчезло только пространство, время бы сохранилось.
Если бы из Вселенной исчезла вся материя, то вместе с ней исчезло только время, пространство бы сохранилось.
32. Согласно представлениям теории относительности (два утверждения):
Пространство и время везде и всюду одинаковы, свойства пространства описываются евклидовой геометрией.
Подлинная реальность существует вне времени и пространства
Ничто не может существовать вне времени и пространства
Пространство и время не особые сущности, а формы существования материальных объектов
33. Свойства пространства определяются массой материальных тел и объектов – это положение:
общей теории относительности
принципа относительности Галилея
принципа эквивалентности
специальной теории относительности
34. Среди приведенных утверждений укажите то, которое относится к выводам общей теории относительности:
Электромагнитная волна в поле тяготения сохраняет свою частоту постоянной;
Материальные тела сохраняют геометрические свойства пространства неизменными;
Физическое пространство и физическое время существуют независимо от тяготения;
Лучи света, проходящие вблизи массивных тел, должны отклоняется от первоначального направления распространения.
35. Эмпирическим доказательством общей теории относительности является:
Замедление времени в гравитационном поле;
Красное смещение в спектрах галактик;
Реликтовое излучение;
Эллиптические орбиты планет Солнечной системы.
36. Из общей теории относительности следует, что:
Пространство вблизи массивных тел описывается геометрией Евклида
Пространственно-временные свойства окружающего мира не зависят от расположения и движения тяготеющих масс.
Массы, создающие поле тяготения, искривляют пространство-время.
Массы, создающие поле тяготения, выпрямляют пространство-время.
37. Благодаря наблюдениям Артура Эддингтона солнечного затмения 1919 года были получены экспериментальные доказательства такого следствия общей теории относительности, как:
гравитационное красное смещение;
искривление луча света в поле тяготения массивных тел;
смещение перигелия Меркурия;
замедление времени в поле тяготения.
38. Укажите одно неправильное утверждение. В эксперименте Паунда и Ребки 1969 года было продемонстрировано существование гравитационного красного смещения, которое:
выражается в сдвиге спектральных линий источников, близких к массивным телам, в красную область спектра;
в изменении частоты испущенных некоторым источником электромагнитных волн при удалении источника от массивных объектов;
связано с замедлением времени в сильных полях тяготения и является одним из эффектов, предсказанных общей теорией относительности;
является доказательством ускоренного расширения Вселенной.
39. Черные дыры, как объекты, существование которых предсказывает общая теория относительности, образуются в результате:
резкого расширения звезды и потери внешних оболочек;
взрыва космического газово-пылевого облака;
гравитационного коллапса;
перегрева звезды.
40. Согласно общей теории относительности, гравитационное поле:
то замедляет, то ускоряет ход времени;
замедляет ход времени;
не влияет на течение времени;
ускоряет ход времени.
41. С точки зрения ОТО, гравитационное поле и течение времени связаны между собой следующим образом:
с течением времени характер связи между интенсивностью поля тяготения и ходом времени может периодически изменяться.
сильное поле ускоряет ход времени по сравнению с ходом времени стороннего наблюдателя;
ни сильное, ни слабое поля тяготения не оказывают влияние на ход времени в области действия этих полей;
сильное поле замедляет ход времени по сравнению с ходом времени стороннего наблюдателя;
42. Экспериментальным подтверждением выводов общей теории относительности стало:
открытие новых спутников и колец планеты Уран;
обнаружение трансурановых элементов в газово-пылевых облаках, продуктах взрыва сверхновых звезд;
совпадение расчетного и наблюдаемого аномального смещения перигелия планеты Меркурий;
открытие реликтового излучения.
43. Предсказания классической механики и ОТО совпадают:
при скоростях, близких к скорости света;
в слабых гравитационных полях;
в сильных гравитационных полях;
при скоростях, много больших скорости света.
44. Фундаментальный вклад Эйнштейна в теорию тяготения связан:
с открытием закона всемирного тяготения;
с формулировкой принципа эквивалентности двух состояний - покоя в гравитационном поле и ускоренного движения;
с открытием черных дыр;
с установлением величины гравитационной постоянной.

Рекомендуемая литература
Основная:
Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть I. Физика, химия, синергетика. Курс лекций. М.РГГУ – 2006.
Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. М., 2008
Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М. 2008.
А.Д. Суханов, О.Н. Голубева. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2006 г.
Дополнительная:
Грин Бр. Ткань космоса. Пространство, время и текстура реальности/пер. с англ. Б.Ишханов. М.: Либроком , - 2011 г.
Рекомендуемые Интернет-ресурсы
Видеоматериалы:
«Что такое теория относительности» (ЦНФ. 1961. реж. С.Райтбурт) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1 часть), [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (2 часть)
«100 великих открытий. Астрономия» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - с 16 по 21 минуты - фрагмент об аномалиях движения перигелия Меркурия и искривлении лучей света в поле тяготения.
«Вселенная Хоукинга» (NG: С «точки зрения науки»). [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] С 7 минуты – фрагмент, иллюстрирующий искривление пространства-времени под действием масс тяготения.
«Элегантная Вселенная» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] – С 11 минуты – фрагмент о проблемах теории тяготения Ньютона и идее искривления пространства-времени в ОТО Эйнштейна.

Тема № 4. ЕНКМ на основе неклассической стратегии мышления. Квантово-полевое описание состояний микромира

Основное содержание
Проблемы классического описания. Случайность как составляющая природы. Вероятностный прогноз событий. Фундаментальные константы. Стохастическое неконтролируемое воздействие. Понятие состояния. Минимальный порог воздействия.
Излучение абсолютно черного тела. Гипотеза Планка. Фотоэффект. Волна де Бройля. Дифракция электронов. Корпускулярно-волновой дуализм. Модель атома Н.Бора. Принцип дополнительности. Принцип неопределенности. Неклассическая концепция измерения. Различия в поведении классических и квантовых частиц (отражение и преломление). Проблема полноты квантово-механического описания и ЭПР-парадокс. Парадокс Шредингера. Квантово-механическая модель атома. Зоопарк элементарных частиц. Фундаментальные частицы. Ядерные реакции. Запрет Паули. Античастицы. Кварк-глюонная модель. Обменная модель взаимодействия. Сильное взаимодействие, слабое взаимодействие. Суммирование истории (принцип суперпозиции). Связанные состояния и неравенство Белла.
Стандартная модель. Теория всего. Суперструны.
Основные понятия
Постоянная Планка. Абсолютно черное тело. Фотоэффект. Дискретность. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип дополнительности. Принцип неопределенности. Спин. Бозоны, фермионы. Античастицы. Кварк. Глюон. Принцип суперпозиции. Связанные состояния.
Ключевые фразы
Альтернативные модели классики не описывают всех явлений природы – две модели в одном флаконе.
Природе присуща случайность.
В природе есть запреты, пределы, максимумы и минимумы – не всё можно.
Все, что разрешено и вероятно – уже реализовывается.
Вопросы
В чем заключается неполнота классической версии ЕНКМ?
Перечислите предпосылки возникновения неклассического естествознания. Какие явления и почему не могли быть объяснены в рамках классической версии ЕНКМ?
Какую позицию по отношению к изучаемой системе занимает неклассический наблюдатель? Как факт изучения системы отражается на ее поведении?
Концепция стохастического (неконтролируемого) воздействия. Каковы особенности этого воздействия? Существуют ли ограничения на величину стохастических воздействий?
Какие процессы называют случайными? Приведите примеры случайных событий. Какова природа случайности? Как связаны между собой случайность и вероятность?
Что такое флуктуации? Приведите примеры проявления флуктуаций в природе и экономике. Что является причиной возникновения флуктуаций? От чего зависит величина флуктуаций?
Понятие состояния. Приведите примеры состояний из естествознания и других наук, соответствующих понятию состояния в неклассической версии ЕНКМ.
При каких условиях применима модель квантового состояния? Приведите примеры объектов, находящихся в квантовом состоянии. Применима ли модель квантового состояния для макрообъектов? При каких условиях? Приведите примеры.
Корпускулярно-волновая модель света. Опишите опыты, подтверждающие эту модель. В чем суть принципа дополнительности Бора?
Что такое дискретность? Все ли физические характеристики дискретны? Существует ли дискретность в макромире?
Что такое волна де Бройля? О какой волне идет речь? Какой физический смысл имеет квадрат ее амплитуды? Как эта характеристика связана с корпускулярными характеристиками микрочастиц? Можно ли буквально трактовать наличие волновых свойств у микрообъектов как отсутствие однозначной локализации, определенной формы и конечного объема? Почему не проявляются волновые свойства макрообъектов?
Чем необычно и в чем состоит явление дифракции микрочастиц? Что является причиной случайного поведения микрочастицы в опыте по дифракции? Почему для описания явления дифракции микрочастиц удобно ввести представление о волновом процессе? Что обладает волновыми свойствами? Что понимают под вероятностным описанием в опыте по дифракции микрочастиц?
Что описывают соотношения неопределенностей? Назовите известные вам соотношения неопределенностей и поясните их смысл.
Какова роль измерительного прибора в неклассической концепции измерения? Возможно ли абсолютно точное измерение? Ответ поясните.
Каковы особенности модели свободной микрочастицы по сравнению с моделью свободной классической частицы? При каких условиях применима модель свободной микрочастицы?
Когда применима модель несвободного квантового объекта? Каковы особенности поведения несвободной квантовой частицы по сравнению с несвободной корпускулой?
Как связаны соотношение неопределенности для пары энергия-время и возможность прохождения потенциальных барьеров? Как происходит туннельный эффект? Что является в этой ситуации препятствием для квантового объекта? Приведите примеры реализации туннельного эффекта в природе.
В чем состоит принцип суперпозиции состояний («суммирование историй»)? Приведите примеры его реализации.
Опишите парадокс Шредингера. С чем была связана его формулировка? Как разрешилась проблема неполноты квантово-механического описания? Теорема Белла и опыты А.Аспекта.
В каких ситуациях проявляет себя такая характеристика квантовых объектов как спин? Особенности поведения бозонов. Особенности поведения фермионов. Дайте формулировку принципа Паули.
Сформулируйте неклассическую модель атома. В чем отличие модели атома по Бору и неклассической модели атома? Что такое электронные облака? От чего зависит форма электронного облака? Каким образом происходит заполнение электронных оболочек в многоэлектронных атомах?
Опишите особенности фундаментальных взаимодействий квантово-полевого (ядерного) уровня – сильного и слабого.
Поясните модель обменного механизма сильного и слабых взаимодействий. Возможно ли применение обменной модели к описанию гравитационного и электромагнитного взаимодействий?
Зоопарк элементарных частиц. Тождественность. Свойства элементарных частиц. Различные классификации элементарных частиц.
Истинно фундаментальные частицы. Кварк-глюонные модели тяжелых частиц. Проблема нейтрино.
Ядерные реакции: радиоактивность, термоядерный синтез.
Дайте качественное описание основных идей теории суперструн*.


Тесты
1. Какой стала картина мира после работ А.Эйнштейна:
Принцип близкодействия/дальнодействия.
Принцип относительности Галилея/Эйнштейна.
Принцип инерции/принцип необходимости для движения внешнего воздействия.
Необратимость/обратимость всех механических процессов.
Детерминированное/статистическое поведение объектов.
Абсолютные пространство и время/пространственно-временной континуум как форма существования материи.
Дискретный/континуальный характер движения.
Состояние системы есть совокупность однозначно/вероятностно заданных параметров.
Принцип редукции/принцип целостности.
Исследователь – сторонний наблюдатель/активный участник исследуемого процесса.
2. Укажите явления, описание которых с позиции классического естествознания оказалось невозможным:
Распространение света в вакууме
Излучение абсолютно черного тела
Абсолютно упругое соударение тел
Радиоактивность некоторых химических элементов
3. Планетарная модель атома Э.Резерфорда с точки зрения классической электродинамики противоречила факту _____________________ атомов.
5. Непредсказуемость точного момента распада радиоактивных элементов разрушало представления о Вселенной, как о точно отлаженном механизме, в котором отсутствует _________________.
6. Распределение и наследование детьми родительских признаков, мутации различных признаков живых организмов носят _____________ характер, что противоречит принципу ________________ классического описания мира.
7. Универсальность закона постоянства количественного и кратного состава химического соединения было опровергнуто открытием в начале ХХ века химических соединений класса ______________.
10. Состояние системы – это понятие, описывающее реакцию:
на контролируемое воздействие окружения
на неконтролируемое воздействие окружения
на закономерно изменяющиеся внешние условия
на закономерное изменение характеристик системы
12. В неклассической версии картины мира предполагается, что:
одинаковые причины всегда приводят к различным следствиям
различные причины могут привести к одинаковым следствиям
никаким способом нельзя предсказать следствие, которое порождается данной причиной
из анализа данной причины можно предсказать тенденцию наступления определенного следствия
13. Концепция неконтролируемого воздействия предполагает, что:
природе свойственно проявление случайности
все воздействия окружения на объект не могут быть измерены
естествоиспытатель занимает позицию стороннего наблюдателя за объектом
вероятностное описание является следствием недостаточной изученности свойств объекта
14. Укажите неправильное утверждение: концепция неконтролируемого воздействия предполагает, что:
вероятностное описание является следствием недостаточной изученности свойств объекта
существует нижний предел, ограничивающий величину воздействия на объект
вероятностное описание отражает объективные свойства природы
естествоиспытатель своим исследованием искажает истинное поведение объекта
15. Концепция неконтролируемого воздействия предполагает, что воздействие окружения на объект:
неустранимо
может быть сколь угодно малым
может быть исключено переходом в другую систему отсчета
не оказывает влияния на поведение объекта
17. Концепция неконтролируемого воздействия предполагает, что нижний предел такого воздействия ограничен следующими константами:
постоянной Авогадро
универсальной газовой постоянной
постоянной Планка
постоянной Больцмана
18. Неклассическая физика использует вероятностное описание, потому что:
это упрощает вычисления
до сих пор неизвестны некоторые характеристики поведения объектов природы
случайность и неопределенность являются объективными свойствами природы
характеристики объекта способны флуктуировать
19. Почему невозможен точный прогноз погоды:
не позволяют возможности современных компьютеров
потому что человек своей деятельностью постоянно нарушает атмосферные процессы
из-за слабой материальной базы служб наблюдения за атмосферой
из-за существования в атмосфере неконтролируемых процессов
20. Флуктуациями характеристик объекта называется:
неточность, возникающая в результате погрешности измерения
отклонение от предельно допустимого значения характеристики
спонтанное отклонение от среднего значения характеристики объекта
колебание значений характеристики, происходящее по определенному закону
21. Флуктуации характеристик объекта вызываются:
неконтролируемым воздействием окружения
закономерным изменением характеристик окружения
воздействием на объект дополнительной периодической силы
периодическим движением объекта
Квантовое состояние – это модель стохастического воздействия окружения на объект, в которой учитывается реакция объекта на воздействия, ограниченные:
постоянной Авогадро
постоянной Больцмана
постоянной Планка
универсальной газовой постоянной
13. В основу квантовой механики легла гипотеза Макса Планка о том, что:
все физические величины являются дискретными;
электромагнитное излучение дискретно, т.е. испускается отдельными порциями – квантами;
энергия кванта есть величина постоянная;
основой материи является фундаментальная частица – квант.
14. Согласно идее М. Планка, выдвинутой им в 1900 г., энергия кванта:
пропорциональна скорости света;
пропорциональна частоте излучения;
зависит от массы;
есть величина постоянная.
15. Понятие кванта света использовалось для объяснения явлений (два примера):
фотоэффекта;
дисперсии;
излучения абсолютно черного тела;
дифракции.
17. Смысл волны де Бройля - характерной длины волны частицы вещества – это:
волна вероятности, которая соответствует любой частице, обладающей импульсом;
отношение скорости света к частоте электромагнитного излучения;
волна, возникающая в результате отражения от преград потоков частиц;
волна, характеризующая упругие колебания атомов в кристаллической решетке.
18. Волновые свойства электрона обнаружены в явлении:
дисперсии;
фотоэффекта;
дифракции;
фотосинтеза.
19. Концепция корпускулярно-волнового дуализма заключается в том, что:
один и тот же объект в зависимости от условий может проявлять свойства волны и свойства частицы;
волновые и корпускулярные свойства являются несовместимыми и не могут проявляться в одном объекте;
волновые и корпускулярные свойства конкретного объекта можно исследовать одновременно в одном эксперименте;
волновые и корпускулярные свойства – это противоположные сущности, которые могут проявляться только в разных формах материи.
20. Сущность корпускулярно-волнового дуализма света состоит в том, что:
высокочастотное излучение является потоком фотонов, а низкочастотное - потоком электромагнитных волн;
свет в одних взаимодействиях с веществом ведет себя как поток частиц (фотонов), а в других взаимодействиях – как электромагнитная волна;
свет как физический объект может одновременно проявлять себя и как волна, и как частица;
часть характеристик света имеют дискретные значения, а часть непрерывные.
21. Соотношения неопределенностей отражают существование:
устранимых внешних воздействий на объект
неконтролируемых воздействий на объект со стороны другого равноценного ему объекта
неконтролируемых стохастических воздействий на объект со стороны окружения
функциональную зависимость флуктуаций различных характеристик
22. Энергия и время взаимодействия квантового объекта не могут быть одновременно точно измерены, так как:
они слишком малы, а точность измерительных приборов ограничена;
являются дополнительными величинами;
более точное измерение энергии требует более короткого времени;
для квантового объекта эти величины не имеют физического смысла.
23. Принципиальная невозможность одновременных точных измерений дополнительных величин в квантовой механике обусловлена тем, что:
квантовый объект – это микрообъект, для измерения характеристик которого не существует макроскопических приборов
не изобретены приборы высокой точности для измерений характеристик квантовых объектов
измерительный прибор вступает во взаимодействие с исследуемой системой и меняет ее свойства
квантово-механические явления неисчерпаемы, а возможности человеческого разума ограничены
24. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, при проведении одного и того же эксперимента точное измерение импульса частицы:
приводит к столь же точному измерению координат
неразрывно связано с измерением координат частицы
не изменяет ее координат
исключает точное знание ее координат
25. Принцип неопределенности привел:
к вероятностному описанию состояния микрообъекта;
к динамическому описанию состояния микрообъекта;
к признанию необходимости субъективного подхода в описании микрообъекта
к невозможности и бессмысленности измерений в квантовой механике.
46. Концепция неклассического измерения предполагает, что
в серии повторных измерений не могут встречаться совпадающие значения одной и той же измеряемой величины
характеристики объекта закономерно изменяются во времени, поэтому последовательные измерения дают разные результаты
даже абсолютно точный прибор не является идеальным каналом связи между исследователем и объектом
серия повторных измерений необходима для повышения точности результата
27. Принцип дополнительности в квантовой механике утверждает, что:
Новая теория, претендующая на более полное описание природы, чем предыдущая, должна включать в себя предыдущую, как предельный случай.
Получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым.
полное описание квантового явления с помощью классических понятий возможно только при наличии двух дополнительных друг к другу систем понятий
две дополнительных друг к другу системы понятий не могут быть использованы при описании одного и того же объекта
28. Теория дифракции электромагнитных световых волн и теория фотоэффекта (выбивания электронов из металла под действием потока фотонов):
дополняют друг друга в нашем восприятии явлений взаимодействия света с веществом
взаимно исключают друг друга
не подлежат изучению в едином курсе естествознания
позволяют построить абсолютно истинную теорию взаимодействия света и вещества
29. «Всякое истинно глубокое явление природы не может быть определено однозначно с помощью естественного языка и требует для своего определения, по крайней мере, два взаимоисключающих дополнительных понятия». Так Вернер Гейзенберг пояснял философский смысл принципа:
инвариантности скорости света;
дополнительности;
неопределенности;
соответствия.
30. Квантовая механика, описывающая движение микрообъектов, дает:
статистическое описание природы микромира на языке вероятностей
неточное описание явлений микромира из-за ограниченности возможностей эксперимента
описание состояния микрообъектов точными значениями физических величин
описание микромира, далекое от объективной реальности вследствие его сложности
31. К лептонам не относится:
электрон;
нейтрино;
мюон;
кварк.
32. Протон состоит из:
трех кварков
двух кварков
одного кварка
четырех кварков
33. Атомное ядро состоит из:
протонов и нейтронов
нуклонов и электронов
электронов и протонов
электронов и нейтронов
34. Из перечисленных частиц относится к классу безмассовых:
фотон
электрон
кварк
адрон
35. Масса элементарных частиц монотонно возрастает в следующем ряду:
фотон, электрон, барионы
мезоны, фотон, адроны, глюоны
электрон, фотон, глюоны, барионы
нейтрон, нейтрино, мезоны
36. Положительный электрический заряд имеют:
протоны, позитроны
нейтроны, нейтрино
фотоны, глюоны
электроны, антипротоны
37. Частицы, обладающие одинаковыми характеристиками, но имеющие противоположные знаки зарядов, называются:
античастицами
элементарными
фундаментальными
виртуальными
38. Фотон – это:
квант электромагнитного излучения
частица-переносчик слабого взаимодействия
квант гравитационного поля
фундаментальная частица, лежащая в основе вещества
39. Элементарные частицы, обладающие полуцелым спином, называются:
фермионы
бозоны
нейтроны
виртуальные частицы
40. Класс адронов объединяет частицы, которые:
участвуют в сильном взаимодействии
не участвуют в сильном взаимодействии
являются самыми легкими
имеют нулевой спин
41. Низшее энергетическое состояние квантованных полей, характеризующееся отсутствием каких-либо реальных частиц, называется:
физическим вакуумом
эфиром
мировым эфиром
пустотой
Рекомендуемая литература
Основная:
Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Часть I. Физика, химия, синергетика. Курс лекций. М.РГГУ – 2006.
А.Д. Суханов, О.Н. Голубева. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2006 г.
Дополнительная:
Грин Бр. Элегантная Вселенная: Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории: Пер. с англ. / Под ред. В.О.Малышенко. Изд. 4-е. – М.: Издательство ЛКИ, 2008. – 288с.
Грин Бр. Ткань космоса. Пространство, время и текстура реальности/пер. с англ. Б.Ишханов. М.: Либроком , - 2011 г.

Рекомендуемые Интернет-ресурсы
Видеоматериалы:
«Физика в половине десятого» (ЦНФ, 1971, реж. С.Райтбурт) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1 часть), [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (2 часть)
«Квантовая жизнь» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
«Доктор Квантум посещает плоскость» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
«Изящная вселенная. Мечта Эйнштейна» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] –1-5 части. (По книге Б.Грина «Элегантная Вселенная»).
«Этот правый, левый мир» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1 часть), [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (2 часть). (ЦНФ, реж. С.Райтбурт)
Тема № 5. Неклассичность классической термодинамики

Основное содержание
Тепловое движение. Температура и равновесное состояние. Внутренняя энергия. Теплота. Работа. Энтропия. Начала термодинамики. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Постоянная Больцмана. Случайность и вероятность в термодинамике. Распределения Больцмана и Максвелла. Эволюция изолированной системы. Обратимые и необратимые процессы.
Основные понятия
Броуновское движение. Температура. Тепловое равновесие. Внутренняя энергия. Теплота. Работа. Начала термодинамики. Необратимость. Эквивалентность теплоты и работы. Энтропия. Симметрия. Тепловые состояния. Эволюция замкнутой термодинамической системы.
Ключевая фраза
Закон сохранения энергии – «сколько дали, столько взяли».
Второе начало – билет в один конец.
Энтропия – доля «убитой» энергии.
Энтропия – мера неупорядоченности.
Вопросы
Приведите примеры основных моделей термодинамики и молекулярной физики. Чем описание МКТ отличается от термодинамического описания?
Состояние теплового равновесия. Чем оно характеризуется? Назовите особенности состояния теплового равновесия и процесса его установления. Как связаны между собой параметры состояния при тепловом равновесии? Приведите примеры равновесных и неравновесных тепловых состояний.
Какой смысл имеет такая характеристика окружения, как температура? Измерение температуры и температурные шкалы. Перечислите основные свойства температуры как характеристики состояния теплового равновесия. Температура как неаддитивная величина. Приведите еще примеры неаддитивных величин.
Что такое тепловые процессы? Дайте определение следующим понятиям: тепловое движение, внутренняя энергия, количество теплоты, работа. Перечислите способы изменения внутренней энергии макроскопической системы. Что изменяется в процессе обмена энергией телами?
Сформулируйте первое начало термодинамики. Что именно регламентирует первое начало? Приведите примеры процессов, возможных с точки зрения первого начала, но никогда не реализующихся на практике.
Сформулируйте второе начало тепловых процессов и границы его применимости.
Смысл понятия энтропии в термодинамике и молекулярной физике. В каком состоянии она будет иметь наибольшее значение?
Что понимают под хаотичностью системы? Как хаотичность связана с количеством элементов системы? С температурой? Что понимают под упорядоченностью? Приведите примеры упорядоченности и опишите ее характер.
Что такое симметрия? Приведите примеры симметричных объектов (систем). Выделите среди них наиболее симметричную и наиболее сложноорганизованную (упорядоченную). Как связана энтропия с симметричностью системы? Приведите примеры объектов различной степени симметричности и расположите их в порядке уменьшения энтропии.
Сформулируйте третье начало термодинамики.
Сформулируйте нулевое начало термодинамики. Почему его назвали нулевым, а не четвертым?
Опишите термодинамический парадокс «Тепловой смерти» Вселенной.
Неслучайная случайность классической термодинамики*. Какова природа случайности в классической термодинамике?
Тесты
1. Тепловое состояние – это модель стохастического воздействия окружения на объект, в которой учитывается реакция объекта на воздействия, ограниченные:
постоянной Авогадро
постоянной Больцмана
постоянной Планка
универсальной газовой постоянной
2. Энтропия – это:
Внутренняя энергия системы;
Количество теплоты, которым термодинамическая система обменивается с окружающей средой;
Термодинамическая функция, характеризующая часть внутренней энергии, которая не может быть преобразована в механическую работу;
Энергия, полученная системой, которая идет на увеличение внутренней энергии;
Энергия, полученная системой, которая идет на совершение механической работы.
3. Рост энтропии происходит:
В самопроизвольных процессах, происходящих в изолированных системах;
В процессах самоорганизации систем и переходах от хаоса к порядку;
В процессе совершения системой механической работы;
В процессе теплообмена системы с окружающей средой;
При понижении температуры системы;
При повышении температуры системы.
4. Нулевое начало термодинамики гласит:
Для каждой термодинамической системы существует состояние термодинамического равновесия, которое она при фиксированных внешних условиях достигает.
Эволюция закрытой системы – упрощение и дезорганизация
Энтропия всякого тела стремится к нулю при стремлении к нулю его температуры.
Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему.
5. Какая из приведенных формулировок НЕ является I законом термодинамики:
Энергия не возникает из ничего и не исчезает никуда.
Невозможно получение работы за счет энергии тел, находящихся в термодинамическом равновесии.
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы системой.
Невозможно создание вечного двигателя I рода?
6. Основные положения молекулярно-кинетической теории гласят:
Все вещества (макросистемы) состоит из структурных единиц (частиц) разного уровня.
Разнообразие частиц по форме и размерам бесконечно
Частицы беспорядочно и непрерывно движутся.
Частицы взаимодействуют: отталкиваются и притягиваются.
Количество частиц неограниченно
8. «Тепловая смерть» Вселенной (по Р.Клаузиусу) –
это состояние Вселенной с температурой 0 К;
это полностью однородное равновесное состояние Вселенной;
это тепловой взрыв в конце эволюции Вселенной.
это эволюционный итог любых изолированных систем.
это эволюционный итог любых систем.
9. Утверждение, что «всеобщая борьба за существование - это борьба против энтропии» и жизнь - это явление, способное уменьшать свою энтропию (по Л.Больцману):
некорректно, так как является обобщением законов идеального газа на все существующие системы;
является правильным, так как выражает общий закон природы;
является доказанным экспериментально фактом.
10. Не прибегая к вычислениям, укажите, в каком процессе при поддержании постоянной температуры энтропия продуктов превышает энтропию исходных веществ:
2С(т) + 3Н2(г) С2 Н6(г)
I2(т) I2(г)
N2(г) +3H2(г) 2NH3(г)
2NaNO2(т) + O2(г) 2NaNO3(т)

Рекомендуемая литература
Основная:
Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть I. Физика, химия, синергетика. Курс лекций. М.РГГУ – 2006.
А.Д. Суханов, О.Н. Голубева. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2006 г.

Рекомендуемые Интернет-ресурсы
Видеоматериалы:
«Можем ли мы обладать неограниченной энергией?» (ВВС: «История науки», 4/6. 2010) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]


Тема № 6. Самоорганизация. Эволюция Вселенной

Основное содержание
Самоорганизация. Спонтанное возникновение упорядоченности в неживой природе (ячейки Бенара, химические часы). Симметрия в живой природе. Условия самоорганизации. Примеры самоорганизации в различных системах (природных, технических, биологических, социальных). Междисциплинарный синтез.
Космологические принципы; решения космологического уравнения; сингулярность; теории расширяющейся, горячей и раздувающейся Вселенной. Космологическая, галактическая и звездная стадии эволюции Вселенной. Эволюция Солнечной системы и Земли как планеты. Новые фундаментальные модели: темная энергия и скрытая масса. Физический вакуум.
Понятие жизни. Основные признаки и закономерности живых систем. Гипотезы возникновения живых организмов. Биохимическая эволюция (абиогенез). Мир РНК. ДНК: структура, функции, процессы. Клетка, ее строение и функционирование. Эволюция вида. Теория эволюции Ч.Дарвина. Синтетическая теория. Современное состояние эволюционных представлений – сочетание альтернативных теорий. Биосфера и геологические процессы. Хронологическая шкала жизни.
История рода homo. Проблема возникновения сознания. Асимметрия полушарий мозга. Проблема генетического и социального детерминизма в формировании личностных качеств индивидуума. Антропогенный фактор в развитии биосферы.
Основные понятия
Самоорганизация. Открытые системы. Эмерджентность. Порядок. Динамический хаос. Энтропия. Симметрия. Ячейки Бенара. Химические часы (реакции Белоусова-Жаботинского). Лазер. Диссипация. Необратимость времени. Фрактал. Нелинейность. «Эффект бабочки». Неравновесность. Флуктуации. Обратная положительная связь. Кооперативные процессы. Синхронизация. Бифуркация. Аттрактор. Большой Взрыв. Расширяющаяся Вселенная. Красное космологическое смещение. Закон Хаббла. Реликтовое излучение. Антропный принцип. Галактика. Звезда. Пульсар. Нейтронная звезда. Черная дыра. Красный гигант. Белый карлик. Солнечная система. Земля. Жизнь. Креационизм. Панспермия. Абиогенез. Первичный бульон (океан). Коацерваты. Геотермальные жерла. Хемосинтез. Фотосинтез. Автотрофы. Гетеротрофы. РНК. ДНК. Клетка. Аминокислота, белок. Нуклеотид, триплет, ген, аллель. Хромосома, геном, генотип. Генофонд, фенотип. Эволюция. Ароморфоз. Популяция. Мутации. Онтогенез и филогенез. Биосфера. Антропогенный фактор. Ноосфера.
Ключевая фраза
Самоорганизация = открытость + флуктуации + нелинейность + кооперация + ОПС
Любое состояние аттрактора заканчивается точкой бифуркации.
Часы, ячейки, лазер живые организмы галактики и звезды, сообщества живых
Эволюция человека начинается с Большого Взрыва.
Сильный, но одинокий, проигрывает слабому, но со связями.
Вопросы
Приведите определение понятия системы и назовите основные свойства систем. Что такое аддитивные свойства, эмерджентные свойства, мультипликативные свойства? Приведите примеры.
Приведите примеры изолированных, замкнутых и открытых систем. Чем они различаются?
Приведите примеры самопроизвольных процессов. Перечислите примеры самоорганизующихся систем. Чем самоорганизация отличается от самопроизвольности? Какими свойствами должны обладать самоорганизующиеся системы?
Опишите примеры самоорганизации в неживой природе: ячейки Бенара, «химические часы» (реакции Белоусова-Жаботинского), лазер.
Как связаны между собой такие условия самоорганизации, как флуктуации и обратная положительная связь?
Что такое диссипация? Приведите примеры систем с диссипацией. Каким образом поддерживается энтропийный баланс Земли? Каким образом поддерживается энтропийный баланс живых организмов?
Что такое нелинейность? Приведите примеры функций, иллюстрирующие как сильную, так и слабую реакцию системы на воздействие. «Эффект бабочки».
Корреляция как взаимосвязь случайных величин. Приведите примеры случайных величин и их корреляции в естественных и экономических науках. Кооперативные эффекты самоорганизующихся систем.
Что такое фрактал? Поясните свой ответ примерами.
Что такое точки бифуркации? Точками какого пространства они являются? Каковы особенности состояния и поведения системы в точках бифуркации?
Что такое аттрактор? Приведите примеры систем, для которых можно говорить о наличии аттрактора. Странный аттрактор Лоренца.
Что такое динамический хаос?
Что такое эволюция? Как можно схематически описать процесс эволюции? Является ли эволюция самоорганизацией?
Перечислите и поясните свойства Вселенной по модели Большого Взрыва. Какие доказательства этой модели существуют?
Что такое галактика? Перечислите особенности нашей Галактики.
Опишите современные представления об эволюции звезд.
Опишите современные представления о структуре и происхождении Солнечной системы.
Опишите модели эволюции и строения Земли как планеты.
Перечислите свойства живой материи. Поясните свой ответ примерами.
Перечислите гипотезы происхождения жизни. Опишите существующие модели абиогенеза. Молекулярно-генетические основы жизни.
Перечислите и поясните возможные ведущие факторы эволюции живого.
Опишите эволюционное дерево рода homo.
Основные гипотезы, описывающие эволюцию от гоминид к человеку разумному.

Тесты
1. Точкой бифуркации называется состояние, в котором происходит
ветвление различных возможностей дальнейшего поведения объекта
однозначно предсказуемое изменение характеристик объекта
переход объекта из одного агрегатного состояния в другое
изменение траектории движения объекта
2. Синергетика:
это наука о превращении сложных систем в простые;
наука о самоорганизации, спонтанном образовании систем;
наука о химических превращениях и структурах макромолекул;
наука об эволюции живых систем.
3. Диссипация – это:
переход энергии упорядоченного движения в энергию хаотичного движения;
распад сложных веществ на простые;
обмен веществ;
процесс, мешающий саморазвитию системы;
4. Аттрактор – это:
точка разветвления;
относительно устойчивое состояние системы, которое притягивает множество “траекторий” системы;
начальное состояние системы;
неустойчивое состояние системы;
5. Фракталы – это:
объекты, обладающие одинаковыми свойствами;
объекты, которые обладают свойствами самоподобия или масштабной инвариантностью;
объект, малый фрагмент структуры которого подобен структуре в целом;
объекты, не обладающие свойствами самоподобия.
6. Идеи синергетики:
относятся только к определенным дисциплинам;
специфичны и не носят общего характера;
носят междисциплинарный характер;
не могут использоваться в физике, биологии и космологии.
7. Самоорганизующийся универсум – это:
сумма законов природы
совокупность природных явлений
философский термин, обозначающий мир как целое
совокупность понятий
8. Условие самоорганизации:
наличие флуктуаций, нахождение системы в равновесном состоянии, большое количество элементов системы.
нелинейность, диссипативность, открытость
закрытость, линейность, наличие кооперативных процессов
состояние равновесия, замкнутость, наличие обратной положительной связи
9. Синергетика дает новый образ мира, который:
эволюционирует по нелинейным законам
находится в состоянии равновесия
периодически подвергается катастрофам
развивается по линейным законам
10.Укажите неверное утверждение: эволюцией в естествознании называется
непрерывный процесс изменения свойств объекта
процесс развития, который сопровождается появлением качественно новых свойств объекта
процесс развития, который ведет к усложнению объекта
процесс развития, который ведет от хаотического состояния к упорядоченному
11. Стрела времени – это понятие, используемое для обозначения
обратимых изменений в свойствах объекта
необратимых изменений в свойствах объекта
кратковременных нарушений в закономерном поведении объекта
долгосрочных изменений в поведении объекта
12. Укажите правильную последовательность этапов космологической эволюции
космологический, галактический, звездный, гелиологический
космологический, звездный, галактический, гелиологический
космологический, гелиологический, галактический, звездный
галактический, звездный, гелиологический, космологический
13. Возраст Вселенной равен
10-20 млрд. лет
10-20 млн. лет
1 млрд. лет
1 млн. лет
14. Модель эволюции Вселенной, получившая название «Большой взрыв», связана с представлениями:
об ее расширении из сингулярного состояния
о периодических сжатиях и расширениях (пульсациях), сопровождающихся явлениями взрывного характера
о Большом взрыве, как заключительном этапе сжатия Вселенной
о начальном взрыве, породившем неизменную (стационарную) Вселенную.
15. Укажите неверное утверждение:
Солнечная система принадлежит галактике Млечный путь
Наша планетарная система расположена в центральной области Галактики
Галактика Млечный путь относится к Местной группе галактик, в которую также входят Большое и Малое Магеллановы Облака и Туманность Андромеды
Наша Галактика спирального типа
16. Эволюция звезды на ее конечных стадиях зависит:
От температуры звезды
От массы звезды
От химического состава звезды
От положения в галактике.
17.Укажите составляющие Вселенной на фундаментальном качественном уровне (далее структурно неразложимом) с точки зрения современных представлений:
скрытая масса
атомы и молекулы
водород
гелий
темная энергия
звезды
электромагнитное излучение
галактики
видимое вещество
межзвездный газ
18.Возраст Солнечной системы равен
5 млрд. лет
4,5 млн. лет
45 млрд. лет
45 млн. лет
19. 1 астрономическая единица – это:
расстояние от Земли до Луны;
расстояние от Солнца до Меркурия
расстояние от Земли до Солнца
минимальное расстояние, на которое могут приблизиться друг к другу планеты Солнечной системы
20. Возраст Земли равен
возрасту Луны
возрасту Солнечной системы
45 млрд. лет
4,5 млрд. лет
21. Оболочки Земли и строение атмосферы. Расположите по порядку от центра к внешним оболочкам:
Стратосфера
Экзосфера
Литосфера
Тропосфера
Мантия
Ядро
Термосфера
Ионосфера
22.Укажите неправильное утверждение:
Немецкий метеоролог Альфред Вегенер выдвинул гипотезу дрейфа материков в 1921 году.
Гипотеза дрейфа материков сразу была принята научным сообществом и стала базовым положением в объяснении особенностей рельефа и видового разнообразия конкретных участков земной поверхности.
Очертания береговых линий материков, разделенных океаном, и схожесть береговых биоценозов свидетельствовали о ранее совместном существовании этих участков суши.
Теория дрейфа материков была полностью отвергнута научным сообществом, так как был абсолютно неясен механизм движения огромных участков суши.
23.Какие объекты входят в структуру биологической клетки
ядро
цитоплазма
нейрон
молекула ДНК
мембрана
24. Укажите правильные утверждения:
Прокариоты – это одноклеточные животные, в клетках которых отсутствует такая структура как ядро. ДНК в прокариотах прикреплена к стенкам клеточной мембраны и погружена непосредственно в цитоплазму.
Бактерии относятся к прокариотам.
Простейшие (например, амеба или инфузория) - это одноклеточные животные, которые относятся к прокариотам.
Клетки эукариот содержат ядро, в котором находится основная часть клеточной ДНК.
25. Ароморфоз – это ________________________________________. Расположите в правильной временной последовательности следующие ароморфозы:
многоклеточность
фотосинтез
теплокровность
эукариоты
внутриутробное развитие плода у млекопитающих
26. Найдите неправильные утверждения:
Животные и растительные клетки являются принципиально разными по составу и структуре, что и приводит к таким разным формам существования жизни.
В растительных клетках, в отличие от животных клеток, отсутствуют ДНК.
Животные и растительные клетки являются принципиально близкими по составу и структуре, что является одним из доказательств эволюционного единства живого.
В животных клетках, в отличие от растительных клеток, отсутствуют вакуоли - органеллы, запасающие в клетках воду.
27. Жизнь на Земле существует:
40-100 тыс. лет
3,5-6 млн. лет
3,5-4,1 млрд. лет
40-100 млрд. лет
28. Термин "онтогенез" означает
индивидуальное развитие организма
эволюция вида
эволюция биосферы
эволюция Земли как планеты
29. Термин "филогенез" означает
индивидуальное развитие организма
эволюция вида
эволюция биосферы
эволюция Земли как планеты
30. Термин "гомеостаз" означает
устойчивость организма
обмен веществ
способность к изменению
хрупкость костей
31. Термин "метаболизм" означает
рост и развитие организма
обмен веществ
синтез сложных молекул
способность к изменению
32. Возраст древнейших останков человека разумного составляет:
40-100 тыс. лет
3,5-6 тыс. лет
3,5-7 млн. лет
40-100 млн. лет
33. Возраст древнейших останков представителей рода homo составляет:
35-100 тыс. лет
около 7 тыс. лет
около 7 млн. лет
35-60 млн. лет
34. В каких родственных связях находились кроманьонцы и неандертальцы:
Неандертальцы являются прямыми предками кроманьонцев
Неандертальцы и кроманьонцы не имеют ничего общего в плане своего происхождения
Неандертальцы и кроманьонцы являются различными видами (ветвями) рода Homo и имеют общего предка
Кроманьонцы являются предками неандертальцев
35. Под влиянием человеческой мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние - ____________. Эта идея принадлежит ____________________________.
36. Кембрийский взрыв:
Падение метеорита около 65 млн. лет назад, приведшее к вымиранию динозавров в конце мелового периода.
Резкое увеличение видового разнообразия 540 млн. лет назад.
Великое вымирание организмов на границе палеозоя и мезозоя, примерно 248 млн. лет назад, при котором исчезло 96% морских видов, 70% морских видов, 83% видов насекомых.
Столкновение 4,36 млрд. лет назад прото-Земли с объектом планетарного масштаба, вещество которого частично поглотилось Землей, а из выбросов была сформирована Луна.
Рекомендуемая литература
Основная:
Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть I. Физика, химия, синергетика. Курс лекций. М.РГГУ – 2006.
Гороховская Е.А., Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть II. Биология и геология. Курс лекций. М.РГГУ – 2010.
Дополнительная:
Хокинг С. Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр. М.:Амфора, 1989.
Хокинг С. Мир в ореховой скорлупке. М.:Амфора.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.
Пиковский А., Розенблюм М., Куртс Ю. Синхронизация. Фундаментальное нелинейное явление. М.: Техносфера, 2003. – 496с.
Ридли М. Геном: автобиография вида в 23 главах. М.: Эксмо, 2010. – 432с.
Лерер Дж. Как мы принимаем решения /пер. с англ. М.Бабичевой. – М.:Астрель; Corpus, 2010.– 350 с
Марков А. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. М.: Астрель, Corpus .,2010 г
Марков А. Эволюция человека. Кн. 1: Обезьяны, кости и гены. М.: Астрель: CORPUS, 2011.– 464 с.;
Марков А. Эволюция человека. Кн. 2: Обезьяны, нейроны и душа. М.: Астрель: CORPUS, 2011.– 512 с.
Рекомендуемые Интернет-ресурсы
Учебные пособия и научно-популярные сайты:
Тур по истории Вселенной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Проблемы эволюции [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Эволюция человека [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Антропогенез.ру [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Видеоматериалы:
«Сложный вопрос со Стивеном Хокингом. Каково происхождение Вселенной?» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
«Урок астрономии» (ЦНФ. реж. С.Райтбурт) ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1 часть), [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (2 часть)
«Тайная жизнь хаоса» (реж. Дж.АльХалили. ВВС. 2010) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
«Кто за стеной?» (ЦНФ. реж. С.Райтбурт) ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1 часть) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (2 часть)
«Происхождение жизни и ее эволюция» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (Ch. Discovery: «100 великих открытий»)
«В чем секрет жизни?» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (ВВС: «История науки», 5/6. 2010)
«Рождение жизни» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (NG: «С точки зрения науки»)


Список рекомендованной литературы

Учебная литература
Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть I. Физика, химия, синергетика. Курс лекций. М.РГГУ – 2006
Гороховская Е.А., Липкин А.И. Концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания. Часть II. Биология и геология. Курс лекций. М.РГГУ – 2010.
Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2004, 2006 г.г.
Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. М., 2008
Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М. 2008.
Канке В.А. Концепции современного естествознания. М., 2006.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2009.
Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996.
Михайлов Л.А. Концепции современного естествознания. СПб., 2008
Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М., 2009.
Садохин А.П. Концепции современного естествознания. М., 2008
Философия и методология науки. М.,1996.

Научная и научно-популярная литература
Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение Вселенной. М., 1981.
Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. М., 1991.
Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М., 1983.
Грин Бр. Элегантная Вселенная: Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории: Пер. с англ. / Под ред. В.О.Малышенко. Изд. 4-е. – М.: Издательство ЛКИ, 2008. – 288с.
Грин Бр. Ткань космоса. Пространство, время и текстура реальности/пер. с англ. Б.Ишханов. М.: Либроком , - 2011 г.
Грин Н., Стаут У., Тэйлор Д. Биология. М., 1990.
Девис П. Суперсила. Поиски единой теории Природы. М., 1989.
Ичас М. О природе живого: механизмы и смысл. М., 1994.
Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Спб., 2002.
Лейзер Д. Создавая картину Вселенной. М., 1988.
Лерер Дж. Как мы принимаем решения /пер. с англ. М.Бабичевой. – М.:Астрель; Corpus,2010.– 350 с
Лидсей Д.-Э. Рождение вселенной. М., 2005.
Марков А. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. М.: Астрель, Corpus .,2010 г.
Марков А. Эволюция человека. Кн. 1: Обезьяны, кости и гены. М.: Астрель: CORPUS, 2011.– 464 с.;
Марков А. Эволюция человека. Кн. 2: Обезьяны, нейроны и душа. М.: Астрель: CORPUS, 2011.– 512 с.
Матурана У., Варела Ф. Древо познания. М., 2001.
Пиковский А., Розенблюм М., Куртс Ю. Синхронизация. Фундаментальное нелинейное явление. М.: Техносфера, 2003. – 496с.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.
Ридли М. Геном: автобиография вида в 23 главах. М.: Эксмо, 2010. – 432с.
Сажин М.В. Современная космология в популярном изложении. М., 2002.
Степин В.С. Философская антропология и философия науки. М., 1992.
Талбот М. Голографическая Вселенная. М., 2004.
Фейнберг Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке. М., 1992.
Хокинг С. Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр. М.:Амфора, 1989.
Хокинг С. Мир в ореховой скорлупке. М.:Амфора.
Хорган Дж. Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки. СПб., 2001.
Чайковский Ю.В. Наука о развитии жизни. М., 2006
Шмутцер Э. Теория относительности: Современное представление. М., 1981.
Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физика. М., 1972.
Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.










13PAGE 15


13PAGE 14215




Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3 Заголовок 4 Заголовок 5 Заголовок 6 Заголовок 7 Заголовок 8 Заголовок 915

Приложенные файлы

  • doc 8943932
    Размер файла: 468 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий