Анализ современных концепций науки

МИНОБРНАУКИ
РОССИИ
РОССИЙСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ГУМАНИТАРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
УПРАВЛЕНИЕ
АСПИРАНТУРОЙ И
ДОКТОРАНТУРОЙ
Анализ современных концепций науки
Для специальности
07.00.10 – История науки и техники
1
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
УПРАВЛЕНИЕ АСПИРАНТУРОЙ И ДОКТОРАНТУРОЙ
Анализ современных концепций науки
--------------------------ПРОГРАММА КУРСА
Для специальности
07.00.10. – История науки и техники
Москва 2011
2
Анализ современных концепций науки: Программа
курса для аспирантов: Специальность 07.00.10 –
История науки и техники/ РГГУ. Управление аспирантурой
и докторантурой; Автор Ж.В. Уманская. М., 2011. 8 с.
Программа одобрена и рекомендована для опубликования
На заседании кафедры «История науки»
Протокол № 10 от «17» октября 2011 г.
© Российский государственный
гуманитарный университет, 2011
© Ж.В. Уманская
3
Пояснительная записка
Дисциплина «Анализ современных концепций науки» реализуется кафедрой
«Истории науки». В курсе рассматриваются основополагающие концепции различных
естественных наук, образующие единую картину мира. Он включает в себя информацию
об истории и философии науки; предмете и методах изучения естественных наук, общих
свойствах пространства-времени и их проявлениях в живой и неживой материи, о
гипотезах возникновения Вселенной и жизни. Содержание дисциплины подается как
целостное описание природы и человека на основе научных достижений, смены научных
парадигм, методологий, в общекультурном и историческом контексте.
Цель курса – дать аспирантам общее представление о современной
естественнонаучной картине мира, сформировать у них целостный научный взгляд на
мир, тем самым повысить компетентность аспирантов в вопросах естественнонаучного
характера.
Задачи курса – развитие представлений о естествознании как о специфической
предметной области; формирование представлений о глобальных идеях, свойственных
естествознанию как целостности; формирование представлений о двух стратегиях
(классической и неклассической) естественнонаучного мышления и их характерных
познавательных принципах; формирование единой естественнонаучной картины мира
(ЕНКМ) как неотъемлемой части Единой картины мира; формирование представлений о
месте и роли человека в эволюции Земли и Вселенной в целом.
В результате изучения дисциплины аспирант должен:
Знать:
 об основных этапах развития науки о природе, особенности современного
естествознания;
Основные современные концепции науки:
 концепции пространства и времени, о принципах симметрии и законах
сохранения;
 об иерархии структурных уровней организации материи (микро-, макро- и
мегамир);
 о самоорганизации в живой и неживой природе;
 о взаимосвязях между физическими, химическими и биологическими процессами;
 о специфике живого, воспроизводства и развития живых систем, о взаимодействии
организма и среды, принципах эволюции;
 о месте человека в эволюции Земли и Космоса, ноосфере и парадигме коэволюции.
Уметь:
 применять знания в области естественных наук в профессиональной деятельности;
 определять специфику той или иной научной дисциплины, ее влияние на развитие
общества и отдельных его компонентов.
Владеть:
 навыками ведения дискуссий по проблемам естествознания;
 методикой и техникой изучения естественнонаучных данных;
 навыками поиска, сбора, систематизации и использования информации по
естествознанию;
 навыками критического мышления в условиях работы с большими объемами
информации.
 навыками самообразования и учебной работы с использованием информационных
технологий.
4
Содержание дисциплины «Анализ современных концепций науки»
1. Введение. Естественные науки и естественнонаучная картина мира. Фейнманова
модель. Глобальные идеи в естествознании. Две стратегии изучения природы.
Естествознание как часть мировой культуры, естественнонаучная и гуманитарная
культуры. Научный метод познания: виды научной рациональности; характеристики
науки; классификация наук; научная методология; теория и эксперимент.
Естественнонаучная картина мира.
Фейнманов подход к описанию природы. Глобальные естественнонаучные идеи.
Модельность описания природы. Всеобщая взаимосвязь объектов природы и идея
корреляции. Идея единства объекта и его окружения, идеи дополнительности и
целостности. Глобальный эволюционизм в природе. Пространственно-временные
характеристики объектов. Классическая и неклассическая стратегии мышления.
Различение характера воздействия окружения на объект – контролируемого и
неконтролируемого соответственно; зависимость ЕНКМ от выбора того или иного типа
стратегий изучения природы; самостоятельность классической и неклассической версий
ЕНКМ.
2. Классическая версия естественнонаучной картины мира.
Основные модели классики: корпускула и континуум. Инерциальная система отсчета;
основные законы механики; понятие о материи; колебания и волны; поперечные и
продольные волны; электромагнетизм; представление об электромагнитном поле.
Возможность анализа внешних условий на основе поведения характеристик объекта.
Принцип редукции в описании сложного объекта. Лапласовский детерминизм и идея
корреляции в классической картине мира. Особенности регулярных воздействий
окружения на объект. Фундаментальные регулярные воздействия в классической физике
- гравитационное и электромагнитное. Дальнодействие и близкодействие, переносчики
взаимодействия и запаздывание. Однозначность прогноза поведения объекта по
известному контролируемому воздействию. Классические представления о возможности
точного измерения. Человек наблюдающий.
Регулярные воздействия в химии и биологии. Основные понятия и представления химии
и биологии к концу XIX века.
Пространство и время. Концепция мира событий. Пространственно-временные отношения
между событиями. Абсолютность и относительность. Расстояние и промежуток времени
по Ньютону и Эйнштейну. Скорость света как мировая константа. Основные идеи и
эффекты СТО. Необходимость модификации теории тяготения Ньютона. Основные идеи
ОТО. Геометрия мира. Кратчайшие расстояния между объектами: прямые и
геодезические. Роль массивных объектов.
Принцип эквивалентности Эйнштейна.
Гравитационная постоянная как мировая константа.
Роль мировых констант в построении целостной классической версии физической
картины мира.
Обзор классической версии картины мира и ее место в современной картине мира.
3. Неклассическая версия естественнонаучной картины мира
Введение в неклассические представления: природные явления и экспериментальные
данные, не находящие объяснения в рамках классического естествознания. Микромир:
свойства атомов, бертоллиды, законы наследственности, теплоемкость газов, дифракция
микрочастиц. Макромир: броуновское движение, катализ в химии, голубой цвет неба,
сверхпроводимость и флуктуации напряжения, мутации в биологии.
Понятие случайности и ее природа, представления о вероятностном прогнозе событий.
Модель Фейнмана в неклассическом естествознании (физическое тело и внешние
условия, реагент и катализатор, организм и среда). Холодный вакуум и термостат,
квантовое и тепловое стохастические воздействия.
Особенности стохастических
воздействий в физике (неконтролируемый характер, минимальный порог воздействия,
5
обусловленный фундаментальными константами). Случайные значения характеристик
объекта. Вероятностное описание состояний в естествознании. Катализ в химии и
мутации в биологии. Вероятностный прогноз поведения объекта
в условиях
стохастического воздействия. Понятие состояния в неклассическом естествознании.
Квантовые состояния: дифракция одиночных фотонов и частиц. Волны де Бройля и
вероятность. Постоянная Планка. Модель Бора и современные представления об атоме.
Тождественные частицы и спин. Бозоны и фермионы. Атомы и молекулы. Химическая
связь. Квантовые представления в химии
Средние значения характеристик объекта и стандартные отклонения от них.
Прибор
как макрообъект, вносящий возмущения в состояние объекта при измерении. Флуктуации
характеристик объекта и его состояния как фундаментальное свойство природы.
Корреляции. Соотношения неопределенностей (СН) как отражение корреляции между
флуктуациями.
Корреляция состояний и ее эффекты на макроуровне. Связанные
состояния. Опыты А.Аспекта.
Тепловые состояния. Броуновское движение. Тепловой контакт. Температура и тепловое
равновесие. Внутренняя энергия. Теплота и работа как способы изменения внутренней
энергии. Начала термодинамики. Эквивалентность теплоты и работы. Энтропия как мера
хаотичности системы.
Энтропия и симметрия. Закон возрастания энтропии в
изолированных системах. Тепловые флуктуации и постоянная Больцмана. Тепловые
состояния. Эволюция замкнутой термодинамической системы.
4. Концепция самоорганизации.
Порядок и беспорядок Открытые системы. Энтропия и негэнтропия, симметрия и
повышение сложности объектов.
Спонтанное возникновение упорядоченности в
неживой природе (ячейки Бенара, химические часы). Роль диссипации энергии.
Необратимость времени. Симметрия в живой природе. Фракталы. Условия возникновения
"порядка из хаоса" (незамкнутость, нелинейность, неравновесность). Роль флуктуаций в
процессах самоорганизации. Бифуркация и аттрактор. Примеры самоорганизации в
различных системах (природных, технических, биологических, социальных).
Междисциплинарный синтез.
5. Концепция эволюции. Эволюция Вселенной. Эволюция жизни на Земле. Эволюция
человека.
Обратимые и необратимые процессы. Типы систем (замкнутые, закрытые, открытые) по
потоках энергии и вещества и сценарии их эволюции. Триада состояний объекта
"рождение – старение- гибель" в парадигме эволюции. Дерево стрел времени и
бифуркации в эволюции объекта. Космологические принципы; решения космологического
уравнения; сингулярность; теории расширяющейся, горячей и раздувающейся Вселенной;
закон Хаббла, реликтовое излучение; антропный принцип. Большой взрыв и "рождение"
фундаментальных констант. Космологическая, галактическая и звездная стадии эволюции
Вселенной. Эволюция Солнечной системы и Земли как планеты. Понятие жизни.
Основные признаки и закономерности живых систем. Гипотезы возникновения живых
организмов. Биохимическая эволюция (абиогенез). Теория Опарина-Халдейна. Опыты
Мюллера. Мир РНК. Клетка и ее органеллы. Митоз и мейоз. Эволюция вида. Теория
эволюции Ч.Дарвина. Законы Г.Менделя. Структура ДНК. Нуклеотид, триплет, ген,
аллель, хромосома, геном, генотип, генофонд, фенотип.
Синтетическая теория.
Популяция как единица видообразования. Мутации. Онтогенез и филогенез. Основные
ароморфозы. Биосфера и геологические процессы. Триада ген-мозг-организм как
проявление идеи целостности. Хронологическая шкала жизни. Проблема возникновения
сознания. Асимметрия полушарий мозга. Проблема генетического и социального
детерминизма в формировании личностных качеств индивидуума. Случайность и
вероятность реализации связи ген (белок) – признак. Антропогенный фактор в развитии
биосферы. Человек в природе; ноосфера; биоэтика; экология; принципы универсального
эволюционизма; путь к единой культуре.
6
1
2
3
4
5
6
Введение Естественные
науки и
естественнонаучная
картина мира.
Фейнманова модель.
Глобальные идеи в
естествознании. Две
стратегии изучения
природы
Классическая версия
естественнонаучной
картины мира
Неклассическая версия
естественнонаучной
картины мира
Концепция
самоорганизации
Концепция эволюции.
Эволюция Вселенной.
Эволюция жизни на
Земле. Эволюция
человека
Заключение
Итого
семинары
лекции
№
п/п
Раздел
Дисциплины
Количество часов
самостоятель
ная
работа
Всего
2
2
2
6
2
2
3
7
2
2
4
8
2
2
3
7
2
2
4
8
10
10
16
36
ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ПО КУРСУ
1. Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение
Вселенной. М., 1981.
2. Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. М., 1991.
3. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М., 1983.
4. Грин Бр. Элегантная Вселенная: Суперструны, скрытые размерности и поиски
окончательной теории. М., 2008.
5. Грин Н., Стаут У., Тэйлор Д. Биология. М., 1990.
6. Девис П. Суперсила. Поиски единой теории Природы. М., 1989.
7. Ичас М. О природе живого: механизмы и смысл. М., 1994.
8. Климишин И.А. Астрономия наших дней. М., 1986.
9. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Спб., 2002.
10. Лейзер Д. Создавая картину Вселенной. М., 1988.
11. Лерер Дж. Как мы принимаем решения. – М., 2010.
12. Лидсей Д.-Э. Рождение вселенной. М., 2005.
13. Матурана У., Варела Ф. Древо познания. М., 2001.
14. Мизин Ю.Г. Космос и биосфера. М., 1989.
7
15. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М., 1990.
16. Панченко А.И. Философия, физика, микромир. М., 1988.
17. Пенроуз Р. Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики. М.,
2003.
18. Печчеи А. Человеческие качества. М., 1980.
19. Пиковский А., Розенблюм М., Куртс Ю. Синхронизация. Фундаментальное
нелинейное явление. М.: Техносфера, 2003.
20. Подольный Р. Нечто по имени ничто. М., 1983.
21. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.
22. Ридли М. Геном: автобиография вида в 23 главах. М.: Эксмо, 2010.
23. Сажин М.В. Современная космология в популярном изложении. М., 2002.
24. Степин В.С. Философская антропология и философия науки. М., 1992.
25. Талбот М. Голографическая Вселенная. М., 2004.
26. Турсунов А. Человек и мироздание. М., 1986.
27. Фейнберг Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке. М., 1992.
28. Философия и методология науки. М., 1996.
29. Хокинг С. Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр.
М.:Амфора, 1989.
30. Хокинг С. Мир в ореховой скорлупке. М.:Амфора, 2010.
31. Хорган Дж. Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки.
СПб., 2001.
32. Чайковский Ю.В. Наука о развитии жизни. М., 2006
33. Шмутцер Э. Теория относительности: Современное представление. М., 1981.
34. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физика. М., 1972.
35. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.
8