Концепции современного естествознания Полтавец Андрей Васильевич, к. 318

Литература Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. КСЕ. М.: ЮНИТИ-ДАНА, Кокин А.В. КСЕ. М.: Изд. Приор, Найдыш В.М. КСЕ. М.: Гардарики, 1997.

ЭУМК Главный сайт ( -> Учебный портал (edu.uapa.ru) -> ЭУМК ЭУМК по курсу «Концепции современного естествознания» «Извне» - логин destudent пароль urags

Веб-ресурсы Каталог методичек Каталог методичекedu.uapa.ru/elibrary Аннотированный каталог веб- ресурсов «В помощь студенту» Аннотированный каталог веб- ресурсов «В помощь студенту» edu.uapa.ru/ecatalog edu.uapa.ru/ecatalog Персональные страницы преподавателей Персональные страницы преподавателейpersonnel.uapa.ru

Критерии оценки Виды учебной деятельности Баллы (за единицу активности) Макс. кол-во баллов 1 Активность на лекциях или семинарских занятиях (ответы, выступления, комментарии, и др.) 0 – Домашние самостоятельные работы (две) 0 – Доклад на семинаре 0 – Контрольная работа (две) 0 – Итоговое мероприятие (письменная работа или тестирование, в электронной форме или в форме открытого теста) 0 – Экспертная оценка преподавателя 0-22 Всего - максимальный балл

Распределение текущих и итоговых контрольных мероприятий по неделям Домашние самостоятельные работы: первая после 5 семинара, вторая – после 9-го. Домашние самостоятельные работы: первая после 5 семинара, вторая – после 9-го. Доклады: в соответствии с выбранной темой и планом семинаров Доклады: в соответствии с выбранной темой и планом семинаров Контрольные работы: первая – на 6-ой неделе, 2-ая – на 12 неделе. Контрольные работы: первая – на 6-ой неделе, 2-ая – на 12 неделе. Текущие аттестации: выставляются по итогам текущей учебной активности: первая после 6-ой недели, вторая – после 12 –ой недели. Текущие аттестации: выставляются по итогам текущей учебной активности: первая после 6-ой недели, вторая – после 12 –ой недели.

Критерии итоговой оценки «Удовлетворительно» –Прошел итоговое контрольное мероприятие (получив более 15 баллов) –Набрал суммарно по всем видам активности от 50 до 65 баллов включительно. «Хорошо» –Прошел итоговое контрольное мероприятие (получив более 15 баллов) –Набрал более 65, но менее 75 баллов. «Отлично» –Прошел итоговое контрольное мероприятие (получив более 15 баллов) –Набрал более 75 баллов.

Введение Зачем нужен курс КСЕ? (мировоззренческие, общекультурные и прагматические резоны…) Попытка смягчить расхождение двух культур – гуманитарной и естественно-научной Попытка смягчить расхождение двух культур – гуманитарной и естественно-научной Без науки понимание единства мироздания невозможно Без науки понимание единства мироздания невозможно Дает методологию решения глобальных проблем Дает методологию решения глобальных проблем Рациональный подход, умение выявлять закономерности дает преимущество в разных сферах профессиональной деятельности Рациональный подход, умение выявлять закономерности дает преимущество в разных сферах профессиональной деятельности

Цель курса - дать панораму наиболее универсальных методов и законов современного естествознания дать панораму наиболее универсальных методов и законов современного естествознания продемонстрировать специфику и эффективность рационального метода познания окружающего мира продемонстрировать специфику и эффективность рационального метода познания окружающего мира

Структура курса (темы) Методология и история науки Методология и история науки Мегамир и макромир Мегамир и макромир Микромир Микромир Самоорганизация материи Самоорганизация материи Живая природа. Земля. Биосфера. Человек. Живая природа. Земля. Биосфера. Человек. Единая картина мира Единая картина мира

Тема 1: Наука Цель – понять что такое наука, и почему наука так эффективна

Наука Что это такое? Отрасль культуры? Отрасль культуры? Вид деятельности? Вид деятельности? Социальный институт? Социальный институт? Способ познания? Способ познания?

Наука как способ познания Какие способы познания можно выделить? Обыденно-практическое Обыденно-практическое Мифологическое Мифологическое Религиозное Религиозное Художественно-образное Художественно-образное Научное Научное

Наиболее характерные черты науки как способа познания (критерии) Системность Системность Рациональность Рациональность Нацеленность на поиск истины Нацеленность на поиск истины Доказательность Доказательность Наличие определенной методологии Наличие определенной методологии Непротиворечивость Непротиворечивость Интерсубъективность (объективность) Интерсубъективность (объективность)

Итак, наука – это… Особый рациональный способ познания мироздания, нацеленный на получение объективно истинных знаний, и основанный на доказательстве (эмпирическом, логическом, математическом)

А что такое объективность знаний? И чем она достигается? Логическим доказательством? (Античная наука) Логическим доказательством? (Античная наука) Ссылкой на авторитеты? (Средневековая теология) Ссылкой на авторитеты? (Средневековая теология)

Научная объективность Научные знания должны: допускать экспериментальную проверку независимыми исследователями допускать экспериментальную проверку независимыми исследователями быть логически непротиворечивыми быть логически непротиворечивыми не противоречить другим надежно установленным знаниям не противоречить другим надежно установленным знаниям

Объективность Принципы верификации и фальсификации 1. ПВ - Какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно сводимо к непосредственному опыту или высказываниям о нем, т.е. эмпирически проверяемо. 2. ПФ - Критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость или опровержимость.

Об истинности в науке Иногда говорят, что научное знание всегда ГИПОТЕТИЧНО… Что под этим понимают ? Фальсифицируемость (К. Поппер) – принципиальная возможность быть опровергнутым

Этапы становления науки Когда возникла наука? В первобытном обществе? В Древнем Египте? Древнем Вавилоне? Древнем Китае? в средневековой Европе? или в Германии 19-го века? Как обоснованно ответить на этот вопрос?

«Преднаука» Древнего Египта Папирус Ахмеса (Райнда) Примерно 2000 г д.н.э. Хранится в Британском музее Содержит 84 решения прикладных задач, ни одного общего правила или теоретического обобщения Например, в папирусе Ахмеса есть такая задача: «Разделить поровну 7 хлебов между восьмью людьми»

Папирус Ахмеса Папирус Райнда … практические аспекты геометрии «Рецепты» основаны на интуиции и опыте

Московский папирус (4 тыс лет)

Первый этап становления науки Древнегреческое естествознание 5-3 вв до н.э. Пифагор, Платон, Аристотель

Пифагор, Евклид, Платон ок. 580 – 500 гг. до н.э. конец IV – III вв. до н.э. 428 – 348 гг. до н.э.

Познание приобретает черты системности и доказательности именно в античности Познание приобретает черты системности и доказательности именно в античности Возникает логика и анализ как методы доказательства и изучения Возникает логика и анализ как методы доказательства и изучения

Первые научные программы античности Математическая программа Пифагор, Евклид, Платон Математическая программа Пифагор, Евклид, Платон Атомизм Левкипп, Демокрит, Платон Атомизм Левкипп, Демокрит, Платон Поиск первовещества Поиск первовещества Фалес Аристотелевская картина мира Аристотелевская картина мира

Математическая программа Мир – упорядоченный Космос, его порядок сродни порядку в человеческом разуме. Следовательно, мир познаваем Мир – упорядоченный Космос, его порядок сродни порядку в человеческом разуме. Следовательно, мир познаваем Сущность мира – количественные отношения действительности Сущность мира – количественные отношения действительности

Развитие представлений о материи Состоит из стихий – воздух, вода, огонь (античность) Состоит из стихий – воздух, вода, огонь (античность) Идея дискретного устройства (из частиц - атомов) Идея дискретного устройства (из частиц - атомов) Как это соотносится с современными представлениями о материи? Как это соотносится с современными представлениями о материи?

Атомизм Демокрит ( до н.э.) Атомы бесконечны по величине и количеству, они вихрем несутся по Вселенной и этим порождают все сложное – огонь, воду, воздух, землю, ибо они все суть соединения каких-то атомов, которые не подвержены воздействиям и неизменны в силу своей твердости.

Аристотелевская картина мира Аристотель (384 – 322 до н.э.) Некоторые утверждения Аристотеля первооснова мира – земля, вода, воздух, огонь первооснова мира – земля, вода, воздух, огонь все движение делится на движения по кругу (небесные тела), вниз (тяжелые – земля, вода) и вверх (легкие – воздух, огонь)все движение делится на движения по кругу (небесные тела), вниз (тяжелые – земля, вода) и вверх (легкие – воздух, огонь) для движения тел в подлунном мире нужна внешняя причина для движения тел в подлунном мире нужна внешняя причина скорость падения тел зависит от их массы скорость падения тел зависит от их массы в центре мироздания находится Земляв центре мироздания находится Земля

Для древнегреческой науки характерны - - Созерцательность - Созерцательность (опыт как способ установления новых фактов – отрицается, и тем более как способ проверки или доказательства) - Нацеленность на объяснение первопричин явлений, - Нацеленность на объяснение первопричин явлений, основной вопрос – «почему?»

Средневековое западноевропейское естествознание вв н.э. Николай Коперник, Иоганн Кеплер, Галилео Галилей, Исаак Ньютон

Наука Нового времени Николай Коперник 1473 – 1543 Гелиоцентрическая система мира

Наука Нового времени Иоганн Кеплер 1571 – 1630 Законы Кеплера 1. Планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце 2. Движение планет по орбите неравномерно (постоянна секториальная скорость планет) 3. Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит

Наука Нового времени Галилео Галилей 1564 – 1642 Сформулировал основы современного научного метода Заложил основы классической механики Сконструировал в 1609 г. телескоп и сделал ряд астрономических открытий: четыре спутника Юпитера, горы на Луне, пятна на Солнце, вращение Солнца вокруг оси, фазы Венеры, кольцо Сатурна четыре спутника Юпитера, горы на Луне, пятна на Солнце, вращение Солнца вокруг оси, фазы Венеры, кольцо Сатурна установил, что Млечный Путь состоит из большого количества отдельных звёзд установил, что Млечный Путь состоит из большого количества отдельных звёзд Сконструировал микроскоп, барометр …

Галилео Галилей в суждениях о природе необходимо оперировать свойствами, которые можно точно измерить в суждениях о природе необходимо оперировать свойствами, которые можно точно измерить опыт – критерий истины опыт – критерий истины

Методологический вклад в науку Галилео Галилея Стал использовать опыт, эксперимент как средство проверки гипотез и обнаружения новых фактов Стал использовать опыт, эксперимент как средство проверки гипотез и обнаружения новых фактов Мысленный эксперимент Мысленный эксперимент Математическое описание вместо физического объяснения Математическое описание вместо физического объяснения

Наука Нового времени Аристотель тяжелые тела движутся вниз, легкие – вверх тяжелые тела движутся вниз, легкие – вверх для движения тел в подлунном мире нужна внешняя причина для движения тел в подлунном мире нужна внешняя причина скорость падения тел зависит от их массы скорость падения тел зависит от их массы в центре мироздания находится Земля в центре мироздания находится Земля Галилей это зависит от относительной плотности тела и среды это зависит от относительной плотности тела и среды принцип инерции принцип инерции закон свободного падения тел закон свободного падения тел инерция и принцип относительности инерция и принцип относительности

Черты средневековой науки Развитие логико-дискутивного мышления Развитие логико-дискутивного мышления Другое отношение к практике, эксперименту Другое отношение к практике, эксперименту Систематизация знаний Систематизация знаний Развитие математики – «Бог создал мир по законам математики» Развитие математики – «Бог создал мир по законам математики»

Основы классической науки Исаак Ньютон 1643 – 1727 "Математические начала натуральной философии" (1687) Сформулировал понятия и законы классической механики и основы дифференциального и интегрального исчисления Дал математическую формулировку закона всемирного тяготения, доказал тождественность силы тяготения и силы тяжести на Земле, теоретически обоснованы законы Кеплера, объяснил морские приливы, фигуру Земли … Заложил основы оптики, сконструировал зеркальный телескоп …

Наука XIX века Чарльз Дарвин (1809 – 1882) Эволюционное учение Дж. К. Максвелл (1831) Дж. К. Максвелл (1831 – 1879) Теория электромагнетизма Д. И. Менделеев ( ) Д. И. Менделеев (1834 – 1907) Периодический закон

Черты классической науки Механицизм : мир = машина Механицизм : мир = машина идеал знания – механика Ньютона стремление к завершенной системе знаний фиксирующей истину в окончательном виде, исключение случайности, исключение из рассмотрения исследователя Детерминизм Детерминизм Лаплас: если знать значения координат и скоростей всех тел в мире в некоторый момент времени, и все силы, то можно было бы предсказать все – и прошлое и будущее Антиэволюционизм Антиэволюционизм живая материя не подчиняется естественным законам Рационализм и позитивизм Рационализм и позитивизм разум и вера разведены в разные стороны, научное мировоззрение считается более передовым

Функции науки описательная описательная объясняющая объясняющая практическая практическая мировоззренческая мировоззренческая прогностическая прогностическая

Наука отвечает на вопрос

Классическая схема познания Научный факт Научный факт Эмпирическое обобщение Эмпирическое обобщение Гипотеза Гипотеза Закон или теория Закон или теория Применение и проверка Применение и проверка (до тех пор, пока не обнаружится новый факт, не укладывающийся в старую теорию)

Научный факт Наука, стремясь к достоверности и объективности, сознательно ограничила круг фактов, с которыми она может работать научный факт – информация, которую можно неоднократно воспроизводить в неизменном виде

Гипотетико-дедуктивная схема познания (К.Поппер) ФАКТ гипотетическое обобщение = теория

Взаимосвязь научных фактов и теории Научные факты Научная теория обосновывают истолковывают

О противоречивости и ограниченности науки Противоречие предмета и метода Противоречие предмета и метода Гипотетичность Гипотетичность Соотношение реальности и модели Соотношение реальности и модели