Естественно-научная картина мира. Вселенная. Наблюдатель. Информация: Учебное пособие для вузов

Description

В учебном пособии рассматривается развитие всей системы естественных наук: от космологических воззрений о зарождении Вселенной до дисциплин, изучающих мельчайшие частицы материи. Показывается, как эволюция представлений о природе вещества и излучения неоднократно порождала кризисные ситуации, выходом из которых являлось кардинальное изменение принятых моделей объяснения, что приводило к возникновению принципиально новых научных парадигм. Излагается историческая и логическая последовательность событий, образующих общий процесс эволюции материи от Большого взрыва до наших дней, в частности явления нуклеосинтеза, химической и биологической эволюции, а также феномен возникновения разума во Вселенной. Обсуждается роль научного сообщества в верификации и признании выдающихся естественно-научных открытий. Пособие соответствует ФГОС ВО последнего поколения. Для студентов вузов, изучающих дисциплину «Концепции современного естествознания» (или «Естественно-научная картина мира»), в том числе гуманитарных направлений подготовки, а также магистрантов, изучающих дисциплины «Логика и методология науки», «Философские проблемы естествознания», «Методика проведения НИР». Предисловие Введение Часть 1. Естествознание: эволюция представлений Глава 1. Система естественных наук 1.1. Материя и сознание. Феномен разума во Вселенной 1.2. Ключевые понятия системного подхода в естествознании 1.3. Понятие энтропии. Закон возрастания энтропии 1.4. Познание и информация 1.5. Основы теории информации. Данные и знания 1.6. О ценности информации 1.7. Энтропия — потенциальная информация Глава 2. Структура и масштабы Вселенной 2.1. Эволюция представлений о Вселенной 2.2. Законы Кеплера 2.3. Солнечная система 2.4. Систематизация объектов Солнечной системы 2.5. Галактика Млечный путь 2.6. Планета Земля и законы Ньютона Глава 3. Механистическая картина мира 3.1. Классическая механика Галилея — Ньютона 3.2. Классический детерминизм 3.3. Развитие концепций пространства и времени 3.4. Пространство, время и законы сохранения Глава 4. Эволюция классической физики 4.1. Классическая термодинамика и статистическая физика 4.2. Фундаментальные принципы (начала) термодинамики 4.3. Рождение понятия энтропии Глава 5. Корпускулярное и волновое представления 5.1. Классическое описание природы излучения 5.2. Явление интерференции и развитие волновой теории 5.3. Электромагнитная картина мира 5.4. Уравнения Максвелла и скорость света Глава 6. Кризис классической физики 6.1. Накопление противоречий 6.2. Опыт Майкельсона — Морли 6.3. Открытия конца XIX в. Глава 7. Научная революция XX в. 7.1. Концепция относительности пространства и времени 7.2. Кинематика специальной теории относительности 7.3. Динамика специальной теории относительности 7.4. Общая теория относительности 7.5. Зарождение квантовой физики 7.6. Модели атома и открытие атомного ядра 7.7. Постулаты Бора 7.8. Концепция корпускулярно-волнового дуализма материи Глава 8. Концепции квантовой физики 8.1. Отказ от классических представлений 8.2. Фундаментальные принципы квантовой механики 8.3. Физическая природа волн де Бройля 8.4. Релятивистская квантовая механика. Уравнение Дирака 8.5. Фейнмановская версия квантовой механики 8.6. Квантовая электродинамика 8.7. Фундаментальные взаимодействия 8.8. Квантовополевая теория сильного взаимодействия 8.9. Квантовополевая теория электрослабого взаимодействия Глава 9. Элементарные частицы и их свойства 9.1. Как открывались первые элементарные частицы 9.2. Мезоны, гипероны и бозон Хиггса 9.3. Систематика элементарных частиц 9.4. Частицы и античастицы 9.5. Законы сохранения в мире элементарных частиц 9.6. Кварковая модель адронов Часть 2. Естествознание: эволюция материи Глава 10. Концепции космологической эволюции 10.1. Расширяющаяся Вселенная 10.2. Модели Фридмана и их подтверждение 10.3. Концепция Большого взрыва 10.4. Модель горячего Большого взрыва 10.5. История открытия реликтового излучения 10.6. Инфляционная фаза расширения Вселенной 10.7. Феномен ускоренного расширения Вселенной 10.8. Структурная организация Вселенной 10.9. Термоядерный синтез в звездах Глава 11. Эволюция звезд 11.1. Стадии эволюции звезды 11.2. Возникновение нейтронных звезд 11.3. Открытие нейтронных звезд 11.4. История признания открытия нейтронных звезд 11.5. Природа нейтронных звезд. Новые и сверхновые 11.6. Феномен черной дыры Глава 12. Нуклеосинтез во Вселенной 12.1. Основные процессы нуклеосинтеза 12.2. Химическая эволюция и систематика химических элементов 12.3. Принцип Паули и периодический закон Менделеева 12.4. Химические соединения 12.5. Данные эволюционной химии Часть 3. Феномен земной биосферы Глава 13. Эволюция биосферы 13.1. Явление жизни и антропный принцип 13.2. Уровни организации живой материи 13.3. Состав и структура живой клетки 13.4. Механизм биологической наследственности Глава 14. Структура биосферы 14.1. Биосфера — самоорганизующаяся система 14.2. Информация, управление и связь в живой природе 14.3. Единство геологической и биологической эволюции 14.4. Фотосинтез и жизнедеятельность биосферы Глава 15. Структура и функции экосистем 15.1. Принципы взаимодействия живых организмов 15.2. Структура экосистем 15.3. Экологические факторы 15.4. Воздействие экологических факторов на живые организмы 15.5. Биотические факторы и взаимодействие видов Глава 16. Жизнедеятельность экосистем 16.1. Энергия и жизнь 16.2. Производство энергии живыми организмами 16.3. Организация живых систем на уровне сообщества 16.4. Круговорот вещества в биосфере 16.5. Развитие и устойчивость экосистем 16.6. Динамика функционирования экосистем Глава 17. Взаимодействие природы и общества 17.1. Феномен человека 17.2. Когнитивная революция вида Homo sapiens 17.3. Великая неолитическая революция 17.4. Взаимодействие в системе «человек — биосфера» Глава 18. Человечество и природные ресурсы 18.1. Характеристика природных ресурсов 18.2. Место и роль растений в биосфере 18.3. Растительный мир и человек 18.4. Лесные ресурсы и деятельность человека 18.5. Место животных в биосфере и жизни человека 18.6. Взаимодействие человека с животным миром 18.7. Пути сохранения животного мира Глава 19. Экология человека 19.1. Здоровье человека и окружающая среда 19.2. Факторы экологического риска 19.3. Классификация катастроф 19.4. Источники и причины катастроф Глава 20. Глобальные проблемы человечества 20.1. Глобальное потепление климата 20.2. Энергетический кризис 20.3. Демографический взрыв 20.4. Проблема устойчивого развития 20.5. Выбор стратегии поведения человечества в условиях глобального экологического кризиса 20.6. Возможное будущее человеческого вида Заключение Словарь терминов Персоналии Рекомендуемая литература Оглавление