Справочный материал

Точное естествознание – вполне оформленное, часто в математических формулах, точное знание обо всем, что в действительности существует или возможно во Вселенной.

Междисциплинарные науки – новые науки, стоящие на пересечении нескольких традиционных естественных наук.

Дифференциация науки – создание узких областей какой-либо науки.

Иерархичность – важнейшее свойство систем со сложной структурой, характеризующиеся наличием субординации или соподчинения ее подсистем или структурных уровней.

Редукционизм – направление в науке, согласно которому все «высшее» сводится к более простому «низшему», т.е. все биологические явления к химическим, а химические к физическим.

Интегратизм (холизм) - обратное редукционизму направление в науке, согласно которому, «низшее» объясняется понятиями, полученными на более высоких уровнях организации материи.

Метод – совокупность определенных правил, приемов, норм познания и действия, систематический способ достижения определенной цели.

Методология – учение о методе, исследование метода.

Методика – совокупность приемов и операций целесообразного проведения работы. В узком смысле слова – рецептурная пропись, предусматривающая строгую последовательность действий для получения желаемого результата.(можно говорить о различных методиках химического анализа в рамках какого-либо одного метода.

Всеобщие методы – методы, используемые во всех отраслях науки.

Анализ – мысленное или реальное расчленение объекта на части.

Синтез – соединение мысленное или реальное раздельных элементов в единое целое,

(химический синтез – целенаправленное получение сложных веществ из более простых, основанное на знании молекулярного строения и реакционной способности последних).

Индукция- метод научного познания, состоящийв формулировании логического умозаключения на основе обобщенных данных эксперимента и наблюдений.

Дедукция- вывод по правилам логики от общего к частному. Считается, что если посылки дедукции истинны, то и истинны ее следствия. Дедукция – одно из основных средств доказательства.

Гипотеза – некоторое предположение или предсказание, выдвигаемое для разрешения неопределенной ситуации в научном исследовании.

Моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя.

Абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений.

Аналогия – соответствие, сходство предметов (явлений, процессов), позволяет переносить знание с изучаемого объекта на неизученный при сходстве.

Верификация – эмпирическое подтверждение теоретических данных науки путем сопоставления их с чувственными данными, экспериментами.

Фальсификация – означает, что предметом науки может быть только принципиально опровергаемое знание. Знание, которое нельзя опровергнуть, не может относиться к науке.

Суммативное множество – полученное путем простого сложения составных частей.

Системное множество (система) – это такая совокупность элементов, или частей, в которой существует их взаимосвязь, взаимовлияние и взаимное качественное преобразование.

Системный подход – метод научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объекта, выявление многообразных связей и сведение в единую картину представления явления, объектов, предметов.

Методы эмпирического уровня исследования – наблюдение, эксперимент, описание, измерение.

Наблюдение – целенаправленное восприятие явлений объективной действительности.

Эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явлений при повторении условий.

Описание - фиксаиия средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах.

Измерение – сравнение объектов по каким – либо сходным свойствам или сторонам.

Методы теоретического уровня исследования – формализация, аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный метод.

Формализация – построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности.

Аксиоматизация – построение теорий на основе аксиом – утверждений, доказательства истинности которых не требуется.

Гипотетико - дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Мегамир – мир больших космических масштабов и скоростей. Пространство измеряется в астрономических единицах, световых годах и парсеках.

Макромир – мир объе ктов, размерность которых соотносима с масштабами жизни на Земле. Пространство измеряется в миллиметрах, сантиметрах и километрах.

Время измеряется в секундах, минутах, часах, годах.

Микромир – мир предельно малых масштабов. Пространственные характеристики исчисляются от 10^-8 до 10^{-16 см. Время измеряется от бесконечности до 10-24} с.

Научная революция – радикальное изменение всех элементов научного знания, приводящее к смене картины мира.

Научная картина мира – системные научные представления о строении мира, характеристиках, закономерностях и тенденциях его эволюции.

Парадигма (греч. – пример, образец) – научная теория, воплощенная в системе понятий, выражающих существенные черты действительности, исходная концептуальная модель постановки проблем и их решения, методов исследования, господствующих в течение определенного времени в научном сообществе, и дающих представление о мире. Смена парадигм происходит в ходе научных революций.

Нормальная наука – накопление знаний в рамках существующей парадигмы.

Итог аристотелевской научной революции – создание последовательного учения о геоцентрической системе мира Аристотеля.

Программа Платона – научную программу Платона можно назвать математической. В основе ее лежит идея Пифагора, что «числа – суть вещей». Согласно учению Платона, материальный мир бытия является лишь отражением мира идей человека, его представлений, а не реально существующей материей.

Представления Аристотеля (384-322 до н.э.), – согласно континуальному подходу весь мир состоит из непрерывной субстанции, находящейся в постоянном движении. Все объекты природы не возникают и не уничтожаются, а существуют вечно и проявляются в различных формах. Аристотель ввел понятие естественных и насильственных движений тел. Именно Аристотель первым ввел термин «физика» для обозначения учения о природе.

Аристотель основоположник логики и геоцентризма.

Суть учения Демокрита (460 – 370 г. до н.э.) – сводится к следующему:

- не существует ничего кроме атомов и пустого пространства (т.е. пустоты, небытия).

- Атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме.

- Из ничего не происходит ничего.

- Ничто не совершается случайно, но по какому-нибудь основанию и с необходимостью.

- Различие между вещами происходит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядке.

Эвклид (III в. до н.э.) – основоположник современной школьной геометрии. Ее постулаты и теоремы – это переработанные «Начала» Евклида. В этой работе выстроена логическая схема геометрии.

Архимед (287 – 212 г. до н.э.) – первый представитель математической физики, воплотивший законы механики (закон рычага, учение о центре тяжести, о плавании тел и пр.) в действующие конструкции машин.

К. Птоломей (87 – 165 гг.) – построил геоцентрическую модель Мира (по сути дела – модель Солнечной системы), которая позволила объяснить все наблюдаемые особенности движения планет, Солнца и Луны, а главное, имела мощное предсказательное значение.

Н. Коперник (1473 – 1543 гг.) – основоположник гелиоцентрической модели строения Мира.

Тихо Брагге – (1546 – 1601 гг.) – датский астроном (точнейшие телескопные наблюдения).

Законы движения планет И. Кеплера (1571 – 1630 гг.),

1.Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем площадь сектора орбиты, описанная рвдиусом-вектором планеты, изменяется пропорционально времени обращения.

3. Квадраты времени обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний до него.

Принцип относительности Г.Галилея – н икакими механическими опытами, проведенными внутри системы, невозможно установить, покоится система или движется прямолинейно и равномерно.

Закон инерции Г.Галилея – равномерное прямолинейное движение, равно как и покой могут существовать при отсутствии всяких сил.

Сущность механистической картины мира (МКМ) – Природа– сложная механическая система, материя – дискретна и состоит из атомов, пространство –трехмерно, время – не зависит ни от пространства ни от материи, движение – перемещение по непрерывным траекториям в соответствии с законами механики.

А.Ампер (1775 – 1836) – французский физик, основоположник электродинамики.

Х.К. Эрстед (1777 – 1836) – датский физик, открыл магнитное действие электрического тока (1820г)

М. Фарадей (1791 –1867) – английский физик, (электролиз и его законы, электромагнитная индукция и ее законы), основоположник учения об электромагнитном поле.

Явление электромагнитной индукции – возникновение тока в проводнике вблизи движущегося магнита, отрыто английским естествоиспытателем М. Фарадеем.

Д. Максвелл (1831 – 1879) – английский физик (теория газов, термо- и электродинамика, статистическая физика). Создатель классической электродинамики.

Поле физическое – особая форма материи, создаваемая частицами (гравитационное, электромагнитное, поле ядерных сил и пр.) и переносящая их взаимодействия; система с бесконечным числом степеней свободы.

Вещество – некая субстанция, представляющая вид материи и состоящая из дискретных образований, обладающих массой покоя, в том числе из неделимых частиц, обладающими физическими параметрами (заряд, масса, энергия, спин и т.д.)

Близкодействие – передача взаимодействия посредством полей от точки к точке с конечной скоростью, не превышающей скорость света в вакууме.

Дальнодействие – представление, по которому действие передается мгновенно через пустоту на любые расстояния.

Электромагнитная картина мира (ЭМКМ) – формируется на основе начал электромагнетизма М.Фарадея, теории электромагнитного поля Д.Максвелла, электронной теории Г.Лоренца и постулатов теории относительности А.Эйнштейна.

Эйнштейновская глобальная научная революция – Радикально преобразила научную картину мира, изменив астрономию, космологию, физику и означала полный отказ от всякого центризма.

Постулаты СТО – первый постулат (принцип относительности): все инерциальные системы отсчета эквивалентны друг другу в отношении постановки в них любых физических экспериментов; второй постулат: скорость света является постоянной в любых инерциальных системах отсчета.

Основные выводы из СТО – сокращение длины; замедление времени и увеличение массы в движущейся системе.

ОТО А. Эйнштейна – теория, совершившая переворот в физических представлениях о природе гравитационного взаимодействия.

Масса – одна из основных физических характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства. В механике – коэффициент пропорциональности

Между действующей на тело силой и ускорением: величина, измеряющая количество вещества в теле.

Масса покоя частицы (тела) –масса частицы в системе отсчета, в которой она покоится.

Принцип эквивалентности – движение в неинерциальной системе отсчета эквивалентно некоторому гравитационному полю.

Квантовая электродинамика – теория электромагнитных взаимодействий, которая рассматривает процесс взаимодействия заряженных частиц как обмен фотонами.

Кварки – гипотетические частицы с дробным зарядом и со спином ½, из которых, возможно, состоят все адроны.

Фермионы -_ элементарные частицы с полуцелым спином (½,3/2); к ним относятся электроны, протоны, нейтроны, кварки.

Лептоны – элементарные частицы со спином ½, не участвующие в ядерных взаимодействиях. К лептонам относятся электроны, мюоны и лептоны, электронное, мюонное и лептонное нейтрино и их античастицы. Все они участвуют в слабых взаимодействиях.

Мезоны – нестабильные элементарные частицы с нулевым или целым спином, принадлежащие к классу адронов.

Барионы – элементарные частицы, относящиеся к классу адронов, с полуцелым спином и массой не меньше массы протона.

Физический вакуум – пространство в котором отсутствуют реальные частицы и выполняется условие минимума плотности энергии в данном объеме. В квантовой теории поля – наинизшее энергетическое состояние.

Сильное взаимодействие – удерживает кварки внутри протона и нейтрона, а протоны и нейтроны – внутри атомного ядра.

Слабое взаимодействие – короткодействующее (порядка 10^-16см.) взаимодействие микрочастиц, превращающее одни элементарные частицы в другие; переносится с помощью векторных бозонов; проявляется при взрыве сверхновых звезд.

Электромагнитное взаимодействие – имеет универсальный характер и может выступать в зависимости от знака заряда либо как притяжение, либо как отталкивание. Оно определяет возникновение атомов, молекул и макроскопическихтел.

Гравитационное взаимодействие - имеет универсальный характер и выступает в виде притяжения. Оно является самым слабым из всех остальных взаимодействий.

Глюон - частица со спином 1, переносчик сильного взаимодействия.

Фотон – квант электромагнитного поля, переносчик электромагнитного взаимодействия заряженных частиц, нейтральная элементарная частица с нулевой массой покоя и спином, равным 1.

Гравитон – гипотетический квант гравитационного поля, имеющий нулевую массу покоя и заряд.

Корпускулярно-волновой дуализм – двойственная природа мельчайших частиц вещества, состоящая в наличии у них не только корпускулярных, но и волнл\овых свойств.

Интерференция - явление, состоящее в стационарном пространственном распределении амплитуды и фазы волны, образованной при одновременном распространении нескольких волн. Интерференция возможна при когерентности волн, т.е. при условии постоянства разности их фаз.

Дифракция - огибание волнами препятствий, имеет место, если размеры препятствия порядка длины волны. В более общем смысле – любое отклонение от законов геометрической оптики в неоднородных средах.

Фотоэффект – освобождение электронов вещества при поглощении им электромагнитного излучения (фотонов).

Принцип дополнительности Н.Бора – сформулирован в 1927 г., состоит в том, что при экспериментальном исследовании микрообъектов могут быть получены точные данные либо об их энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и вре мени.

Постулаты квантовой модели строения атома – В атоме существуют стационарные орбиты, двигаясь по которым, электрон не излучает и не поглощает энергию.

При переходе из одного стационарного состояния в другое, электрон излучает или поглощает квант энергии.

Принцип неопределенностей В.Гейзенберга – фундаментальный принцип в квантовой теории, определяющий границы применимости классических представлений при описании свойств микромира: принципиально нельзя определить одновременно координату и импульс частиц точнее, чем это допускает принцип неопределенностей

Квантово-полевая картина мира (КПКМ) – формируется на основе квантовой гипотезы М.Планка, волновой механики Э.Шредингера, квантовой механики В.Гейзенберга и квантовой теории атома Н.Бора.

Астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца, принимаемой за 146,6 млн. км.

Параллакс секунда – расстояние с которого радиус Земли виден под углом 1 с.; 1 пк= 206 265 а.е.=3 св. года=3 10¹⁶м..

Световой год - единица расстояния, равная пути, который проходит свет за 1 год. 1 св. г.=0.3 пк=9.5 10¹⁵

Звезда – гравитационно-связанное тело в котором в значительных масштабах происходили, происходят или будут происходить термоядерные реакции превращения водорода в гелий.

Светимость звезды – мощность излучения.

Галактики - гигантские звездные системы (до сотен миллиардов звезд), разделяемые по внешнему виду на спиральные, эллиптические и неправильные

Белый карлик – очень плотные звезды с массами не более 1,4 солнечной, радиусом в 100 меньшим и низкой светимостью (порядка 0.0001 солнечной очень плотные звезды с массами). Таковых в Галактике почти 10%.

Квазар - (квазизвездный источник радиоизлучения) космический объект большой удаленности от Солнечной системы, обладающий интенсивным радиоизлучением, источник огромной энергии которого неизвестен.

Пульсар - космический источник импульсного радиооптического, рентгеновского и гамма-излучения.

Комета – небольшое по массе космическое тело, член Солнечной системы, движущееся по сильно вытянутой орбите; при приближении к Солнцу у кометы выделяют «голову»

(центральную часть называют ядром) и «хвост»; состоит из замерзших газов и частичек пыли.

Сверхновые звезды – внезапно вспыхивающие звезды, мощность излучения которых во время вспышки во много раз превышает мощность вспышки новой звезды.

Красное смещение – увеличение длины волны в спектре источника, удаляющегося от наблюдателя, связанное с эффектом Доплера.

Сингулярность – сверхплотное состояние вещества Вселенной составляло 10⁹³г/см³, а ее первоначальный размер 10^{-33 см.}

Реликтовое излучение – открыто в 1965г. А.Пензиасом и Р. Вилсоном. По расчетам, температура реликтового излучения к настоящему времени должна составить 3-3,5 К. Реликтовое излучение теоретически было предсказано в 1948г. Г.Гамовым.

Химия – наука о химических элементах и их соединениях.

Основная проблема химии – получение веществ с заранее заданными свойствами; проблема выявления и определения методов (способов) управления свойствами веществ.

Химическая картина мира – формируется на основе четырех концептуальных систем химического знания:

- учения о составе вещества

- учения о структуре вещества

- учения о химических процессах

- эволюционной химии

Учение о составе – охватывает три основных проблемы:

-проблему химического элемента

проблему химического соединения

проблему вовлечения и применения все большего числа химических элементов для производства новых материалов.

Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Сродство – химический термин, обозначающий количество атомов водорода, которое может заместить данный химический элемент.

Валентность – свойство частиц вступать в химическое взаимодействие, количественной мерой которого является число не спаренных электронов, не поделенных электронных пар и вакантных орбиталей, участвующих в образовании химических связей.

Химическая связь – вид взаимодействия между отдельными атомами или между атомно-молекулярными частицами, который обусловлен совместным использованием их электронов. Тип связи определяется характером физического взаимодействия атомно- молекулярных частиц друг с другом. Существуют ковалентная, полярная, ионно-ковалентная и ионная связи.

Проблемы на уровне химических процессов – сводятся к изучению т ермодинамических и кинетических условий протекания химического процесса.

Термодинамические методы – влияют на смещение химического равновесия.

Кинетические методы – влияют на скорость протекания реакции.

Проблемы на уровне эволюционной химии – создание катализаторов, свойства которых максимально приближены к природным катализаторам.

Субстратный подход – состоит в исследовании вещественной основы биологических систем, т.е. определенного состава элементов-органогенов и определенной структуры входящих в живой организм химических соединений.

Функциональный подход – состоит в исследовании процессов самоорганизации материальных систем, выявлении законов, которым подчиняются такие процессы.

Проблемы эволюционной химии сводятся к процессам самопроизвольного синтеза новых химических соединений, являющихся более сложными и высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными веществами.

Катализ – это процесс изменения скорости или возбуждения химической реакции веществами-катализаторами, которые участвуют в реакции, но не входят в состав конечных продуктов. Вещества, замедляющие химическую реакцию, называются ингибиторами.

К. Линней (1707-1778) – выдающийся шведский биолог-натуралист, все его труды посвящены грандиозной систематизации растительного и животного мира по произвольно выбранным, зачастую единичным признакам.

Наследственная изменчивость – это изменчивость, которая обусловлена возникновением новых генотипов (аналог «неопределенной изменчивости»).

Ненаследственная изменчивость – это изменчивость, которая отражает изменения фенотипа под влиянием условий внешней среды (аналог «определенной изменчивости»)

Онтогенетическая изменчивость – отражает изменения в онтогенезе особи или изменчивость отдельных клеток в процессе дифференциации.

Микроэволюция – означает совокупность эволюционных процессов в популяциях, сопровождающихся изменением генофонда и образованием новых видов.

Репликация ДНК – самоудвоение молекул ДНК. Матричная ДНК, состоящая из двух скрученных молекулярных цепочек или нитей, раскручивается. Образуются две молекулярные нити, каждая из которых служит матрицей для синтеза новой нити, комплементарной к ней.

Комплементарность – термин, обозначающий, что синтез новой цепи ДНК происходит таким образом, что последовательность нуклеиновых оснований в одной цепи ДНК однозначно определяет их последовательность в другой цепи.

Мутация генов – механизм непосредственного преобразования генов при сильном внешнем воздействии. При этом механизме порядок расположения генов в хромосоме не изменится.

Генная инженерия – наука, целью которой стало создание новых форм организмов, в том числе и высших, наделенных свойствами, ранее у них отсутствующих, на основе создания гибридных молекул с новыми (нужными) свойствами.

Метаболизм – обмен веществ, совокупность процессов катаболизма, амфоболизма и анаболизма.

Амфоболизм – процесс преобразования мелких молекул в ходе катаболизма, которые затем принимают участие в строительстве более сложных молекул.

Анаболизм или ассимиляция – разветвленная система процессов биосинтеза сложных молекул с расходованием энергии АТФ.

Архебактерии – клетки, которые по гипотезе ученых, являются эволюционными предками прокариотов и эукариотов.

Биоценоз – совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой.

Ген – еденица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака.

Гетеротрофы – организмы, питающиеся органическими веществами.К ним относятся многие микроорганизмы, грибы, все животные, человек.

Коацерваты – области полимера, биополимера (капли, слои) с повышенной концентрацией этого вещества по сравнению со всем остальным раствором.

Популяция – относительно изолированная от других и обладающая определнным генофондом совокупность особей определенного вида, в течение длительного времени (большое число поколений) населяющих определенное пространство; рассматривается кака элементарная единица эволюции.

Хиральность молекулярная (диссимметрия) – отсутствие зеркальной симметрии у молекул живой материи, приводящее к отклонению ими поляризованного луча света.

Хромосомы – структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК. В которой заключена наследственная информация организма. В хромосомах в линейном порядке расположены гены.

Эукариоты – организмы, клетки которых содержат оформленное ядро. Эти организмы являются высшими, ядро в них отделено от цитоплазмы оболочкой.

Прокариоты – организмы, лишенные сформированного ядра (вирусы, бактерии, сине-зеленые водоросли).

Биосфера – область распространения жизни на Земле. Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и литосферу, населенные живыми организмами.

Ноосфера – та часть нашей планеты и околопланетного пространства, которая несет на себе печать разумной деятельности человека.

ЛИТЕРАТУРА

Основная (с грифом Министерства образования РФ)

1. Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. М., 2003.

2. Суханов А. Д., Голубева О. Н. Концепции современного естест­вознания. М., 2000.

3. Гуляев С. А., Жуковский В. М., Комов С. В. Основы естествозна­ния. Екатеринбург, 2000.

4. Горелов А. А. Концепции современного естествознания. М., 2004.

5. Дубищева Т. Я. Концепции современного естествознания. Ново-сибирск, 1997.

6. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2003.

7. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М., 1999.

8.Горохов В.Г. Концепции современного естествознания. М., 2003.

Дата добавления: 2015-11-14