Тема 2.3. Материя в пространстве и времени

Развитие представлений о пространстве и времени. Классическая концепция. Характеристики пространства, его трехмерность, однородность, изотропность. Характеристики времени, его анизотропность. Принцип относительности Галилея (принцип инерции). Инерциальные системы отсчета. Специальная теория относительности: принцип относительности Эйнштейна, принцип постоянства скорости света, представление о едином пространстве-времени, относительность интервалов времени и расстояния в разных системах отсчета, взаимосвязь массы, энергии и скорости. Общая теория относительности: зависимость свойств пространства-времени от распределения материи.

Тема 2.4. Законы сохранения как проявление симметрии материального мира

Симметрия как инвариантность. Принципы симметрии. Симметрии пространства-времени. Связь законов сохранения с симметрией (теорема Нетер). Закон сохранения импульса, закон сохранения момента импульса, закон сохранения заряда, закон сохранения энергии. Фундаментальный характер законов сохранения. Значение представлений о симметрии в познании объектов микро-, макро-, мегамира.

Тема 2.5. Физические свойства объектов макромира. Хаос и самоорганизация

Порядок и беспорядок в природе. Классическая термодинамика. Состояние. Параметры макросостояния: температура, давление, удельный объем. Закон сохранения энергии в макроскопических процессах (первое начало термодинамики). Принцип возрастания энтропии (второе начало термодинамики) и необратимость времени. Направленность самопроизвольно протекающих процессов. Тепловая смерть Вселенной. Молекулярно-кинетический (статистический) метод изучения макросистем. Вероятностный характер (Больцман) и философский смысл возрастания энтропии. Проблема возникновения упорядоченных структур в природе. Открытые системы. Неравновесные процессы. Синергетика (Хакен), неравновесная термодинамика (Пригожин). Самоорганизация в живой и неживой природе, ее пороговый характер. Диссипативные структуры, флуктуация, бифуркация, аттрактор.

Тема 2.6. Химические процессы в макросистемах

Химия как наука. Этапы развития химии. Химический элемент. Вещество. Реакционная способность веществ. Химические процессы. Основные химические концепции: учение о составе, структурная химия, химическая кинетика и термодинамика, эволюционная химия. Связь физических, химических и биологических форм движения материи.

Тема 2.7. Развитие представлений о строении и эволюции мегамира

Развитие представлений об организации мегамира. Модели Вселенной (геоцентрическая, гелиоцентрическая, галактическая, стационарная, нестационарная). Эволюционизм в космологии: модели горячей Вселенной, холодной Вселенной, раздувающейся Вселенной. Этапы эволюции Вселенной. Гипотезы эволюционного будущего Вселенной. Возраст, размеры и структура Вселенной (звезды, галактики, скопления галактик, ячеистая структура, Метагалактика). Источник энергии и эволюция звезд. Происхождение химических элементов. Эволюция и строение Солнечной системы. Внутреннее строение и история геологического развития Земли. Современные концепции развития геосферных оболочек. Литосфера как абиотическая основа жизни; экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая. Географическая оболочка Земли.

Блок 3. Особенности биологического уровня организации материи Тема 3.1. Жизнь. Системность в организации живого

Биология как комплекс наук о живой материи. Понятие жизни. Признаки живого как одной из форм движения материи. Физико-химические основы жизни. Особенности возрастания энтропии в живых системах. Живой организм как самоорганизующая система. Проблема выделения существенно важных свойств жизни. Структурные уровни организации живого: молекулярный, субклеточный, клеточный, органно-тканевой, организменный, популяционный, видовой, биогеоценотический, биосферный. Проблема элементарной живой системы. Концепция целостности жизни.