Каждый студент выполняет вариант контрольных заданий, обозначенный двумя последними цифрами номера студенческого билет (шифра). Например, номер студенческого билета 928031, две последние цифры 31, им и соответствует вариант контрольного задания 31.

Таблица вариантов контрольных заданий

Раздел 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира

Контрольное задание 1

Научный метод познания

1. Научный метод познания.

Уровни научного познания: эмпирический, теоретический. Проверяемость научных гипотез. Научная теория.

2. Методы научного познания:

– наблюдение,

– измерение,

– индукция,

– дедукция,

– анализ,

– синтез,

– абстрагирование,

– моделирование,

– эксперимент.

3. Гипотеза.

Требования к научным гипотезам:

– соответствие эмпирическим фактам,

– проверяемость (принципы верификации и фальсификации).

4. Научная теория.

Область применимости теории.

Принцип соответствия.

Контрольное задание 2

Естественнонаучная и гуманитарная культуры

5. Естествознание как комплекс наук о природе (естественные науки: физика, химия, биология, геология, астрономия, экология).

Дифференциация наук.

Интеграция наук.

Математика как язык естествознания.

6. Гуманитарные науки.

Гуманитарно-художественная культура, её основные отличия от научно-технической:

– субъективность знания;

– нестрогий образный язык;

– выделение индивидуальных свойств изучаемых предметов;

– сложность (или невозможность) верификации и фальсификации.

7. Псевдонаука как имитация научной деятельности

Отличительные признаки псевдонауки:

– фрагментарность (несистемность);

– некритический подход к исходным данным;

– невосприимчивость к критике;

– отсутствие общих законов;

– неверифицируемость или нефальсифицируемость псевдонаучных данных.

Контрольное задание 3

Развитие научных исследовательских программ и картин мира (история естествознания, тенденции развития)

8. Научная (естественнонаучная) картина мира как образно-философское обобщение достижений естественных наук.

9. Атомистическая исследовательская программа Левкиппа и Демокрита.

10. Континуальная исследовательская программа Аристотеля.

11. Научные картины мира: механическая, электромагнитная, неклассическая (1-я половина XX в.), современная эволюционная.

Контрольное задание 4

Развитие представлений о материи

12. Механическая картина мира: единственная форма материи – вещество, состоящее из дискретных корпускул.

13. Электромагнитная картина мира: две формы материи – вещество и непрерывное электромагнитное поле.

14. Современная научная картина мира: формы материи – вещество, физическое поле, физический вакуум.

Контрольное задание 5

Развитие представлений о движении

15. Учение древних ученых о движении как атрибуте материи и разнообразии форм движения.

16. Механическая картина мира: единственная форма движения – механическое перемещение.

17. Электромагнитная картина мира: движение – не только перемещение зарядов, но и изменение поля (распространение волн).

18. Понятие состояния системы как совокупности данных, позволяющих предсказать её дальнейшее поведение.

19. Движение как изменение состояния (1 и 2 законы Ньютона).

20. Химическая форма движения: химический процесс.

21. Биологическая форма движения: процессы жизнедеятельности, эволюция живой природы.

22. Современная научная картина мира: эволюция как универсальная форма движения материи.

23. Многообразие форм движения, их качественные различия и несводимость друг к другу.

Контрольное задание 6

Развитие представлений о взаимодействии

24. Механическая картина мира:

– возникновение концепции взаимодействия (третий закон Ньютона);

– открытие фундаментального взаимодействия (закон всемирного тяготения);

– принятие концепции дальнодействия (мгновенной передачи взаимодействия через пустоту на любые расстояния).

25. Электромагнитная картина мира:

– открытие второго фундаментального взаимодействия (электромагнитное);

– возврат к концепции близкодействия (взаимодействие передаётся только через материального посредника – физическое поле – с конечной скоростью);

– полевой механизм передачи взаимодействий (заряд создаёт соответствующее поле, которое действует на соответствующие заряды).

26. Современная научная картина мира:

– четыре фундаментальных взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое);

– квантово-полевой механизм передачи взаимодействий (заряд испускает виртуальные частицы-переносчики соответствующего взаимодействия, поглощаемые другими аналогичными зарядами);

– частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий (фотоны, гравитоны, глюоны, промежуточные векторные бозоны).

27. Фундаментальные взаимодействия, преобладающие между объектами:

– микромира (сильное, слабое и электромагнитное),

– макромира (электромагнитное),

– мегамира (гравитационное).

Раздел 2. Пространство, время, симметрия

Контрольное задание 7

Принципы симметрии, законы сохранения

28. Понятие симметрии в естествознании: инвариантность относительно тех или иных преобразований.

Нарушенные (неполные симметрии).

Эволюция как цепочка нарушений симметрии.

29. Простейшие симметрии:

– однородность (одинаковые свойства во всех точках),

– изотропность (одинаковые свойства во всех направлениях).

30. Симметрии пространства и времени:

– однородность пространства,

– однородность времени,

– изотропность пространства .

31. Теорема Нётер как общее утверждение о взаимосвязи симметрий с законами сохранения (энергии, импульса, момента импульса).

32. Виды симметрий: геометрические, динамические, калибровочные.

33. Симметрия и асимметрия живого.

Контрольное задание 8

Эволюция представлений о пространстве и времени

34. Понимание пространства и времени как инвариантных самостоятельных сущностей (пустота у древнегреческих атомистов; Абсолютные пространство и время Ньютона).

35. Классический закон сложения скоростей как следствие ньютоновских представлений об Абсолютном пространстве и Абсолютном времени.

36. Концепция мирового эфира. Нарушение классического закона сложения скоростей в опыте Майкельсона-Морли.

37. Современная научная картина мира:

– отказ от идеи Абсолютных пространства и времени, мирового эфира и других выделенных систем отсчета;

– признание тесной взаимосвязи между пространством, временем, материей и её движением.

Контрольное задание 9

Специальная теория относительности

38. Принцип относительности Галилея.

39. Постулаты Эйнштейна (принцип относительности, инвариантность скорости света) как проявление симметрий пространства и времени.

40. Основные релятивистские эффекты (следствия из постулатов Эйнштейна):

– относительность одновременности;

– относительность расстояний (релятивистское сокращение длин);

– относительность промежутков времени (релятивистское замедление времени);

– инвариантность пространственно-временного интервала между событиями;

– инвариантность причинно-следственных связей;

– единство пространства-времени;

– эквивалентность массы и энергии.

Контрольное задание 10

Общая теория относительности

41. Общая теория относительности (ОТО): распространение принципа относительности на неинерциальные системы отсчета.

42. Взаимосвязь материи и пространства-времени: материальные тела изменяют геометрию пространства-времени, которая определяет характер движения материальных тел.

43. Эмпирические доказательства ОТО:

– отклонение световых лучей вблизи Солнца;

– замедление времени в гравитационном поле;

– смещение перигелиев планетных орбит.

Раздел 3. Структурные уровни и системная организация материи

Контрольное задание 11

Микро-, макро-, мегамиры

44. Критерии деления на микромир, макромир и мегамир.

45. Основные структуры микромира: элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы.

46. Основные структуры мегамира: планеты, звёзды, галактики.

47. Единицы измерения расстояний в мегамире: астрономическая единица (в Солнечной системе), световой год, парсек (межзвёздные и межгалактические расстояния).

48. Временные масштабы Вселенной. Явления, позволяющие оценить время существования Вселенной: эффект Доплера, закон Хаббла.

49. Структура Вселенной. Свойства Вселенной.

50. Наша Галактика, её основные характеристики.

Контрольное задание 12

Системные уровни организации материи

51. Целостность природы. Системность природы. Аддитивные свойства систем (аддитивность). Интегративные свойства систем (интегративность).

52. Иерархичность природных структур как отражение системности природы: структуры данного уровня входят как подсистемы в структуру более высокого уровня, обладающую интегративными свойствами.

53. Иерархические ряды природных систем:

– физических (фундаментальные частицы – составные элементарные частицы – атомные ядра – атомы – молекулы – макроскопические тела);

– химических (атом – молекула – макромолекула – вещество);

– астрономических (звёзды с их планетными системами – галактики – скопления галактик – сверхскопления галактик).

Контрольное задание 13

Структуры микромира

54. Элементарные частицы.

Фундаментальные частицы – по современным представлениям, не имеющие внутренней структуры и конечных размеров (например, кварки, лептоны). Частицы и античастицы.

55. Классификация элементарных частиц:

– по массе покоя (фотоны, лептоны, мезоны, барионы);

– по времени жизни: стабильные (протон, электрон, нейтрино и их античастицы) и нестабильные (свободный нейтрон, резонансы).

55. Переносчики фундаментальных взаимодействий (фотоны, гравитоны, глюоны, мезоны).

56. Способность элементарных частиц к взаимным превращениям (распады, рождение новых частиц при столкновениях, аннигиляция), не нарушающим законов сохранения.

57. Вещество как совокупность корпускулярных структур (кварки – нуклоны – атомные ядра – атомы с их электронными оболочками). Размеры и масса ядра в сравнении с атомом.

Контрольное задание 14

Химические системы

58. Эволюция представлений о строении атома.

59. Квантовомеханическая модель строения атома.

60. Химический элемент. Молекула. Вещества: простые и сложные (соединения). Мономеры. Полимеры.

Контрольное задание 15

Особенности биологического уровня организации материи

61. Целостность живых систем. Системность живого.

62. Иерархическая организация живого: клетка – единица живого.

63. Иерархическая организация природных биологических систем:

биополимеры – органеллы – клетки – ткани – органы – организмы – популяции – виды.

64. Иерархическая организация природных экологических систем:

 особь – популяция – биоценоз – биогеоценоз – экосистемы более высокого ранга (саванна, тайга, океан) – биосфера.

65. Химический состав живого: элементы-органогены, микроэлементы, макроэлементы, их основная роль в живом.

66. Химический состав живого: атом углерода – главный элемент живого, его уникальные особенности:

– способность атомов связываться друг с другом с образованием разнообразных структур, являющихся несущей основой органических молекул;

– способность связываться с другими атомами близких радиусов (кислородом, азотом, серой) с образованием менее прочных связей (возникновение функциональных групп), которые обусловливают химическую активность органических соединений.

67. Химический состав живого: вода, ее роль для живой природы:

– высокая полярность воды и как следствие – химическая активность и высокая растворяющая способность;

– высокая теплоемкость воды, высокие теплоты испарения и плавления  – основа для поддержания температурного гомеостаза живых организмов и регулирования тепла планеты;

– аномальная плотность в твердом состоянии – причина существования жизни в замерзающих водоемах;

– высокое поверхностное натяжение – жизнь на поверхности гидросферы, передвижение растворов по сосудам растений.

68. Химический состав живого: особенности органических биополимеров как высокомолекулярных соединений – высокая молекулярная масса, способность образовывать пространственные и надмолекулярные структуры, разнообразие строения и свойств.

69. Симметрия и асимметрия живого. Хиральность молекул живого.

70. Открытость живых систем. Обмен веществ и энергии. Самовоспроизведение.

71. Гомеостаз как относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды живой системы.

72. Специфические свойства ферментативного катализа: чрезвычайно высокие избирательность и скорость, главные причины которых – комплементарность фермента и реагента, высокомолекулярная природа фермента.

Раздел 4. Порядок и беспорядок в природе

Контрольное задание 16

Динамические и статистические закономерности в природе

73. Механи(сти)ческий детерминизм как:

– утверждение о единственно возможной траектории движения материальной точки при заданном начальном состоянии;

– лапласова концепция полной выводимости всего будущего (и прошлого) Вселенной из её современного состояния с помощью законов механики.

74. Детерминистское описание мира: динамическая теория, которая однозначно связывает между собой значения физических величин, характеризующих состояние системы (механика, электродинамика, термодинамика, теория относительности).

75. Описание систем с хаосом и беспорядком: статистическая теория (случайность, вероятность, среднее значение, флуктуации), которая однозначно связывает между собой вероятности тех или иных значений физических величин.

76. Принцип соответствия: статистические и динамические теории.

Контрольное задание 17

Концепции квантовой механики

77. Волновые свойства света: интерференция, дифракция, поляризация.

78. Корпускулярные свойства света: фотоэффект.

79. Корпускулярно-волновой дуализм как всеобщее свойство материи.

80. Волновые свойства частиц. Дифракция электронов.

81. Соотношение неопределенностей:

– координата-импульс (скорость);

– энергия-время;

– следствие невозможности невозмущающих измерений;

– результат квантовых флуктуаций.

82. Принцип дополнительности в квантовой механике:

– измерение как результат взаимодействия микрообъекта с макроприбором;

– невозможность невозмущающих измерений;

– неотделимость наблюдателя от наблюдаемого объекта;

– возможные значения физических величин: дискретный и непрерывный спектр.

83. Статистический характер квантового описания природы.

Контрольное задание 18

Принцип возрастания энтропии

84. Формы энергии: тепловая, химическая, механическая, электрическая.

Первый закон термодинамики – закон сохранения энергии при ее превращениях.

85. Второй закон термодинамики как принцип возрастания энтропии в изолированных системах. Изменение энтропии тел при теплообмене между ними.

86. Энтропия как мера молекулярного беспорядка. Энтропия как мера информации о системе.

87. Второй закон термодинамики как принцип нарастания беспорядка и разрушения структур.

88. Закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии.

89. Энтропия открытой системы: производство энтропии в системе, входящий и выходящий потоки энтропии.

90. Термодинамика жизни: добывание упорядоченности из окружающей среды.

Контрольное задание 19

Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма

91. Синергетика — теория самоорганизации.

92. Самоорганизация в природных и социальных системах как самопроизвольное возникновение упорядоченных неравновесных структур в силу объективных законов природы и общества.

93. Самоорганизация в простейших системах: ячейки Бенара, реакция Белоусова-Жаботинского, спиральные волны.

94. Признаки и условия самоорганизации.

95. Диссипация. Диссипативные структуры.

96. Порядок из хаоса (стабилизация флуктуаций за точкой бифуркации).

97. Изменение энтропии системы и окружающей среды при самоорганизации.

98. Фундаментальная и неустранимая роль случайности и неопределенности.

99. Устойчивость и надежность природных систем как результат их постоянного обновления.

100. Коэволюция развивающейся системы и окружающей среды.

Раздел 5. Панорама современного естествознания

Контрольное задание 20

Космология (мегамир)

101. Космология – наука о Вселенной в целом, ее строении и эволюции

102. Космологические представления Аристотеля.

103. Геоцентрическая система мира Птолемея

104. Гелиоцентрическая система мира Коперника

105. Общая теория относительности как теоретическая основа современной научной космологии.

106. Космологическая модель Фридмана: Вселенная нестационарна.

107. Расширение Вселенной и закон Хаббла.

108. Теория Большого взрыва (Г. Гамов).

109. Оценка возраста Вселенной (анизотропия реликтового излучения).

110. Проблема темной энергии.

111. Устойчивость Вселенной и антропный принцип.

Контрольное задание 21

Общая космогония (структуры мегамира)

112. Наука космогония.

113. Основные методы звёздной космогонии:

– построение теоретических моделей строения и эволюции звёзд;

– наблюдение большого числа звёзд, находящихся на разных стадиях эволюции.

114. Процессы, обеспечивающие свечение звёзд: гравитационное сжатие, термоядерный синтез, охлаждение горячих недр.

115. Основные характеристики звёзд: спектр излучения, температура поверхности, светимость, размер, масса. Диаграмма Герцшпрунга—Рессела.

116. Основные этапы эволюции звезды:

– гравитационное сжатие (протозвезда);

– термоядерное «горение» водорода (звезда главной последовательности);

– потеря устойчивости после исчерпания запасов водорода в центре звезды (раздувание и сбрасывание внешних слоёв, гравитационный коллапс, вспышка Сверхновой).

Контрольное задание 22

Происхождение Солнечной системы (структуры мегамира)

117. Особенности устройства Солнечной системы.

118. Строение планет земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс.

119. Строение удаленных планет-гигантов: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

120. Гипотеза Канта – Лапласа о происхождении Солнечной системы.

121. Солнечное излучение, солнечный ветер, солнечно-земные связи.

122. Магнитные поля Солнца и планет.

123. Оценка возраста Солнца, Земли и планет.

Контрольное задание 23

Геологическая эволюция

124. Земля как планета, ее отличия от других планет земной группы. Химический состав Земли.

125. Магнитное поле Земли, его структура и роль для жизни на планете.

126. Внутреннее строение Земли (ядро внутреннее и внешнее, мантия, земная кора), методы исследования (сейсморазведка).

127. Формирование прото-Земли из планетезималей, её гравитационное сжатие, разогрев и начало дифференциации.

128. Эволюция земной коры: тектоника литосферных плит, её движущие силы.

129. Возраст Земли, методы его оценки (радиометрия земных горных пород и метеоритов).

130. Возникновение океанов и атмосферы на Земле.

131. Атмосфера Земли, ее структура, химический состав.

132. Гидросфера Земли, вода, жизнь.

133. Климат Земли.

Контрольное задание 24

Происхождение жизни (эволюция и развитие живых систем)

134. Первичная атмосфера Земли.

135. Исторические концепции происхождения жизни: креационизм, самопроизвольное зарождение.

136. Исторические концепции происхождения жизни: панспермия, биохимическая эволюция, стационарное состояние.

137. Абиогенный синтез. Предбиологический отбор: коацерваты, гетеротрофы, автотрофы, анаэробы, аэробы, прокариоты, эукариоты.

Контрольное задание 25

Эволюция живых систем

138. Атрибуты эволюции: самопроизвольность, необратимость, направленность.

139. Биологическая эволюция.

140. Эволюционная концепция Ламарка.

141. Дарвинизм.

142. Синтетическая теория эволюции.

143. Молекулярная эволюция. Генофонд.

144. Борьба за существование.

145. Формы отбора: движущий, стабилизирующий, дизруптивный.

146. Микроэволюция.

147. Макроэволюция.

Контрольное задание 26

Генетика и эволюция

148. Генетика. Основные понятия: ген, аллель, хромосомы.

149. Популяционная генетика: геном, генотип, фенотип.

150. Свойства генетического материала: дискретность, непрерывность, линейность, относительная стабильность.

151. Наследуемая изменчивость (генотипическая, мутационная).

152. Ненаследуемая изменчивость (фенотипическая, модификационная).

153. Причины и свойства мутаций.

154. Роль мутаций в эволюционном процессе.

Раздел 6. Биосфера и человек

Контрольное задание 27

Экосистемы

155. Понятия об экосистеме и биогеоценозе

156. Элементы экосистем (биотоп, биоценоз).

157. Биотическая структура экосистем: продуценты, консументы, редуценты.

158. Биоразнообразие как основа устойчивости живых систем.

159. Экологические факторы: биотические и абиотические факторы, антропогенные факторы.

160. Формы биотических отношений (хищник-жертва, паразитизм, нейтрализм).

161. Среда обитания и экологическая ниша.

Контрольное задание 28

Биосфера

162. Понятие о биосфере.

163. Системные свойства биосферы: постоянство массы живого вещества в ходе геологических периодов.

164. Системные свойства биосферы: постоянство числа видов на протяжении геологических периодов.

165. Геохимические функции живого вещества.

166. Биогенная миграция атомов химических элементов.

167. Биогеохимические принципы миграции.

Контрольное задание 29

Человек в биосфере

168. Антропогенез.

169. Палеонтология.

170. Основные этапы эволюции рода Homo и его предшественников (стадиальная концепция): протоантропы (австралопитеки), архантропы, палеоантропы, неоантропы.

171. Виды:

 – Человек умелый (Homo habilis);

 – Человек прямоходящий (Homo erectus);

 – Человек разумный (Homo sapiens).

172. Неолитическая революция.

173. Экологические последствия неолитической революции.

174. Возможные пути эволюции человека.

175. Роль социальных и биологических эволюционных факторов.

Контрольное задание 30

Глобальный экологический кризис

176. Загрязнение окружающей среды:

– ингредиентное;

– физическое (или параметрическое);

– деструктивное.

177. Индикаторы глобального экологического кризиса:

– антропогенное изменение химического состава атмосферы;

– деградация лесных, земельных, водных ресурсов;

– снижение биоразнообразия.

178. Понятие ноосферы как этапа развития биосферы при разумном регулировании отношений человека и природы.