Necesitatea unor conexiuni interdisciplinare în predare este incontestabilă. Implementarea lor consecventă și sistematică sporește semnificativ eficacitatea procesului educațional, formează un mod dialectic de gândire a elevilor. În plus, conexiunile interdisciplinare sunt o condiție didactică indispensabilă pentru dezvoltarea interesului elevilor pentru cunoașterea fundamentelor științelor, inclusiv a celor naturale.

Iată ce a arătat analiza lecțiilor de fizică, chimie și biologie: în majoritatea cazurilor, profesorii se limitează doar la includerea fragmentară a conexiunilor interdisciplinare (ILC). Cu alte cuvinte, ele seamănă doar cu fapte, fenomene sau modele din subiecte înrudite.

Profesorii rareori includ studenții în lucrări independente privind aplicarea cunoștințelor și abilităților interdisciplinare în studiul materialului programului, precum și în procesul de transferare independentă a cunoștințelor dobândite anterior într-o situație nouă. Consecința este incapacitatea copiilor de a efectua transferul și sinteza de cunoștințe de la materii conexe. Nu există continuitate în educație. Astfel, profesorii de biologie „aleargă înainte”, prezentând elevilor diverse procese fizice și chimice care au loc în organismele vii, fără a se baza pe fizice și concepte chimice ceea ce contribuie puţin la asimilarea conştientă a cunoştinţelor biologice.

O analiză generală a manualelor ne permite să observăm că multe fapte și concepte sunt prezentate în ele în mod repetat la diferite discipline, iar prezentarea lor repetată adaugă practic puțin la cunoștințele elevilor. Mai mult decât atât, adesea același concept de diferiți autori interpretate în moduri diferite, făcând astfel dificilă asimilarea lor. Adesea, manualele folosesc termeni puțin cunoscuți de studenți și există puține sarcini de natură interdisciplinară. Mulți autori aproape că nu menționează că unele fenomene, concepte au fost deja studiate în cadrul cursurilor de discipline conexe, nu indică faptul că aceste concepte vor fi luate în considerare mai detaliat atunci când studiază o altă materie. O analiză a programelor actuale în disciplinele naturale ne permite să concluzionăm că conexiunile interdisciplinare nu li se acordă atenția cuvenită. Doar în programele de biologie generală pentru clasele 10-11 (V.B. Zakharov); „Omul” (V.I. Sivoglazov) are secțiuni speciale „Comunicații intersubiecte” cu o indicație a conceptelor fizice și chimice, legilor și teoriilor care stau la baza formării conceptelor biologice. Nu există astfel de secțiuni în curricula de fizică și chimie, iar profesorii înșiși trebuie să stabilească MPS-ul necesar. Și aceasta este o sarcină dificilă - să coordonezi materialul subiectelor înrudite în așa fel încât să asigure unitatea în interpretarea conceptelor.

Legăturile interdisciplinare de fizică, chimie și biologie ar putea fi stabilite mult mai des și mai eficient. Studiul proceselor care au loc la nivel molecular este posibil doar dacă sunt implicate cunoștințele de biofizică moleculară, biochimie, termodinamică biologică, elemente de cibernetică care se completează reciproc. Aceste informații sunt dispersate pe parcursul cursurilor de fizică și chimie, dar numai în cursul de biologie devine posibilă luarea în considerare a problemelor care sunt dificile pentru studenți, folosind conexiuni interdisciplinare. În plus, devine posibil să se elaboreze concepte comune ciclului disciplinelor naturale, cum ar fi materia, interacțiunea, energia, discretitatea etc.

Când se studiază elementele de bază ale citologiei, se stabilesc conexiuni interdisciplinare cu elementele de cunoaștere a biofizicii, biochimiei și biociberneticii. Deci, de exemplu, o celulă poate fi reprezentată ca sistem mecanic, iar în acest caz sunt considerați parametrii săi mecanici: densitatea, elasticitatea, vâscozitatea etc. Caracteristicile fizico-chimice ale celulei ne permit să o considerăm ca sistem dispersat, un set de electroliți, membrane semi-permeabile. Fără a combina „astfel de imagini” este greu posibil să se formeze conceptul de celulă ca sistem biologic complex. În secțiunea „Fundamentals of Genetics and Breeding”, MPS se stabilește între chimia organică (proteine, acizi nucleici) și fizică (fundamente ale teoriei cinetice moleculare, discretitate). incarcare electrica si etc.).

Profesorul trebuie să planifice din timp posibilitatea implementării atât a conexiunilor anterioare cât și viitoare ale biologiei cu ramurile corespunzătoare ale fizicii. Informațiile despre mecanică (proprietățile țesuturilor, mișcarea, proprietățile elastice ale vaselor de sânge și ale inimii etc.) fac posibilă luarea în considerare a proceselor fiziologice; despre câmpul electromagnetic al biosferei – pentru a explica funcțiile fiziologice ale organismelor. Multe întrebări de biochimie sunt de aceeași importanță. Studiul sistemelor biologice complexe (biogeocenoze, biosfere) este asociat cu necesitatea de a dobândi cunoștințe despre modalitățile de schimb de informații între indivizi (chimice, optice, sonore), dar pentru aceasta, din nou, este necesară utilizarea cunoștințelor de fizică și chimie.

Utilizarea conexiunilor interdisciplinare este una dintre cele mai dificile sarcini metodologice ale unui profesor de chimie. Necesită cunoașterea conținutului programelor și manualelor din alte discipline. Implementarea legăturilor interdisciplinare în practica didactică presupune cooperarea unui profesor de chimie cu profesori de alte discipline.

Un profesor de chimie dezvoltă un plan individual pentru implementarea conexiunilor interdisciplinare într-un curs de chimie. Metoda de muncă creativă a profesorului în acest sens trece prin următoarele etape:

• 1. Studierea programului de chimie, secțiunea ei „Comunicari interdisciplinare”, programe și manuale la alte discipline, literatură științifică, populară și metodologică suplimentară;
• 2. Planificarea lecțiilor a conexiunilor interdisciplinare folosind planuri de curs și tematice;
• 3. Dezvoltarea mijloacelor și metodelor de implementare a conexiunilor interdisciplinare în lecțiile specifice (formularea sarcinilor cognitive interdisciplinare, teme pentru acasă, selecția literaturii suplimentare pentru elevi, pregătirea manualelor și a suporturilor vizuale necesare la alte discipline, elaborarea metodelor metodologice de utilizare a acestora);
• 4. Elaborarea unei metodologii de pregătire și desfășurare forme complexe organizarea instruirii (generalizarea lecțiilor cu conexiuni interdisciplinare, seminarii complexe, excursii, cursuri în cerc, opțiuni pe teme interdisciplinare etc.);
• 5. Dezvoltarea metodelor de monitorizare și evaluare a rezultatelor implementării conexiunilor interdisciplinare în educație (întrebări și sarcini de identificare a abilităților elevilor de stabilire a conexiunilor interdisciplinare).

Planificarea conexiunilor interdisciplinare permite profesorului să își implementeze cu succes funcțiile metodologice, educaționale, de dezvoltare, educaționale și constructive; asigură toată varietatea tipurilor lor în sala de clasă, acasă și în munca extrașcolară a elevilor.

Pentru a stabili conexiuni interdisciplinare, este necesar să se selecteze materiale, adică să se identifice acele subiecte de chimie care se împletesc strâns cu subiectele din cursurile altor discipline.

Planificarea cursului presupune scurtă analiză conținutul fiecărei teme educaționale a cursului, ținând cont de comunicările intra-disciplină și inter-disciplină.

Pentru implementarea cu succes a conexiunilor interdisciplinare, un profesor de chimie, biologie și fizică trebuie să cunoască și să fie capabil să:

componentă cognitivă

• conținutul și structura cursurilor conexe;
• · coordonează în timp studiul subiectelor conexe;
• Fundamentele teoretice ale problemei MPS (tipuri de clasificări ale MPS, metode de implementare a acestora, funcții ale MPS, principalele componente ale MPS etc.);
• asigura continuitatea in formare concepte generale, studiul legilor și teoriilor; să utilizeze abordări comune pentru formarea deprinderilor și abilităților muncii educaționale în rândul elevilor, continuitate în dezvoltarea acestora;
• dezvăluie relația dintre fenomene de natură diferită, studiate de subiecte înrudite;
• · să formuleze sarcini didactice și educaționale specifice pe baza obiectivelor MPS de fizică, chimie, biologie;
• a analiza informatii educationale discipline aferente; nivelul de formare a cunoștințelor și aptitudinilor interdisciplinare ale elevilor; eficacitatea metodelor de predare aplicate, formelor de sesiuni de instruire, mijloacelor didactice bazate pe MPS.

componentă structurală

• · să formeze un sistem de scopuri și obiective care să contribuie la implementarea MPS;
• · să planifice activitatea didactică și educațională care vizează implementarea MPS; identifica oportunitățile educaționale și de dezvoltare ale MPS;
• · proiectarea conținutului lecțiilor interdisciplinare și integrative, seminariilor cuprinzătoare etc. Anticipați dificultățile și erorile pe care le pot întâmpina elevii în formarea cunoștințelor și abilităților interdisciplinare;
• · să proiecteze echipamente metodologice ale lecţiilor, să aleagă cele mai raţionale forme şi metode de predare pe baza MPS;
• planifică diverse forme de organizare a activităților educaționale și cognitive; proiectarea echipamentelor didactice pentru sesiunile de instruire. Componenta organizatorica
• organizează activități educaționale și cognitive ale elevilor în funcție de scopurile și obiectivele, de acestea caracteristici individuale;
• · să formeze interesul cognitiv al elevilor pentru disciplinele ciclului natural pe baza MPS;
• să organizeze și să gestioneze munca cercurilor interdisciplinare și opționale; stăpânește abilitățile lui NOT; metode de gestionare a activităţilor elevilor.

Componenta comunicativă

• Psihologia comunicării fundamente psihologice și pedagogice pentru formarea cunoștințelor și abilităților interdisciplinare; caracteristicile psihologice ale elevilor;
• să navigheze în situații psihologice din echipa de elevi; stabiliți relații interpersonale în sala de clasă;
• · stabilirea de relații interpersonale cu profesorii disciplinelor conexe în implementarea comună a MPS.

Componenta de orientare

• · bazele teoretice ale activității privind stabilirea MPS la studierea disciplinelor unui ciclu natural;
• · naviga prin materialul educațional al disciplinelor conexe; în sistemul de metode şi forme de instruire care contribuie la implementarea cu succes a MPS.

Componenta de mobilizare

• adapta tehnologii pedagogice pentru implementarea MPS de fizică, chimie, biologie; oferă autorului sau alege cea mai potrivită metodologie pentru formarea cunoștințelor și aptitudinilor interdisciplinare în procesul de predare a fizicii, chimiei, biologiei;
• · dezvoltarea metodelor tradiționale de rezolvare a problemelor cu conținut interdisciplinar de către autor sau adaptarea acestora;
• · stăpânește metodologia de desfășurare a formelor complexe de sesiuni de pregătire; să poată organiza activități de autoeducație pentru a stăpâni tehnologia de implementare a MPS în predarea fizicii, chimiei și biologiei.

Componenta de cercetare

• · să analizeze și să sintetizeze experiența muncii lor privind implementarea MPS; generalizează și implementează experiența colegilor lor; efectuează un experiment pedagogic, analizează rezultatele acestora;
• · să organizeze lucrările pe tema metodologică a UIP.

Această profesiogramă poate fi considerată atât ca bază pentru construirea procesului de pregătire a profesorilor de fizică, chimie și biologie pentru implementarea MPS, cât și ca un criteriu de evaluare a calității pregătirii acestora.

Utilizarea legăturilor interdisciplinare în studiul chimiei permite studenților să se familiarizeze încă din primul an cu disciplinele pe care le vor studia la cursurile superioare: inginerie electrică, management, economie, știința materialelor, piese de mașini, ecologie industrială etc. Subliniind la lecțiile de chimie de ce și la ce materii elevii vor avea nevoie de una sau alta cunoștințe, profesorul motivează memorarea materialului nu numai pentru o lecție, pentru a obține o evaluare, ci și schimbă interesele personale ale elevilor de non-chimice. specialități.

Relația dintre chimie și fizică

Odată cu procesele de diferențiere a științei chimice în sine, chimia trece în prezent prin procese de integrare cu alte ramuri ale științei naturale. Interrelațiile dintre fizică și chimie se dezvoltă deosebit de intens. Acest proces este însoțit de apariția a tot mai multe ramuri ale cunoașterii fizice și chimice înrudite.

Întreaga istorie a interacțiunii dintre chimie și fizică este plină de exemple de schimb de idei, obiecte și metode de cercetare. În diferite etape ale dezvoltării sale, fizica a furnizat chimiei concepte și concepte teoretice care au avut un impact puternic asupra dezvoltării chimiei. În același timp, cu cât cercetările chimice au devenit mai complicate, cu atât echipamentele și metodele de calcul ale fizicii au pătruns în chimie. Necesitatea de a măsura efectele termice ale reacției, dezvoltarea spectrale și a razelor X analiză structurală, studiul izotopilor și elementelor chimice radioactive, al rețelelor cristaline ale materiei, al structurilor moleculare a necesitat crearea și a condus la utilizarea celor mai complexe instrumente fizice - espectroscoape, spectrografe de masă, rețele de difracție, microscoape electronice etc.

Dezvoltarea științei moderne a confirmat legătura profundă dintre fizică și chimie. Această legătură este de natură genetică, adică formarea atomilor de elemente chimice, combinarea lor în molecule de materie a avut loc într-un anumit stadiu al dezvoltării lumii anorganice. De asemenea, această relație se bazează pe caracterul comun al structurii unor tipuri specifice de materie, inclusiv moleculele de substanțe, care în cele din urmă constau din aceleași elemente chimice, atomi și particule elementare. Apariția unei forme chimice de mișcare în natură a determinat dezvoltarea în continuare a ideilor despre interacțiune electromagnetică studiat de fizică. Pe baza legii periodice, acum se fac progrese nu numai în chimie, ci și în fizica nucleară, la granița căreia au apărut astfel de teorii fizico-chimice mixte precum chimia izotopilor și chimia radiațiilor.

Chimia și fizica studiază aproape aceleași obiecte, dar numai fiecare dintre ele își vede latura sa în aceste obiecte, propriul subiect de studiu. Deci, molecula este subiectul de studiu nu numai al chimiei, ci și fizica moleculara. Dacă primul îl studiază din punctul de vedere al legilor de formare, alcătuire, proprietăți chimice, legaturi, conditii pentru disocierea lui in atomi constituenti, apoi acesta din urma studiaza statistic comportamentul maselor de molecule, ceea ce determina fenomene termice, diverse stări de agregare, tranziții de la faza gazoasă la faza lichidă și solidă și invers, fenomene neasociate cu modificarea compoziției moleculelor și a structurii lor chimice interne. Însoțirea fiecărei reacții chimice de mișcarea mecanică a maselor moleculelor reactante, eliberarea sau absorbția de căldură datorită ruperii sau formării de legături în molecule noi mărturisesc în mod convingător relația strânsă dintre substanța chimică și fenomene fizice. Astfel, energia proceselor chimice este strâns legată de legile termodinamicii. Reacțiile chimice care eliberează energie, de obicei sub formă de căldură și lumină, sunt numite exoterme. Există și reacții endoterme care absorb energie. Toate cele de mai sus nu contrazic legile termodinamicii: în cazul arderii, energia este eliberată simultan cu o scădere a energie interna sisteme. În reacțiile endoterme, energia internă a sistemului crește din cauza afluxului de căldură. Măsurând cantitatea de energie eliberată în timpul unei reacții (efectul de căldură al unei reacții chimice), se poate aprecia modificarea energiei interne a sistemului. Se măsoară în kilojuli pe mol (kJ/mol).

Încă un exemplu. Legea lui Hess este un caz special al primei legi a termodinamicii. Se precizează că efectul termic al unei reacții depinde numai de stările inițiale și finale ale substanțelor și nu depinde de etapele intermediare ale procesului. Legea lui Hess face posibilă calcularea efectului termic al unei reacții în cazurile în care măsurarea directă a acesteia este imposibilă din anumite motive.

Odată cu apariția teoriei relativității, a mecanicii cuantice și a teoriei particulelor elementare, au fost dezvăluite conexiuni și mai profunde între fizică și chimie. Sa dovedit că cheia pentru a explica esența proprietăților compuși chimici, însuși mecanismul transformării substanțelor constă în structura atomilor, în procesele mecanice cuantice ale particulelor sale elementare și mai ales electronii învelișului exterior.A fost cea mai recentă fizică care a reușit să rezolve astfel de probleme de chimie precum natura legătură chimică, caracteristici ale structurii chimice a moleculelor de compuși organici și anorganici etc.

În domeniul contactului dintre fizică și chimie, a apărut și se dezvoltă cu succes o ramură atât de tânără a principalelor ramuri ale chimiei precum chimia fizică, care a luat contur în sfârşitul XIX-leaîn. ca urmare a încercărilor reușite studiu cantitativ proprietățile fizice ale substanțelor chimice și amestecurilor, explicația teoretică a structurilor moleculare. Baza experimentală și teoretică pentru aceasta a fost opera lui D.I. Mendeleev (descoperirea Legii Periodice), Van't Hoff (termodinamica proceselor chimice), S. Arrhenius (teoria disocierii electrolitice), etc. Subiectul studiului ei a fost întrebări teoretice generale privind structura și proprietățile moleculelor compușilor chimici, procesele de transformare a substanțelor în legătură cu dependența reciprocă a acestora. proprietăți fizice, studiul condițiilor de curgere reacții chimiceşi fenomenele fizice rezultate. Acum, chimia fizică este o știință diversificată care leagă strâns fizica și chimia.

În chimia fizică în sine, până acum, electrochimia, studiul soluțiilor, fotochimia și chimia cristalină s-au remarcat și s-au dezvoltat pe deplin ca secțiuni independente cu propriile metode și obiecte de studiu speciale. La începutul secolului XX. s-a remarcat, de asemenea, ca o știință independentă care a crescut în profunzimea chimiei fizice chimia coloidală. Din a doua jumătate a secolului XX. datorită dezvoltării intense a problemelor energie nucleară cele mai noi ramuri ale chimiei fizice au apărut și au primit o mare dezvoltare - chimia de înaltă energie, chimia radiațiilor (subiectul studiului său sunt reacțiile care au loc sub acțiunea radiațiilor ionizante) și chimia izotopilor.

Chimie Fizica este acum considerată cea mai largă bază teoretică generală a tuturor științei chimice. Multe dintre învățăturile și teoriile ei au mare importanță pentru dezvoltarea chimiei anorganice si mai ales organice. Odată cu apariția chimiei fizice, studiul materiei a început să fie efectuat nu numai prin metode chimice tradiționale de cercetare, nu numai din punctul de vedere al compoziției și proprietăților sale, ci și din partea structurii, termodinamicii și cineticii. a procesului chimic, precum și din partea conexiunii și dependenței acestuia din urmă de impactul fenomenelor inerente altor forme de mișcare (expunerea la lumină și radiații, expunerea la lumină și căldură etc.).

Este de remarcat faptul că în prima jumătate a secolului XX. a existat o linie de graniță între chimie și noile ramuri ale fizicii ( mecanica cuantică, teoria electronică a atomilor și moleculelor) este o știință care mai târziu a devenit cunoscută ca fizica chimica. Ea a aplicat pe scară largă metode teoretice și experimentale cea mai recentă fizică la studiul structurii elementelor și compușilor chimici și în special a mecanismului reacțiilor. Fizica chimică studiază interconexiunea și tranziția reciprocă a formelor chimice și subatomice ale mișcării materiei.

În ierarhia științelor de bază dată de F. Engels, chimia este direct adiacentă fizicii. Acest cartier a oferit viteza și profunzimea cu care multe ramuri ale fizicii s-au introdus fructuos în chimie. Chimia, pe de o parte, se limitează la fizica macroscopică - termodinamică, fizică medii continue, iar pe de alta - cu microfizica - fizica statica, mecanica cuantica.

Este bine cunoscut cât de fructuoase au fost aceste contacte pentru chimie. Termodinamica a dat naștere termodinamicii chimice - studiul echilibrului chimic. Fizica statică a stat la baza cineticii chimice - doctrina vitezei transformări chimice. Mecanica cuantică a dezvăluit esența Legii periodice a lui Mendeleev. Teoria modernă a structurii chimice și a reactivității este chimia cuantică, adică. aplicarea principiilor mecanicii cuantice la studiul moleculelor și al „transformărilor X”.

O altă dovadă a influenței fructuoase a fizicii asupra științei chimice este utilizarea în continuă expansiune a metodelor fizice în cercetarea chimică. Progresul izbitor în acest domeniu este vizibil în mod deosebit în exemplul metodelor spectroscopice. Mai recent dintr-o gamă infinită radiatie electromagnetica chimiștii au folosit doar o regiune îngustă din regiunile vizibile și adiacente ale intervalelor infraroșu și ultraviolete. Descoperirea de către fizicieni a fenomenului de absorbție a rezonanței magnetice a condus la apariția spectroscopiei de rezonanță magnetică nucleară, cea mai informativă metodă și metodă analitică modernă de studiu. structura electronica molecule și spectroscopie de rezonanță paramagnetică electronică, o metodă unică pentru studierea particulelor intermediare instabile - radicalii liberi. În regiunea cu lungime de undă scurtă a radiațiilor electromagnetice, a apărut spectroscopia de rezonanță cu raze X și raze gamma, care își datorează apariția descoperirii lui Mössbauer. Dezvoltarea radiației sincrotron a deschis noi perspective pentru dezvoltarea acestei ramuri de înaltă energie a spectroscopiei.

S-ar părea că întreaga gamă electromagnetică a fost stăpânită și este dificil să ne așteptăm la progrese suplimentare în acest domeniu. Cu toate acestea, au apărut laserele - surse unice prin intensitatea lor spectrală - și odată cu ele posibilități analitice fundamental noi. Printre acestea se numără rezonanța magnetică laser, o metodă foarte sensibilă în dezvoltare rapidă pentru detectarea radicalilor dintr-un gaz. O altă posibilitate cu adevărat fantastică este înregistrarea în bucăți a atomilor cu un laser - o tehnică bazată pe excitația selectivă, care face posibilă înregistrarea doar a câțiva atomi ai unei impurități străine într-o celulă. Oportunități izbitoare pentru studierea mecanismelor reacțiilor radicale au fost oferite de descoperirea fenomenului de polarizare chimică a nucleelor.

Acum este dificil să numim o zonă a fizicii moderne care nu ar influența direct sau indirect chimia. Luați, de exemplu, fizica particulelor elementare instabile, care este departe de lumea moleculelor construite din nuclee și electroni. Poate părea surprinzător că conferințele internaționale speciale discută despre comportamentul chimic al atomilor care conțin un pozitron sau un muon, care, în principiu, nu pot da compuși stabili. Cu toate acestea, informațiile unice despre reacțiile ultrarapide, pe care astfel de atomi le permit să le obțină, justifică pe deplin acest interes.

Privind înapoi la istoria relației dintre fizică și chimie, vedem că fizica a jucat un rol important, uneori decisiv, în dezvoltarea conceptelor teoretice și a metodelor de cercetare în chimie. Gradul de recunoaștere a acestui rol poate fi evaluat prin vizualizarea, de exemplu, a listei laureaților Premiul Nobelîn chimie. Nu mai puțin de o treime din această listă sunt autorii celor mai mari realizări în domeniul chimiei fizice. Printre aceștia se numără cei care au descoperit radioactivitatea și izotopii (Rutherford, M. Curie, Soddy, Aston, Joliot-Curie etc.), au pus bazele chimiei cuantice (Pauling și Mulliken) și cineticii chimice moderne (Hinshelwood și Semenov), dezvoltate. noi metode fizice (Debye, Geyerovsky, Eigen, Norrish și Porter, Herzberg).

În cele din urmă, trebuie să ținem cont de importanța decisivă pe care începe să o joace productivitatea muncii omului de știință în dezvoltarea științei. Metodele fizice au jucat și continuă să joace un rol revoluționar în chimie în acest sens. Este suficient să comparăm, de exemplu, timpul pe care un chimist organic l-a petrecut pentru stabilirea structurii unui compus sintetizat prin mijloace chimice și pe care îl petrece acum, deținând un arsenal de metode fizice. Fără îndoială, această rezervă de aplicare a realizărilor fizicii este departe de a fi folosită suficient.

Să rezumam câteva rezultate. Vedem că fizica la o scară din ce în ce mai mare și se pătrunde din ce în ce mai fructuos în chimie. Fizica dezvăluie esența regularităților chimice calitative, furnizează chimiei instrumente de cercetare perfecte. Volumul relativ al chimiei fizice este în creștere și nu există motive care să poată încetini această creștere.

Relația dintre chimie și biologie

Este bine cunoscut faptul că pentru o lungă perioadă de timp chimia și biologia au mers pe drumul lor, deși visul de lungă durată al chimiștilor a fost crearea unui organism viu în laborator.

O întărire bruscă a relației dintre chimie și biologie a avut loc ca urmare a creării lui A.M. Teoria lui Butlerov a structurii chimice a compușilor organici. Ghidați de această teorie, chimiștii organici au intrat în competiție cu natura. Generațiile ulterioare de chimiști au dat dovadă de o mare ingeniozitate, muncă, imaginație și căutare creativă pentru o sinteză direcționată a materiei. Intenția lor nu era doar să imite natura, ci și-au dorit să o depășească. Și astăzi putem afirma cu încredere că în multe cazuri acest lucru s-a realizat.

Dezvoltarea progresivă a științei în secolul al XIX-lea, care a dus la descoperirea structurii atomului și la o cunoaștere detaliată a structurii și compoziției celulei, a deschis posibilități practice pentru chimiști și biologi de a lucra împreună la problemele chimice ale teoria celulei, asupra întrebărilor despre natura proceselor chimice din țesuturile vii și asupra condiționalității funcțiilor biologice.reacții chimice.

Dacă te uiți la metabolismul din organism cu un pur punct chimic viziune, la fel ca și A.I. Oparin, vom vedea totalitatea un numar mare reacțiile chimice relativ simple și monotone, care sunt combinate între ele în timp, nu au loc aleatoriu, ci într-o secvență strictă, având ca rezultat formarea de lanțuri lungi de reacții. Și această ordine este îndreptată în mod natural către autoconservarea și auto-reproducția constantă a întregului sistem de viață în ansamblu în condițiile de mediu date.

Într-un cuvânt, proprietăți specifice ale viețuitoarelor cum ar fi creșterea, reproducerea, mobilitatea, excitabilitatea, capacitatea de a răspunde la schimbări Mediul extern, asociat cu anumite complexe de transformări chimice.

Semnificația chimiei printre științele care studiază viața este excepțional de mare. Chimia a fost cea care a relevat rolul cel mai important al clorofilei ca baza chimica fotosinteza, hemoglobina ca bază a procesului de respirație, a fost stabilită natura chimică a transmiterii excitației nervoase, a fost determinată structura acizilor nucleici etc. Dar principalul este că, în mod obiectiv, mecanismele chimice stau la baza proceselor biologice, a funcțiilor viețuitoarelor. Toate funcțiile și procesele care au loc într-un organism viu pot fi exprimate în limbajul chimiei, sub forma unor procese chimice specifice.

Desigur, ar fi greșit să reducem fenomenele vieții la procese chimice. Aceasta ar fi o simplificare mecanicistă grosolană. Și o dovadă clară a acestui lucru este specificul proceselor chimice din sistemele vii în comparație cu cele nevii. Studiul acestui specific dezvăluie unitatea și interrelația dintre formele chimice și biologice ale mișcării materiei. Alte științe care au apărut la intersecția dintre biologie, chimie și fizică vorbesc despre același lucru: biochimia este știința metabolismului și a proceselor chimice din organismele vii; chimie bioorganică - știința structurii, funcțiilor și modalităților de sinteză a compușilor care alcătuiesc organismele vii; biologia fizico-chimică ca știință a funcționării sisteme complexe transferul de informații și reglarea proceselor biologice la nivel molecular, precum și biofizică, chimie biofizică și biologia radiațiilor.

Realizările majore ale acestui proces au fost determinarea produselor chimice ai metabolismului celular (metabolismul la plante, animale, microorganisme), stabilirea căilor biologice și a ciclurilor de biosinteză a acestor produse; a fost implementată sinteza lor artificială, s-a făcut descoperirea fundamentelor materiale ale mecanismului molecular reglator și ereditar, iar semnificația proceselor chimice a fost clarificată în mare măsură în procesele energetice ale celulei și ale organismelor vii în general.

În zilele noastre, pentru chimie devine deosebit de importantă aplicarea principiilor biologice, în care se concentrează experiența adaptării organismelor vii la condițiile Pământului de-a lungul multor milioane de ani, experiența creării celor mai avansate mecanisme și procese. Există deja anumite realizări pe această cale.

În urmă cu mai bine de un secol, oamenii de știință și-au dat seama că baza eficienței excepționale a proceselor biologice este biocataliza. Prin urmare, chimiștii și-au stabilit obiectivul de a crea o nouă chimie bazată pe experiența catalitică a naturii vii. În el va apărea un nou control al proceselor chimice, unde se vor aplica principiile sintezei moleculelor similare, se vor crea catalizatori cu o asemenea varietate de calități pe principiul enzimelor care le vor depăși cu mult pe cele existente în industria noastră.

În ciuda faptului că enzimele au proprietăți comune inerente tuturor catalizatorilor, totuși, ele nu sunt identice cu aceștia din urmă, deoarece funcționează în sistemele vii. Prin urmare, toate încercările de a folosi experiența naturii vii pentru a accelera procesele chimice din lumea anorganică se confruntă cu limitări serioase. Până acum, putem vorbi doar despre modelarea unora dintre funcțiile enzimelor și utilizarea acestor modele pentru analiza teoretică a activității sistemelor vii, precum și aplicarea practică parțială a enzimelor izolate pentru accelerarea unor reacții chimice.

Aici cel mai mult direcție promițătoare, evident, sunt studii axate pe aplicarea principiilor biocatalizei în chimie și tehnologia chimică, pentru care este necesar să se studieze întreaga experiență catalitică a naturii vii, inclusiv experiența formării enzimei în sine, a celulei și chiar şi organismul.

Teoria autodezvoltării sistemelor catalitice deschise elementare, în vedere generala prezentat de profesorul Universității de Stat din Moscova A.P. Rudenko în 1964, este o teorie generală a evoluției chimice și a biogenezei. Ea rezolvă întrebări despre forţe motriceși mecanismele procesului evolutiv, adică legile evoluției chimice, selecția elementelor și structurilor și cauzalitatea acestora, înălțimea organizării chimice și ierarhia sistemelor chimice ca o consecință a evoluției.

Miezul teoretic al acestei teorii este poziția conform căreia evoluția chimică este o auto-dezvoltare a sistemelor catalitice și, prin urmare, catalizatorii sunt substanța în evoluție. În cursul reacției, există o selecție naturală a acelor centri catalitici care au cea mai mare activitate. Autodezvoltarea, autoorganizarea și autocomplicarea sistemelor catalitice apar datorită afluxului constant de energie transformabilă. Și întrucât principala sursă de energie este reacția de bază, sistemele catalitice care se dezvoltă pe baza reacțiilor exoterme primesc avantaje evolutive maxime. Prin urmare, reacția de bază nu este doar o sursă de energie, ci și un instrument pentru selectarea celor mai progresive modificări evolutive ale catalizatorilor.

Dezvoltând aceste opinii, A.P. Rudenko a formulat legea de bază a evoluției chimice, conform căreia viteza maxima iar probabilitatea formează acele căi de modificări evolutive ale catalizatorului, pe care există o creștere maximă a activității sale absolute.

O consecință practică a teoriei autodezvoltării sistemelor catalitice deschise este așa-numita „tehnologie non-staționară”, adică tehnologia cu condiții de reacție în schimbare. Astăzi, cercetătorii ajung la concluzia că regimul staționar, a cărui stabilizare fiabilă părea a fi cheia eficienței ridicate a procesului industrial, este doar un caz special al regimului non-staționar. Totodată, s-au găsit multe regimuri nestaţionare care contribuie la intensificarea reacţiei.

În prezent, perspectivele apariției și dezvoltării unei noi chimie sunt deja vizibile, pe baza căreia se vor crea tehnologii industriale cu deșeuri reduse, fără deșeuri și cu economie de energie.

Astăzi, chimiștii au ajuns la concluzia că, folosind aceleași principii pe care se construiește chimia organismelor, în viitor (fără a repeta exact natura) se va putea construi o chimie fundamental nouă, un nou control al proceselor chimice, unde se vor aplica principiile sintezei moleculelor similare. Se are în vedere realizarea unor convertoare care să utilizeze lumina soarelui cu eficiență ridicată, transformând-o în energie chimică și electrică, precum și energia chimică în lumină de mare intensitate.

Concluzie

Chimia modernă este reprezentată de multe direcții diferite în dezvoltarea cunoștințelor despre natura materiei și metodele de transformare a acesteia. În același timp, chimia nu este doar o sumă de cunoștințe despre substanțe, ci un sistem de cunoștințe extrem de ordonat, în continuă evoluție, care își are locul printre alte științe ale naturii.

Chimia studiază diversitatea calitativă a purtătorilor de materiale fenomene chimice, forma chimică a mișcării materiei. Deși structural se intersectează în anumite domenii cu fizica, biologia și alte științe ale naturii, își păstrează specificul.

Unul dintre cele mai semnificative temeiuri obiective pentru evidențierea chimiei ca disciplină independentă de științe naturale este recunoașterea specificității chimiei relației dintre substanțe, care se manifestă în primul rând într-un complex de forțe și diferite tipuri de interacțiuni care determină existența. din doi și compuși poliatomici. Acest complex este de obicei caracterizat ca o legătură chimică care apare sau se rupe în timpul interacțiunii particulelor de la nivelul atomic al organizării materiei. Apariția unei legături chimice se caracterizează printr-o redistribuire semnificativă a densității electronice în comparație cu poziția simplă a densității electronice a atomilor nelegați sau a fragmentelor atomice care sunt aproape de distanța de legătură. Această caracteristică separă cel mai precis legătura chimică de diferite manifestări ale interacțiunilor intermoleculare.

Creșterea continuă și constantă a rolului chimiei ca știință în știința naturii este însoțită de dezvoltarea rapidă a cercetării fundamentale, complexe și aplicate, dezvoltarea accelerată de noi materiale cu proprietăți dorite și noi procese în domeniul tehnologiei de producție și al prelucrării substante.

ȘTIINȚA NATURII ȘI CULTURA UMANITARĂ

Cultura este una dintre cele mai importante caracteristici ale vieții umane. Fiecare individ este un sistem biosocial complex care există prin interacțiune cu mediu inconjurator. Legăturile naturale necesare cu mediul determină nevoile acestuia, care sunt importante pentru funcționarea, viața și dezvoltarea lui normală. Majoritatea nevoilor umane sunt satisfăcute prin muncă.

Astfel, în sistemul culturii umane, se poate înțelege lumea lucrurilor, obiectele create de om (activitatea sa, munca) în dezvoltare istorica. Lăsând deoparte problema complexității și ambiguității conceptului de cultură, ne putem opri asupra uneia dintre cele mai simple definiții ale acestuia. Cultura este un ansamblu de valori materiale și spirituale create de om, precum și însăși capacitatea umană de a produce și utiliza aceste valori.

După cum putem vedea, conceptul de cultură este foarte larg. Acesta, de fapt, acoperă un număr infinit de lucruri și procese cele mai diverse asociate cu activitatea umană și rezultatele sale.Sistemul divers al culturii moderne, în funcție de scopurile activității, este de obicei împărțit în două zone mari și strâns legate - cultura materiala (stiintifica) si spirituala (umanitara).

Domeniul subiectului în primul rând - pur fenomene naturaleși proprietăți, conexiuni și relații ale lucrurilor, „lucrând” în lumea culturii umane sub forma științelor naturale, invenții tehniceși adaptări, relații de producție etc. Al doilea tip de cultură (umanitar) acoperă domeniul fenomenelor în care sunt reprezentate proprietățile, legăturile și relațiile oamenilor înșiși, atât sociale, cât și spirituale (religie, morală, drept etc.). .

Pagină 7

Fenomene constiinta umana, psihicurile (gândirea, cunoașterea, evaluarea, voința, sentimentele, experiențele etc.) aparțin lumii idealului, spiritual. Conștiința, spirituală este foarte importantă, dar doar una dintre proprietățile unui sistem complex, care este o persoană. Cu toate acestea, o persoană trebuie să existe material pentru a-și manifesta capacitatea de a produce lucruri ideale, spirituale. Viața materială a oamenilor este o zonă a activității umane, care este asociată cu producția de obiecte, lucruri care asigură însăși existența, viața unei persoane și îi satisface nevoile (hrană, îmbrăcăminte, locuință etc.).

Pentru istoria oamenilor multe generații au creat o lume colosală a culturii materiale. Case, străzi, uzine, fabrici, transport, infrastructură de comunicații, instituții gospodărești, aprovizionare cu alimente, îmbrăcăminte etc. - toate acestea sunt cei mai importanți indicatori ai naturii și nivelului de dezvoltare a societății. Pe baza rămășițelor culturii materiale, arheologii reușesc să determine destul de precis etapele dezvoltării istorice, caracteristicile societăților, statelor, popoarelor, grupurilor etnice și civilizațiilor.

Cultura spirituală este asociată cu activități care vizează satisfacerea nu nevoilor materiale, ci spirituale ale individului, adică nevoile de dezvoltare, îmbunătățire. lumea interioara o persoană, conștiința sa, psihologia, gândirea, cunoștințele, emoțiile, experiențele etc. Existența nevoilor spirituale distinge o persoană de un animal. Aceste nevoi sunt satisfăcute nu în cursul producției materiale, ci spirituale, în procesul activității spirituale.

Produsele producției spirituale sunt idei, concepte, idei, ipoteze științifice, teorii, imagini artistice, standardele morale și legile legale, credinta religioasa etc., care sunt întruchipate în suporturile lor speciale de materiale. Astfel de purtători sunt limbajul, cărțile, operele de artă, grafica, desenele etc.

Analiza sistemului culturii spirituale în ansamblu face posibilă evidențierea următoarelor componente principale: conștiință politică, moralitate, artă, religie, filozofie, conștiință juridică și știință. Fiecare dintre aceste componente are un subiect specific, propriul mod de reflecție, îndeplinește funcții sociale specifice în viața societății, conține momente cognitive și evaluative - un sistem de cunoaștere și un sistem de evaluări.

Pagină opt

Știința este una dintre cele mai importante componente ale culturii materiale și spirituale. Locul său aparte în cultura spirituală este determinat de valoarea cunoașterii în modul de a fi al unei persoane în lume, în practică, transformarea materială și obiectivă a lumii.

Știința este un sistem stabilit istoric de cunoaștere a legilor obiective ale lumii. Cunoștințele științifice obținute pe baza metodelor de cunoaștere testate de practică se exprimă sub diferite forme: în concepte, categorii, legi, ipoteze, teorii, o imagine științifică a lumii etc. Face posibilă prezicerea și transformarea realității în interes a societăţii şi a omului.

Știința modernă este un sistem complex și divers de discipline științifice individuale, dintre care există câteva mii și care pot fi combinate în două domenii: științe fundamentale și aplicate.

Științele fundamentale vizează cunoașterea legilor obiective ale lumii care există indiferent de interesele și nevoile omului. Acestea includ științe matematice, naturale (mecanică, astronomie, fizică, chimie, geologie, geografie etc.), umanitare (psihologie, logică, lingvistică, filologie etc.). Științele fundamentale sunt numite fundamentale deoarece concluziile, rezultatele, teoriile lor determină conținutul tabloului științific al lumii.

Științele aplicate au ca scop dezvoltarea modalităților de aplicare a cunoștințelor obținute de științele fundamentale despre legile obiective ale lumii pentru a satisface nevoile și interesele oamenilor. Științele aplicate includ cibernetica, științele tehnice (mecanica aplicată, tehnologia mașinilor și mecanismelor, rezistența materialelor, metalurgia, minerit, inginerie electrică, energie nucleară, astronautică etc.), științe agricole, medicale și pedagogice. În științele aplicate, cunoștințele fundamentale capătă semnificație practică, sunt folosite pentru a dezvolta forțele productive ale societății, a îmbunătăți sfera subiectului existenței umane și a culturii materiale.

Conceptul de „două culturi” este larg răspândit în știință - științele naturii și științele umaniste. Potrivit istoricului și scriitorului englez C. Snow, există un decalaj uriaș între aceste culturi, iar oamenii de știință care studiază ramurile umanitare și exacte ale cunoașterii nu se înțeleg din ce în ce mai mult (dispute între „fizicieni” și „liricii”).

Există două aspecte ale acestei probleme. Primul este legat de modelele de interacțiune dintre știință și artă, al doilea - cu problema unității științei.

Pagină 9

În sistemul culturii spirituale, știința și arta nu se exclud, ci se presupun și se completează reciproc acolo unde vorbim despre formarea unei personalități holistice, armonioase, despre completitudinea viziunii umane asupra lumii.

Știința naturii, fiind baza tuturor cunoștințelor, a influențat întotdeauna dezvoltarea umaniste(prin metodologie, idei de viziune asupra lumii, imagini, idei etc.). Fără aplicarea metodelor științelor naturii, realizările remarcabile ale științei moderne cu privire la originea omului și a societății, istoria, psihologia etc. ar fi de neconceput. Noi perspective de îmbogățire reciprocă a științelor naturale și a cunoștințelor umanitare se deschid odată cu crearea teoriei auto-organizarii – sinergetice.

Astfel, nu confruntarea diferitelor „culturi în știință”, ci unitatea lor strânsă, interacțiunea, întrepătrunderea este o tendință naturală a cunoașterii științifice moderne.

Una dintre științele care combină conținutul disciplinelor științifice naturale și sociale este gerontologie. Această știință studiază îmbătrânirea organismelor vii, inclusiv a oamenilor.

Pe de o parte, obiectul studiului său este mai larg decât obiectul multor discipline științifice care studiază omul și, pe de altă parte, coincide cu obiectele lor.

În același timp, gerontologia se concentrează în primul rând pe procesul de îmbătrânire a organismelor vii în general și a oamenilor în special, care este subiectul său. Considerarea obiectului și a subiectului de studiu este cea care face posibil să se vadă atât generalul, cât și specificul disciplinelor științifice care studiază o persoană.

Întrucât obiectul de studiu al gerontologiei îl constituie organismele vii în procesul de îmbătrânire, putem spune că această știință este atât o disciplină de științe naturale, cât și de științe sociale. În primul caz, conținutul său este determinat de natura biologică a organismelor, în al doilea - de proprietățile biopsihosociale ale unei persoane, care sunt în unitate dialectică, interacțiune și întrepătrundere.

Una dintre disciplinele fundamentale ale științelor naturii care are o legătură directă cu asistența socială (și, bineînțeles, cu gerontologia) este medicamentul. Acest domeniu de știință (și în același timp activitate practică) are ca scop păstrarea și întărirea sănătății oamenilor, prevenirea și tratarea bolilor. Având un sistem extins de ramuri, medicina în activitățile sale științifice și practice rezolvă problemele menținerii sănătății și tratarii persoanelor în vârstă. Contribuția sa la această cauză sacră este enormă, așa cum o demonstrează experiența practică a omenirii.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că semnificația deosebită geriatrie ca ramură a medicinei clinice care studiază caracteristicile bolilor la persoanele în vârstă și senile și elaborează metode de tratare și prevenire a acestora.

Atât gerontologia cât și medicina se bazează pe cunoaștere biologie ca un set de științe despre natura vie (o mare varietate de ființe vii dispărute care locuiesc acum pe Pământ), despre structura și funcțiile lor, originea, distribuția și dezvoltarea, relațiile între ele și cu natura neînsuflețită. Datele biologiei sunt baza științifică naturală pentru cunoașterea naturii și a locului omului în ea.

De un interes indubitabil este întrebarea despre raport munca sociala si reabilitare, care joacă un rol din ce în ce mai important în studii teoreticeși activități practice. În forma sa cea mai generală, reabilitarea poate fi definită ca o doctrină, știința reabilitării ca un proces destul de încăpător și complex.

Reabilitare (din latină târzie reabilitare - restaurare) înseamnă: în primul rând, restabilirea unui nume bun, a reputației de odinioară; restabilirea drepturilor anterioare, inclusiv prin proceduri administrative și judiciare (de exemplu, reabilitarea celor reprimați); în al doilea rând, aplicarea către inculpaţii (în primul rând minorilor) a unor măsuri cu caracter educativ sau a pedepselor fără legătură cu privarea de libertate, în vederea îndreptării acestora; în al treilea rând, un set de măsuri medicale, legale și de altă natură care vizează restabilirea sau compensarea funcțiilor corporale afectate și a capacității de muncă a pacienților și persoanelor cu dizabilități.

Din păcate, reprezentanții disciplinelor științifice specifice industriei nu indică (și iau în considerare) întotdeauna acest din urmă tip de reabilitare. În timp ce reabilitarea socială este de o importanță capitală în viața oamenilor (refacerea elementelor de bază funcții sociale personalitate, instituție publică, grup social, rolul lor social ca subiecți ai principalelor sfere ale societății). În ceea ce privește conținutul, reabilitarea socială, în esență, într-o formă concentrată, include toate aspectele reabilitării. Și în acest caz, poate fi considerată reabilitare socială în sens larg, adică, incluzând toate tipurile de activități de viață ale oamenilor. Unii cercetători evidențiază așa-numita reabilitare profesională, care este inclusă în reabilitarea socială. Mai exact, s-ar putea numi acest tip de reabilitare socială și de muncă.

Astfel, reabilitarea este unul dintre cele mai importante domenii, tehnologiile din asistența socială.

Pentru a clarifica relația dintre asistența socială și reabilitare ca direcții științifice este important să înțelegem obiectul și subiectul acestuia din urmă.

Obiectul reabilitării îl constituie anumite grupuri ale populației, indivizi și straturi care trebuie să-și restabilească drepturile, reputația, socializarea și resocializarea, restabilirea sănătății în general sau afectarea funcțiilor individuale ale organismului. Subiectul studiilor de reabilitare îl constituie aspectele specifice reabilitării acestor grupuri, studiul tiparelor proceselor de reabilitare. O astfel de înțelegere a obiectului și subiectului reabilitarii arată legătura strânsă a acesteia cu asistența socială, atât ca știință, cât și ca tip specific de activitate practică.

Asistența socială este baza metodologică a reabilitării. Îndeplinește funcția de dezvoltare și sistematizare teoretică a cunoștințelor despre sfera socială (împreună cu sociologia), analizând formele și metodele existente de asistență socială, dezvoltarea tehnologiilor optime pentru rezolvarea problemelor sociale ale diferitelor obiecte (indivizi, familii, grupuri, straturi, comunități de oameni). ), asistența socială ca știință contribuie – direct sau indirect – la soluționarea problemelor care sunt esența, conținutul reabilitării.

Legătura strânsă dintre asistența socială și reabilitare ca științe este determinată și de faptul că acestea sunt în esență interdisciplinare, universale în conținut. Această legătură, de altfel, la Universitatea de Stat de Serviciu din Moscova a fost condiționată și organizațional: în cadrul Facultății de Asistență Socială, în 1999, a fost deschis un nou departament - reabilitare medicală și psihologică. Reabilitarea medico-psihologică și acum (după transformarea secției) rămâne cea mai importantă unitate structurală a Catedrei de Psihologie.

Vorbind despre rolul metodologic al asistenței sociale în formarea și funcționarea reabilitării, ar trebui să se țină seama și de influența cunoștințelor în domeniul reabilitării asupra asistenței sociale. Aceste cunoștințe contribuie nu numai la concretizarea aparatului conceptual al asistenței sociale, ci și la îmbogățirea înțelegerii acelor tipare pe care socionomii le studiază și le dezvăluie.

Cu privire la stiinte tehnice, atunci asistența socială le este asociată prin procesul de informatizare, deoarece culegerea, generalizarea și analiza informațiilor din domeniul asistenței sociale se realizează cu ajutorul tehnologiei informatice, iar diseminarea, asimilarea și aplicarea cunoștințelor și aptitudinilor. - alte mijloace tehnice, agitație vizuală, demonstrarea diverselor dispozitive și dispozitive, îmbrăcăminte și încălțăminte speciale etc., destinate să faciliteze autoservirea, deplasarea pe stradă, menaj, etc. pentru anumite categorii de populație - pensionari, persoane cu handicap , etc.

Științele tehnice sunt importante în crearea unei infrastructuri adecvate care oferă o oportunitate de îmbunătățire a eficienței tuturor tipurilor și domeniilor de asistență socială, inclusiv infrastructura diferitelor sfere ale vieții ca obiecte specifice ale asistenței sociale.

Una dintre regularitățile în dezvoltarea științelor naturii este interacțiunea științelor naturii, interconectarea tuturor ramurilor științelor naturale. Știința este astfel o singură entitate.

Principalele moduri de interacțiune sunt următoarele:

Studiul unui subiect în același timp de către mai multe științe (de exemplu, studiul omului);

Utilizarea unei științe a cunoștințelor obținute de alte științe, de exemplu, realizările fizicii sunt strâns legate de dezvoltarea astronomiei, chimiei, mineralogiei, matematicii și folosesc cunoștințele dobândite de aceste științe;

Folosirea metodelor unei științe pentru a studia obiectele și procesele alteia. O metodă pur fizică – metoda „atomilor marcați” – este utilizată pe scară largă în biologie, botanică, medicină etc. Microscopul electronic este folosit nu numai în fizică: este necesar și pentru studiul virusurilor. Fenomenul rezonanței paramagnetice își găsește aplicare în multe ramuri ale științei. În multe obiecte vii, natura are instrumente pur fizice, de exemplu, un șarpe cu clopoței are un organ capabil să perceapă radiația infraroșie și să capteze schimbările de temperatură cu o miime de grad; liliacul are un localizator cu ultrasunete care îi permite să navigheze în spațiu și să nu se ciocnească de pereții peșterilor în care locuiește de obicei etc.;

Interacțiune prin tehnologie și producție, desfășurată în cazul în care sunt utilizate date din mai multe științe, de exemplu, în fabricarea de instrumente, construcții navale, spațiu, automatizare, industria militară etc.;

Interacțiune prin învățare proprietăți comune diferite feluri materie, un exemplu viu al căruia este cibernetica - știința controlului în sisteme dinamice complexe de orice natură (tehnice, biologice, economice, sociale, administrative etc.) care utilizează feedback. Procesul de management în ele se desfășoară în conformitate cu sarcina și continuă până la atingerea obiectivului de management.

În procesul de dezvoltare a cunoștințelor umane, știința este din ce în ce mai diferențiată în ramuri separate care studiază probleme particulare ale realității cu mai multe fațete. Pe de altă parte, știința dezvoltă o imagine unificată a lumii, reflectând tiparele generale ale dezvoltării sale, ceea ce duce la o sinteză mai largă a științelor, adică. înţelegere tot mai profundă a naturii. Unitatea lumii stă la baza unității științelor, către care dezvoltarea cunoașterii este în ultimă instanță îndreptată către fiecare înveliș individual al cunoașterii umane. Calea către unitatea științelor constă prin integrarea ramurilor sale individuale, ceea ce presupune integrarea diverselor teorii și metode de cercetare. Astfel, în cursul dezvoltării stiinte moderne procesele de diferențiere se împletesc cu procesele de integrare a științei: fizica este subdivizată în mecanică, iar aceasta, la rândul ei, în cinematică, dinamică și statică; fizică moleculară, atomică, nucleară, termodinamică, electricitate, magnetism, optică etc.; institutele medicale pregătesc medici de diverse specialități: terapeuți, chirurgi, psihiatri, cardiologi, oftalmologi, urologi etc. – gama de specializări este foarte largă, dar orice absolvent al unui institut medical este medic.

Diferenţiere cunoștințe științificeîn zone separate solicită identificarea conexiunilor necesare între ele. Multe științe de frontieră apar, de exemplu, la granița dintre fizică și chimie, au apărut noi ramuri ale științei: chimia fizică și fizica chimică (la Moscova sub Academia RusăȘtiințe (RAS) există institute de chimie fizică și fizică chimică); la granița dintre biologie și chimie - biochimie; biologie și fizică – biofizică. În virtutea unității științei, integrarea principiilor într-una dintre domeniile sale este în mod necesar legată de integrarea în alta. Rezumând cele de mai sus, putem afirma faptul că diferențierea și integrarea științei naturii este un proces incomplet, deschis. știința naturii nu este sistem închis, iar întrebarea cu privire la esența științei naturii devine mai clară cu fiecare nouă descoperire.

Conform Teoriei Generale a Sistemelor (GTS), cea mai importantă proprietate a sistemelor cu structură complexă este ierarhia lor (din greacă ierarhie - scara subordonării), caracterizată prin prezența subordonării sau subordonării subsistemelor sau nivelurilor sale structurale. Ierarhia există și în științele naturii. Pentru prima dată, a fost subliniat de fizicianul francez André Ampère (1775-1836), care a încercat să găsească principiul clasificării naturale a tuturor științelor naturii cunoscute la vremea sa. El a plasat fizica pe primul loc ca știință mai fundamentală.

Ideile despre subordonarea științelor naturii sunt larg discutate astăzi. În același timp, există două domenii în știință: reducţionismul(din latinescul reducere - revenire), conform căreia totul „mai înalt” se reduce la unul mai simplu – „inferior”, adică. toate fenomenele biologice la chimice, și chimice la fizice și integrism(totul este invers).

Diferența dintre reducționism și integrism constă doar în direcția de mișcare a gândirii omului de știință. În plus, ierarhia principalelor științe ale naturii are un caracter ciclic închis. ciclicitatea este o proprietate inerentă naturii însăși. Să dăm exemple: ciclul substanțelor din Natură, schimbarea zilei și a nopții, schimbarea anotimpurilor, o plantă pe moarte lasă semințe pe Pământ, din care apare apoi o nouă viață. Prin urmare, o are și știința naturii, care are un singur obiect de studiu - Natura, care are această proprietate.

Clasificarea științei

Este convenabil să se clasifice științele în funcție de „lume”, adică în ce domeniu de cunoaștere „acţionează”. Se pot distinge patru astfel de „lumi”: lumea ideilor, lumea naturii, lumea culturii și lumea omului (viață, sau practică). După acest criteriu, științele sunt grupate în patru clase: științe intelectuale, științe ale naturii, studii culturale și praxeologie.

Intelectualismul ca subiect folosește lumea ideilor, concepte de numere, cifre, valori. Aceste științe includ matematica,

filozofie, teologie etc. Ştiinţele intelectuale nu îşi propun nici un scop practic. Științele intelectuale „nu le pasă” dacă rezultatele lor vor fi aplicate sau nu.

Știința naturii ca clasă de științe este fundamental diferită de intelectualism. Subiectul lui este natura, vie și nevie. Știința naturii apare în procesul de coliziune a unei persoane cu realitatea înconjurătoare. Baza științei naturii este experiența care se dobândește prin studierea directă a obiectelor sau fenomenelor. Această experiență nu poate fi câștigată prin gândire.

Culturologia îmbină științele sociale și istorice: sociologie, istorie, etnografie etc.

Praxeologia combină științe care vizează aplicarea practică, ele fiind numite și științe aplicate. Fizică aplicată, matematică, chimie, psihologie etc. aplică cunoștințele dobândite ori de câte ori este posibil. Praxeologia include, de asemenea, economie, pedagogie, științe politice, jurisprudență și alte științe care implementează valori general acceptate sau semnificative cu ajutorul metode științifice. Spre deosebire de știința naturii, praxeologia este subiectivă - aplicarea cunoștințelor poate fi invers. De exemplu, cunoștințele chimice pot fi folosite pentru a crea medicamente moderne sau, dimpotrivă, arme chimice.

Locul chimiei printre științele naturii

Chimia este una dintre științele naturii, adică științele care studiază obiectele și fenomenele naturii. Toate științele naturii studiază natura, dar din unghiuri diferite. Deci, de exemplu, același corp poate fi studiat prin chimie, fizică și astronomie. Dar pentru chimie, în primul rând, este important compoziție chimică corpul și transformările care i se pot întâmpla. Deoarece nucleele atomilor nu se modifică în reacțiile chimice, ci are loc doar rearanjarea structura electronica atomi și molecule, atunci următoarea definiție poate fi propusă pentru chimie:

Chimia este știința transformărilor substanțelor asociate cu schimbări în mediul electronic al nucleelor ​​atomice.

Părțile constitutive ale substanțelor chimice sunt particule chimice: atomi, molecule și ioni. Dimensiunile lor sunt de aproximativ 10 -10 -10 -6 m (Fig. 41.1, p. 236). Obiectele mai mari și mai mici sunt studiate de alte științe ale naturii.

Chimie, studierea atomilor, moleculelor, substanțe chimiceși interacțiunile lor, trebuie să folosească pe deplin legile fizicii.

Orez. 41.1. Compararea dimensiunilor obiectelor naturale și a științelor care le studiază

La rândul lor, biologia și geologia, studiindu-și obiectele, trebuie să adopte și legi chimice.

În secolul al XVIII-lea, legătura dintre chimie și fizică a fost observată și folosită în lucrarea sa de M. V. Lomonosov, care a scris: „Un chimist fără cunoștințe de fizică este ca o persoană care trebuie să caute totul prin atingere. Și aceste două științe sunt atât de interconectate încât nu pot fi perfecte una fără cealaltă.

Structura științei chimice

În chimia modernă se disting cel puțin cinci secțiuni: chimie anorganică, organică, fizică, analitică și macromoleculară. Fiecare dintre aceste secțiuni este, de asemenea, împărțită în discipline independente (Schema 7). Uneori și izolat Chimie generală, al cărui subiect este strâns legat de chimia anorganică: elementele chimice, cei mai simpli compuși anorganici formați de ei și legile generale fizice și chimice. Cu toate acestea, nu există limite clare între secțiuni individuale.

Schema 7. Structura științei chimice

Chimia modernă se caracterizează prin integrarea cu alte științe, datorită cărora apar noi secțiuni ale acesteia.

Relația dintre chimie și fizică

Interrelațiile dintre chimie și fizică se dezvoltă deosebit de intens. În diferite etape ale dezvoltării sale, fizica a fost o sursă de diferite concepte teoretice pentru chimie, exercitând o influență semnificativă asupra dezvoltării sale. Cu cât experimentele chimice deveneau mai complexe, cu atât aveau nevoie de mai multe echipamente și metode de cercetare fizică. Pentru măsurarea efectelor termice ale reacțiilor, efectuarea de analize spectrale și structurale, studierea izotopilor și elementelor chimice radioactive, rețelele cristaline ale substanțelor, structurile moleculare, instrumentele fizice complexe - spectroscoape, spectrografe de masă, microscoape electronice etc.

Fizica modernă a contribuit la studiul naturii legăturii chimice, a caracteristicilor structurii chimice a moleculelor compușilor organici și anorganici.

La granița dintre fizică și chimie, a apărut o nouă ramură a chimiei - chimia fizică. Subiectul studiului său este structura și proprietățile moleculelor compușilor chimici, influența diverșilor factori asupra condițiilor de apariție a reacțiilor chimice. Chimia fizică este astăzi fundamentul teoretic general al tuturor științelor chimice. Teoriile ei sunt de mare importanță pentru dezvoltarea chimiei anorganice și, în special, a chimiei organice.

În prima jumătate a secolului al XX-lea s-a format o nouă ramură a fizicii - mecanica cuantică, teoria electronică a atomilor și moleculelor, care mai târziu a devenit cunoscută sub numele de fizică chimică. Studiază relațiile și transformările reciproce ale formelor chimice și subatomice de energie.

Relația dintre chimie și biologie

Relația dintre chimie și biologie a fost facilitată de formarea chimiei organice. Dezvoltarea științei a făcut posibilă studierea în detaliu a structurii și compoziției unei celule vii, a proceselor chimice din organismele vii și a făcut posibilă dezvăluirea relației dintre funcțiile biologice ale unui organism și reacțiile chimice.

Asemenea proprietăți ale viețuitoarelor, cum ar fi creșterea, reproducerea, mobilitatea și capacitatea de a răspunde la schimbările din mediul extern sunt asociate cu anumite complexe de transformări chimice în celule.

Importanța chimiei în cercetarea biologică este extrem de mare. Datorită chimiei, a fost dezvăluit rolul clorofilei ca bază chimică a fotosintezei, al hemoglobinei ca bază a procesului de respirație. A fost elucidată natura chimică a transmiterii excitației nervoase, a fost determinată structura acizilor nucleici etc. S-a dovedit că toate funcțiile și procesele care au loc într-un organism viu pot fi exprimate în limbajul chimiei sub formă de substanțe chimice specifice. reactii.

La granița biologiei, chimiei și fizicii au apărut următoarele științe: biochimia - știința metabolismului și procese chimiceîn organismele vii; chimie bioorganică - știința structurii, funcțiilor și metodelor de sinteză a compușilor care alcătuiesc organismele vii; biologie fizică și chimică - știința funcționării sistemelor complexe de transmitere a informațiilor și a reglementării proceselor biologice la nivel molecular, precum și biofizica, chimia biofizică și biologia radiațiilor.

Idee cheie

Toate științele naturii studiază natura, dar fiecare în felul său. Doar unificarea tuturor cunoștințelor împreună creează o imagine completă a lumii.

întrebări de testare

492. Dați definițiile științei chimiei cunoscute de dvs. Care este subiectul de studiu al chimiei?

493. După ce principiu sunt clasificate ştiinţele moderne?

494. Ce științe sunt naturale?

495. Ce studiază, după părerea dumneavoastră, biochimie, cosmochimie, geochimie, agrochimie, chimie cristalină și chimie analitică?

496. Care sunt principalele sarcini ale chimiei?

497. Numiţi care este obiectul de studiu: a) astronomie; b) biologie; c) geografie; d) fizica. Care este legătura dintre subiectele de studiu ale acestor științe și ce studii de chimie?

498. Care este relația dintre chimie și alte științe ale naturii?

499. Analizați fig. 41.1. Comparați dimensiunile obiectelor indicate pe el cu științele care le studiază. Dați exemple de obiecte care fac simultan obiectul de studiu al diferitelor științe ale naturii.

500. Care credeți că este subiectul de studiu al disciplinelor chimice enumerate în Schema 7?

Acesta este material de manual.