Направления и концепции современного естествознания

Направления и концепции современного естествознания

Существует деление в процессах исследования на фундаментальные и прикладные. Задача фундаментальных исследований

• получение новых знаний;
• выявление законов природы;
• раскрытие механизмов, лежащих в основе поведения природных объектов.

Задача прикладных исследований — использование результатов фундаментальных работ для непосредственных практических целей человека. Границы между ними определить трудно.

Общие методы исследований

Анализ — условное или реальное разделение объекта исследований на части.

Синтез — исследование свойств объекта, полученного путём соединения составных частей, образовавшихся при его анализе. Общее не всегда равно сумме составляющих:

.

Аналогия — поиск сходства исследуемого объекта с некоторым эталонным объектом.

Моделирование — изучение объекта путём построения его модели — физической или математической.

Инновационная деятельность

Инновация = нововведение —конечный результат творческого труда, получивший реализацию в виде нового или усовершенствованного продукта, наукоёмкого технологического процесса, реализуемого на рынке.

Инновационная деятельность — деятельность, связанная с трансформацией научных исследований и разработок в новый усовершенствованный продукт, потенциально востребованный рынком.

Инновационная инфраструктура — организации, предоставляющие услуги, необходимые для осуществления инновационной деятельности. Важнейшее место занимают информационные технологии.

Сети передач технологий:

• Российская сеть трансфера технологий www.rttn.ru
• Франко-российская информационная сеть www.rfr-net.org
• Европейская relay-сеть www.cordis.lu
• Сеть частного капитала www.nvst.com

Глобальные направления развития естествознания

Важнейшим стимулом развития науки, а, следовательно, и естествознания является удовлетворение потребностей общества.

Рассмотрим ряд крупных направлений развития естествознания:

1. Устойчивое развитие.
2. Глобальный эволюционизм.
3. Самоорганизация.
4. Гуманизация.

Этот перечень далеко не полон.

Устойчивое развитие

Тревогу вызывает экологическая ситуация на планете. Экология — наука об условиях существования живых организмов и взаимосвязей между ними и средой, в которой они обитают.

Задачи — многоплановы и многодисциплинарны и в совокупности впервые были рассмотрены в 1992 году на конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро.

В плане устойчивого развития рассматривается, как правило, ряд базовых функций, которые необходимо рассматривать во взаимосвязи:

• население;
• сырьё;
• объёмы промышленного производства;
• пищевые ресурсы;
• загрязнения.

Прогноз численности населения — одна из основных задач.

Однородная популяция

Это популяция, которая равномерно распределена в пространстве, все особи одинаковы.

На некоторой территории имеются идеальные условия для развития популяции.

Скорость увеличения численности зависит от самой численности:

,                                                             (1)

,

.

Пусть вероятность встречи двух особей пропорциональна :

 —

учёт внутривидового взаимодействия.

,                                                     ()

,                                        ()

 — определяет ёмкость среды, т. е. численность стационарного состояния популяции и точное решение этого уравнения имеет вид:

.

Кроме того, в реальных условиях имеется нехватка ресурса и рост численности популяции сменяется падением.

Недостатки модели (2):

•  стремится к стационарному решению , хотя в реальности численность популяции колеблется около стационарного состояния;
• в модели принято предположение о мгновенной реакции популяции на изменение её численности.

Модель Хатчинсона — уравнение с последствием или с запаздывающим аргументом:

.                                                  ()

.                                                 ()

Модель плоха, ибо нужно знать хотя бы константы , .  — неизвестно. Малое возмущение существенно влияет на результат.

Модель (3) учитывает инерцию в реакции популяции, а также колебательный характер стремления численности к стационарному состоянию.

Можно показать, что существуют различные режимы выхода на стационарное решение.

Изменение числа особей антагонистических видов

Впервые математическая модель биологических процессов с незатухающими колебаниями предложил Вольтерра: это модели типа «хищник–жертва» или «паразит–хозяин».