Л. И. СВЕРЛОВА
Концепции современного естествознания
Хабаровск 2004
Министерство образования Российской Федерации
Хабаровская государственная академия экономики и права
Л. И. СВЕРЛОВА
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Учебное пособие для студентов ВУЗов
Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методическим центром в качестве учебного пособия для студентов специальностей 060500 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит», 060400 «Финансы и кредит», 061700 «Статистика», 061100 «Менеджмент организации», 061500 «Маркетинг», 060800 «Экономика и управление на предприятии (по отраслям)» вузов региона
Хабаровск 2004
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. Естествознание. История развития
естественных наук 10
1.1.Естествознание. Методы исследований 10
1.2.Философские концепции в развитии естественных наук 11
1.3.История развития естественных наук 23
1.3.1. Подготовительный период 23
Механистический период 25
Новое время 33
Новейшее время 39
Тестовые задания к главе 1 48
Глава 2. Теории о строении материи 49
2.1. Механистическая теория 50
2.2. Электромагнитная теория 52
2.3. Электронная (атомно-молекулярная) теория 53
2.4. Физическая (квантово-полевая) теория 58
Тестовые задания к главе 2 62
Глава 3. Законы развития материального мира 63
3.1. Законы диалектики 63
3.2. Категории диалектики 67
Тестовые задания к главе 3 75
Глава 4. Системная организация и законы энергии материального мира 76
4.1. Формы существования материи 76
4.2. Структурные уровни организации материи 80
4.3. Законы взаимопревращения различных видов
энергии материального мира 92
Тестовые задания к главе 4 103
Глава 5. Эволюция Вселенной 104
5.1.Метагалактика. Галактика. Солнце 104
5.2. Происхождение Солнечной системы 107
Тестовые задания к главе 5
Глава 6. Эволюция Земли. Биосфера 122
6.1. Основные этапы истории развития Земли 122
6.2. Биосфера земли 139
6.3. Антропогенез. Эволюция мозга и развитие сознания 153
Тестовые задания к главе 6 173
Глава 7. Циклы и ритмы Вселенной и их влияние на эволюцию Земли 174
7.1.Ритмы Галактики 174
7.2.Ритмы Солнца 179
7.3.Влияние ритмов Галактики и Солнца на геофизические
процессы Земли 183
Тестовые задания к главе 7 194
Глава 8. Колебания климата Земли 195
8.1. Причины колебания климата Земли 196
8.2. Палеоклиматическая реконструкция климата Земли 200
8.3. Моделирование климата Земли за 3,5 млрд. лет и
долгосрочный прогноз его изменчивости 202
Тестовые задания к главе 8 222
Глава 9. Антропогенные воздействия на природную среду биосферы 224
9.1. Антропогенные воздействия на микроклимат сельской
местности 226
9.2. Антропогенные воздействия на микроклимат города 234
9.3. Антропогенное воздействие на глобальный климат планеты 237
Глава 10. Законы естествознания 242 10.1.Законы существования материального мира 242
10.2.Законы системной целостности 243
10.3. Законы внутреннего развития систем 244
10.4. Законы термодинамики систем 245
10.5. Законы иерархии систем 246
10.6. Законы «система-среда» 247
Библиографический список 248
ВВЕДЕНИЕ
Развитие естественных наук к XI тысячелетию достигло таких вершин, что настало время с вершины космического полета оценивать состояние биосферы и осуществлять программные действия по ликвидации негативных экологических последствий антропогенного характера. Основными проблемными вопросами, которые стоят перед человечеством являются неудержимый рост численности населения (Китай, Индия, Тайвань, Латинская Америка), истощение природных ресурсов (биологических и энергетических и загрязнение природной среды. На современном этапе развития экономического развития общества необходимо решать вопрос о выживании человечества на планете.
Экономика многих стран зависит от процесса глобализации и развития мирового рынка. Мировой рынок формируется на основе возникновения транснациональных компаний по добыче и переработке природного сырья. Лидером мировой экономики стали США и другие страны «семерки». Процесс глобализации в экономической сфере не должен быть направлен на истощение слаборазвитых и обогащение природными ресурсами высокоразвитых стран.
Все эти вопросы должны рассматриваться в процессе преподавания фундаментальных естественнонаучных дисциплин. В большинстве вузов Российской Федерации в 1990-2000 годах оказалось суженным образование по предметам: «Физика», «Химия», «Биология» и «Экология». Естественнонаучное образование не рассматривается как равный компонент фундаментального образования. Отмечено снижение общего уровня образованности молодежи в России. На личностном уровне это стало проявляться в том, что в структуре личности начали преобладать прагматизм и духовное оскудение.
Наметилось господство антинаучных предрассудков и падение престижа образованности. В средствах массовой информации получили распространение антинаучные представления (магия, астрология, хиромантия). Постепенно, но достаточно определенно, церковь и различного рода конфессиональные образования стали вытеснять на периферию общественного сознания естественнонаучную картину мира.
В античное время в «натурфилософию» Фалеса, Анаксимандра, Аристотеля, Т. Кампанеллы, Ф. Шеллинга и многих других античных и более поздних мыслителей, входили общие понятия о природе, которые объясняли только некоторые её явления.
Лишь позднее, когда естествознание овладело методами экспериментирования, оно начинало дробиться на отдельные отрасли и подотрасли, проникая вглубь исследуемых ими множественных «отсеков» живой и неживой природы. До XX столетия наука о природе, отмечал Г.Н. Волков, «напоминала зеркало, разбитое на множество осколков, каждый из которых в свою очередь прорезан сетью трещин и трещинок. Каждый отражал свой изолированный кусочек мира... Природа, подобно средневековому королевству, оказалась поделенной на удельные княжества суверенных наук... Развитие отдельных наук можно было сравнить с радиальными лучами, все более расходящимися друг от друга по мере удаления от центра». Но между такими «удельными княжествами» оставались ничейные зоны, где природа скрывала свои тайны.
Постепенно такие «белые пятна» непознанного устраняются, как это ни парадоксально, путем дальнейшей диверсификации и специализации наук, особенно на стыках смежных дисциплин. В XX в. родились, например, биофизика, биохимия, механохимия и другие связующие науки.
Диверсификация и специализация научных дисциплин нарастает, как снежный ком, удваиваясь примерно через каждое десятилетие. Наука идет к объединению знаний посредством их дробления. Но это дробление, уже не разъединяющее, а объединяющее.
Объединение происходит и на макроуровне, когда на базе данных, добытых узкоспециализированными науками, накапливается определенная критическая их масса, позволяющая делать обобщения огромного методологического значения для большой научной отрасли или ряда отраслей. Например, открытие Ч. Дарвином законов естественного отбора как движущей силы эволюции всего органического мира, открытие Д. Менделеевым периодического закона химических элементов; создание К. Темерязевым теории фотосинтеза растений; открытие И.Мечниковым лейкоцитов в крови и разработка фагоцитарной теории иммунитета; А. Эйнштейном создание частной и общей теории относительности.
В настоящее время осуществляется взаимодействие и взаимообогащение отдельных научных дисциплин и, возможно, рождение на их стыках (скажем, на стыках экономики с политологией, с демографией, с информатикой и т.д.) новых, связующих научных, дисциплин.
Дисциплина «Концепции современного естествознания» (КСЕ) является интегральным курсом, основанным на синтезе естественных наук, введенным в базовое университетское образование для формирования целостного научного представления о картине мира.
В данной работе приводятся концепции, которые представляют фрагменты фундаментальных наук, опирающихся на диалектический материализм и системный подход при изучении процессов развития. Только опираясь на них, мы можем правильно понять все остальные концепции естествознания, раскрывающие специфические стороны и связи отношений процессов в природе и обществе.
Общеобразовательным Государственным Стандартом для высших учебных заведений (ЕН 03) предполагается изучение истории развития естествознания и следующих разделов: научный метод как основа познания мира; концепции современного естествознания и тенденция развития естественных наук; динамические и статистические закономерности в природе; структурные уровни организации материи; взаимосвязь живой и неживой природы; человек: физиология, здоровье, психика, экология и здоровье человека; биосфера и космические циклы; ноосфера; изменения климата земли и др.
Цель и задачи курса, ее место в учебном процессе:
Целью курса является подготовка специалистов, владеющих общими и специальными знаниями и умениями, необходимыми для решения типовых и профессиональных задач в области построения моделей проблемных ситуаций, разработки стратегий выхода из критических ситуаций.