Т.Г.Грушевицкая, А.П.Садохин

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Учебное пособие

для студентов

дневного и заочного

отделений вузов

Москва

«Высшая школа»

1998

УДК 5

ББК 20

Г 90

Рецензенты:

Кафедра философии и социологии Санкт-Петербургского Морского государственного технического университета (зав. кафедрой д-р филос. наук, проф. А.В. Солдатов);

Действительный член Международной академии информатизации и Академии социального образования, д-р филос. наук, проф. А.В. Федотов; д-р филос. наук, доцент В.И. Смирнов (Санкт-Петербургский государственный академический институт живописи, скульптуры, архитектуры им. И.Е. Репина).

Рекомендовано Министерством общего и

профессионального образования Российской Федерации в качестве

учебного пособия для студентов вузов.

Грушевицкая Т. Г., Садохин А. П.

Г90 Концепции современного естествознания: Учеб. пособие-М.:Высш. шк., 1998.-383 с.

ISBN 5-06-003474 -7

Курс изучается во всех вузах страны как обязательный. Пособие написано в соответствии с требованиями "Государственного образовательного стандарта" и дает базовые знания, формируя будущего специалиста с широким научным кругозором.

В работе освещается специфика науки как формы познания, история науки, излагаются основные современные концепции физики, химии, биологии, астрономии и т. д.

Для студентов технических и гуманитарных вузов, для преподавателей и учащихся техникумов и колледжей.

ISBN 5-06-003474-7 © "Высшая школа", 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

ТЕМА 1. НАУКА И ЕЕ РОЛЬ В ЖИЗНИ ОБЩЕСТВА

ТЕМА 2.НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ. СТРУКТУРА И ОСНОВАНИЯ ТЕОРИИ

ТЕМА 3. МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ. РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

ТЕМА 4. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУКИ. ПОЯВЛЕНИЕ ПЕРВЫХ НУЧНЫХ ПРОГРАММ

ТЕМА 5. ФОРМИРОВАНИЕ ОСНОВ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ЭПОХУ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ И ВОЗРОЖДЕНИЯ

ТЕМА 6. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVI - XVII ВВ. И СТАНОВЛЕНИЕ КЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ

ТЕМА 7. СПЕЦИФИКА И ПРИРОДА СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

ТЕМА 8. ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

ТЕМА 9. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

ТЕМ A 10. ФИЗИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

ТЕМА 11. КОНЦЕПЦИИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ В СОВРЕМЕННОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

ТЕМА 12. ДЕТЕРМИНИЗМ И ПРИЧИННОСТЬ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ. ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

ТЕМА 13. ПРИНЦИПЫ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ

ТЕМА 14. КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ

ТЕМА 15. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

ТЕМА 16. ПРОБЛЕМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

ТЕМА 17. СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ХИМИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

ТЕМА 18. СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ХИМИИ

ТЕМА 19. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И СУЩНОСТЬ ЖИЗНИ

ТЕМА 20. ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

ТЕМА 21. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

ТЕМА 22. ЧЕЛОВЕК КАК ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

ТЕМА 23. ЧЕЛОВЕК, БИОСФЕРА И КОСМОС

ТЕМА 24. НА ПУТИ К НООСФЕРЕ

Вопросы к экзамену и зачету

ПРЕДИСЛОВИЕ

Реформа высшего образования, осуществляемая в нашей стране, имеет своей целью сделать его более разносторонним и фундаментальным. Для этого в учебные планы высших учебных заведений вводятся новые лекционные курсы, призванные обеспечить, кроме прочего, самостоятельное формирование мировоззренческих ориентации и установок личности, помочь студенту овладеть современной естественнонаучной картиной мира и избранной профессией.

Сегодня обществу не нужны специалисты, которые способны решать лишь узкоутилитарные задачи в пределах знаний, полученных за время обучения. Современные требования к специалисту предполагают его готовность к повышению своей квалификации, стремление быть в курсе последних достижений в своей области, уметь творчески адаптировать их к своей работе.

Поэтому основной задачей современного образования является развитие творческих способностей студентов, чтобы после окончания учебы выпускник мог стать творческой личностью, способной к различным формам деятельности. На реализацию этих целей и ориентирован курс «Концепции современного естествознания».

Актуальность введения в учебный процесс курса «Концепции современного естествознания» обусловлена еще и тем, что в последние годы в нашей стране получают все большее распространение различного рода иррациональные виды знания, такие, например, как астрология, магия, мистические и т. п. учения. Постепенно и достаточно последовательно, они вытесняют из общественного сознания естественнонаучную картину мира, основанную на рациональных способах его объяснения. Представители современной паранауки настойчиво распространяют любые учения, вплоть до мистики, суеверий и т. д. Многие из них искренне убеждены, что статус научного мировоззрения в современном обществе не выше, чем любого мифа, и пропагандируют беспредельный мировоззренческий плюрализм. Поэтому сегодня, как никогда ранее, важно утверждение естественнонаучного знания в общественном сознании.

Достижения естественных наук являются неотъемлемой частью человеческой культуры. Знание основных современных теорий и концепций естествознания формирует научный метод мышления, адекватное отношение человека к окружающему миру. Любому человеку необходимо знать, что мир рационально познаваем, что им управляют объективные законы, которые нельзя отменить или обойти с помощью Бога или экстрасенсов. «Концепции современного естествознания» - это курс, призванный познакомить читателя на уровне общих представлений с наиболее важными данными различных наук о мире и месте человека в нем.

Наконец, знание концепций современного естествознания должно помочь студентам проникнуть внутрь микромира и во внеземное пространство, понять и представить, каких материальных и интеллектуальных затрат стоит производство современных телевизоров и компьютеров, как важна проблема сохранения природы, в чем состоит сущность человека и т. д.

Однако разработка учебника по совершенно новому учебному курсу всегда является делом исключительно сложным и ответственным. При этом она значительно осложняется, если название и предмет этого курса определены весьма приблизительно и абстрактно.

В этих обстоятельствах авторы вынуждены самостоятельно определять структуру и содержание учебника и потому хотели бы сделать некоторые пояснения для читателей их труда.

Во-первых, основу пособия составили лекционные курсы, которые читаются авторами на протяжении нескольких лет на гуманитарных факультетах Калужского государственного педагогического университета им. К.Э.Циолковского и в Калужском филиале Московского гуманитарно-экономического института. Как следствие, пособие создавалось целенаправленно для студентов различных гуманитарных специальностей. Здесь свою основную задачу авторы видели в том, чтобы форма изложения материала была доступна будущим специалистам, для которых естествознание не является профессиональной дисциплиной.

Во-вторых, поскольку спектр гуманитарных специальностей в системе высшего образования достаточно широк, авторы стремились, чтобы их труд представлял интерес для читателей с самыми разными потребностями и уровнями подготовки, а также был полезен для использования в учебном процессе именно как учебное и методическое пособие. Эта цель пособия определяется требованиями «Государственного образовательного стандарта» к курсу «Концепции современного естествознания», согласно которым достижения естественных наук являются неотъемлемой частью общечеловеческой культуры. Знание основ естественных наук и методов научного познания формирует характер мышления студентов и способствует выработке адекватного отношения к окружающему миру.

В-третьих, в силу того, что «Концепции современного естествознания» - это курс, призванный показать место и значение естествознания в современной культуре, познакомить студентов на уровне общих представлений с наиболее важными концепциями происхождения природы и человека, помочь им овладеть современной естественнонаучной картиной мира, авторы стремились к раскрытию соответствующих проблем на основе синтеза естествознания, философии и культурологии. Данный методологический подход обусловлен убеждением авторов, что только таким образом можно показать единство и многообразие мира, способствовать формированию у студентов целостного мировоззрения. Поэтому в необходимых случаях авторы использовали научно-исторический и философский подходы к описанию соответствующих тем и вопросов, старались показать не только результаты решения естественнонаучных проблем, но и те пути в развитии познания, которые к ним привели.

Эти методологические подходы определили содержание и структуру учебного пособия. Логика изложения курса развивается от вопросов истории науки и основ науковедения (1-7 темы) через описание физической, химической и биологической картин мира (8-21 темы) к раскрытию сущности человека и современных проблем его жизнедеятельности (22 - 24 темы). При этом авторы предусмотрели возможность изложения данного курса в различных вариантах в зависимости от возможностей и особенностей учебного заведения, форм обучения, структуры учебных планов и квалификации каждого преподавателя.

К сказанному следует добавить, что невозможно одновременно быть специалистом по всем научным направлениям, описываемым в данном курсе. Поэтому существенную помощь в работе над пособием оказали консультации, советы и рекомендации специалистов различных научных направлений. В связи с этим авторы выражают свою глубокую благодарность д.ф.н., проф. Бирюкову В.Ф.; к.ф.н., доц. Дронову А.И.; к.п.н., доц. Зубареву А.Е.; к.х.н., доц. Савиткину Н.И. за помощь и поддержку, оказанные в подготовке рукописи.

В заключение хотелось бы отметить, что поскольку еще не накоплен достаточный опыт преподавания самой дисциплины, твердо не устоялась программа курса, ведется активное обсуждение его содержания, авторы отдают себе отчет в несовершенстве своей работы. Поэтому они заранее выражают всем заинтересованным читателям свою благодарность за благожелательные и обоснованные замечания и пожелания по совершенствованию их труда.

Тема 1 наука и ее роль в жизни общества проблема определения науки

На протяжении всей своей истории люди выработали несколько способов познания и освоения окружающего их мира. Одним из таких важнейших способов, безусловно, является наука. Нам хорошо знакомо это слово, мы очень часто употребляем его в повседневной жизни, но абсолютно не задумываемся над его действительным значением. Сегодня для нас совершенно очевидно, что наука представляет собой составную часть духовной культуры общества. С ее возникновением в сокровищнице передаваемых от поколения к поколению знаний накапливаются уникальные духовные продукты, которые играют все более важную роль в осознании, понимании и преобразовании действительности. На определенном этапе человеческой истории наука, подобно другим, ранее возникшим элементам культуры, развивается в относительно самостоятельную форму общественного сознания. Это обусловлено тем, что целый ряд проблем, возникающих перед обществом, может быть решен только с помощью науки.

Понимание роли и места науки в жизни людей представляет собой сложный процесс, который не завершен и в наши дни. Оно вырабатывалось и вырабатывается долго и трудно, в борьбе подходов, идей, в ходе преодоления трудностей, противоречий, сомнений и возникновения новых и новых вопросов. Только в 20-е годы нашего столетия возникла новая научная дисциплина, получившая название «науковедение» и призванная раскрыть сущность и особенности науки, механизм ее развития и применения, а также общие закономерности развития и функционирования науки как системы знания и особого социального института.

Первое, на что обратили внимание основоположники науковедения, - это этимология самого латинского слова «scientia», что в переводе означает «знание». С определенного времени это слово стало обозначать науку и в этом значении вошло в некоторые европейские языки. Но проблема заключается в том, что не всякое знание является наукой. Знания приобретаются человеком в самых разнообразных сферах его жизнедеятельности: в обыденной жизни, в политике, в экономике, в искусстве, в инженерном деле, но в них получение знаний не является главной целью.

Так, искусство посредством художественных образов отражает реальность, создает эстетические ценности, выражает отношение художника к реальному миру. Экономика, чтобы обеспечивать деятельность общества, должна опираться на истинные знания о действительности, но оцениваться она должна по критериям эффективности и практических результатов. Религия же создает мир трансцендентного знания, в котором человек общается с Богом. Философия формирует знания человека о бытии, о месте человека в мире и о его собственном внутреннем мире.

Наряду с этими формами общественного сознания наука является частью единой культуры. Но именно в сравнении и взаимодействии с ними проявляется специфика науки. И религия, и философия, и искусство, и наука - все они по-своему отражают реальность и при этом создают свой собственный мир, свою искусственную реальность. Наука создает мир знаний, состоящий только из экспериментально доказанных данных об этом мире, и выводов, полученных на основе законов логики. В этом мире самому человеку, субъективному элементу этого мира, его ценностным ориентациям отводится весьма незначительная роль (для этого есть искусство, мораль, религия). Поэтому, только взаимодополняя друг друга, все эти составные части культуры могут выполнять свою основную функцию -обеспечивать и облегчать жизнь человека, являясь связующим звеном между человеком и природой. Если же в этой взаимосвязи какой-то одной части придается большее значение по сравнению с другими, то это приводит к обеднению культуры в целом и искажению ее основного назначения.