
- •Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма
- •Краснодар 2010
- •Раздел 1. Место естественных наук в культуре.
- •Глава 1.1. Основные положения современной теории познания и специфика познания научного.
- •Глава 1.2. Структура естественнонаучного познания
- •Раздел 2. Основные концепции современной физики.9
- •Глава 2.1. Принцип относительности Галилея.
- •Глава 2.2 Основные положения специальной теории относительности.
- •Глава 2.3. Основные положения общей теории относительности.11
- •Глава 2.4. Основные положения квантовой теории.
- •Квантовая механика.
- •2.4.2. Основные принципы квантовой теории.
- •2.4.3. Микроуровень организации материи
- •2.4.4. Фундаментальные взаимодействия.
- •Глава 2..5. Действие закона сохранения в макромире.
- •2.5.2. Природа тепловой формы энергии.
- •Глава 2.6. Первое начало термодинамики.
- •Глава 2.7. Второе начало термодинамики.
- •Глава 2.8. Гипотеза тепловой смерти Вселенной.
- •Глава 2.9. Открытые системы, синергетика.
- •Глава 2.10. Синергетика – наука о зарождении порядка из хаоса.
- •Раздел 3. Основные концепции современной космологии.
- •Глава 3.1. Основные принципы современной космологии.
- •Глава 3.2. Концепция расширяющейся вселенной и модель «Большого взрыва»
- •Глава 3.3. Происхождение и эволюция Земли.
- •3.3.2. Основные положения современной гипотезы происхождения Земли.
- •3.3.3. Современные геосферы Земли.
- •Раздел 4. Основные концепции современной химии.
- •Глава 4.1. Основные понятия химии.
- •Глава 4.2. Квантово-механическое обоснование периодического закона элементов.
- •Глава 4.3. Кинетика и термодинамика химических реакций.
- •Раздел 5. Основные концепции современной биологии.
- •Глава 5.1. Критерии живого.
- •Глава 5.2. Биоэнергетика на уровне экосистем.
- •Глава 5.3. Биоэнергетика на уровне организма.
- •Глава 5.4. Природа устойчивости живых систем.40
- •Глава 5.5. Динамика экосистем. 41
- •Глава 5.6. Понятие о биосфере. 42
- •Глава 5.7. Основные понятия современной генетики.
- •5.7.3. Экспрессия генов.
- •Глава 5.8. Основные направления современной молекулярной генетики.
- •5.8.2. Генная инженерия.
- •Глава 5.9. Современная теория эволюции.
- •Глава 5.10. Движущие силы эволюции.
- •5.10.1Наследственность.
- •5.10.2. Изменчивость.
- •5.10.3. Природа наследственной изменчивости 51
- •5.10.4. Природа и характер естественного отбора.
- •Глава 5.11. Концепция коэволюции.
- •Глава 5.12. Основные концепции возникновения жизни.
- •Глава 5.13. Современная модель происхождения и развития жизни.
- •Глава 5.14. Экология происхождения и эволюции человека.
- •Глава 5.15. Социальная экология.
- •5.15.1. Экологическая характеристика общества охотников и собирателей.
- •5.15.2. Переход к сельскому хозяйству.
- •5.15.3. Социальные последствия перехода к сельскому хозяйству.
- •Экологические последствия перехода к сельскому хозяйству.
- •Глава 5.16. Эволюция природопользования.
- •5.16.1. Экологическая характеристика натурального хозяйства и товарного производства.
- •Глава 5.17. Формирование среды обитания человека.
- •Глава 5.18. Естественнонаучное понимание социального в природе человека.
- •5.18.1. Природа потребностей человека.
- •5.18.2. Устойчивое развитие
- •Глава 5.16. Эволюция природопользования. 70
- •Глава 5.17. Формирование среды обитания человека. 72
- •Глава 5.18. Естественнонаучное понимание социального
Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма
Концепции современного естествознания.
Учебное пособие для студентов.
Краснодар 2010
Составители:
Доцент Бакалдин А.В.
Рецензенты:
Доктор химических наук, профессор
Буриченко В.К.
Кандидат педагогических наук
Махинова М.В.
Учебное пособие содержит основные теоретические материалы, необходимые для подготовки к семинарским занятиям, зачету и экзамену по концепциям современного естествознания. Пособие подготовлено для студентов Кубанского государственного университета физической культуры спорта и туризма.
Введение.
Естествознание - комплекс наук о природе.
Наука - компонент, составная часть культуры.
Культура - совокупность результатов сознательной деятельности людей, выражающаяся в создании ими материальных, социальных и духовных ценностей.
Любая сознательная деятельность людей имеет своей конечной целью создание оптимальных условий выживания членов общества.
Поэтому естественно, что те из созданных ценностей, которые в наибольшей степени содействуют нормальной человеческой жизнедеятельности, воспроизводятся и накапливаются. Следовательно, чем выше в обществе качественные и количественные показатели культуры, тем больше членов этого общества обеспечено необходимыми условиями жизнедеятельности и расширенного воспроизводства своих членов в новых поколениях.
Очевидно, что условия жизни людей, их среда обитания не являются неизменными. Само увеличение численности людей, результаты их деятельности изменяют условия жизни как отдельного человека, так и всего общества, не говоря уж о независимых от человека изменениях природного характера.
Следовательно, культура тоже не может оставаться неизменной, а должна развиваться адекватно новым условиям.
Итак, культуре свойственно с одной стороны постоянное воспроизводство тех ценностей, которые не утратили своего значения в жизни людей, а с другой, их изменение, совершенствование, поиск и создание новых.
Воспроизводство культуры обеспечивается воспитанием и образованием в самом широком смысле этих слов (Прямохождение, добывание и приготовление пищи).
Формами развития культуры являются такие отрасли, как религия, философия, литература, наука, искусство, являющиеся одновременно и формами познания окружающего мира, определяющими основные направления сознательной деятельности в изменяющихся условиях.
Раздел 1. Место естественных наук в культуре.
Глава 1.1. Основные положения современной теории познания и специфика познания научного.
Современная психология включает в процесс познания три основные формы чувственного отражения мира: ощущения, восприятия (чувственно-конкретный, целостный образ объекта) и представления (восстановления целостного образа отдельных ощущений). При этом в процесс познания органически включается отношение субъекта (человека) к познаваемому объекту, так как возникающий в представлении образ является не только результатом ощущений и восприятия, но и того практического опыта, который связан с этим восприятием. То есть чувственное познание сливается с рациональным, абстрактно-логическим познанием, осуществляемым в форме понятий, суждений и умозаключений.
Понятие - это мысль, отражающая общие, существенные, необходимые свойства предметов, явлений. Сами по себе понятия статичны, но в процессе мышления они связаны между собой в форме суждений, утверждающих или отрицающих что-либо о предмете или явлении, выражающих связь между понятиями. Если эта связь между понятиями соответствует реальной связи между соответствующими предметами и явлениями - суждение истинно, если нет - ложно. Все предметы и явления материального мира взаимосвязаны. Следовательно, суждения также не могут быть поняты в отрыве друг от друга. Мысленная связь нескольких суждений о предметах и явлениях называется умозаключением. Таковы общие этапы процесса познания людьми окружающего мира. Различия в соотношении роли этих этапов познания определяют основные отличия науки от религии, философии, литературы и искусства.
В отличие от религии в науке разум и опора на чувственную и практическую реальность имеют большее значение, чем вера.
В отличие от философии научные утверждения не только логически обоснованы, но и допускают их эмпирическое подтверждение или опровержение.
От искусства наука отличается тем, что не останавливается на уровне образов, а приходит к уровню теоретического осмысления.
От литературы меньшей образностью и фантастичностью и большей объективностью суждений.
Наука в ее современном понимании как самостоятельная отрасль культуры и форма познания мира появилась значительно позднее религии, философии, литературы и искусства в 16 -17веках. Социальным стимулом развития науки стало растущее капиталистическое производство, требующее новых природных ресурсов и новой техники. Для осуществления этих потребностей и понадобилась наука в качестве производительной силы общества. Естественно, становление науки происходило не на пустом месте. Ее логические и методические основы были заложены древнегреческой натурофилософией. Однако античная натурофилософия носила умозрительный (теоретический) характер, мало связанный с практическими задачами. В этом древняя Греция не нуждалась, поскольку общественное благосостояние базировалось на технологически примитивном рабском труде. И только в конце средневековья наука стала рассматриваться в качестве способа увеличения благосостояния населения и обеспечения господства человека над природой. Именно тогда Ф. Бэкон выдвинул знаменитый афоризм: "Знание - сила" и объявил эксперимент главным методом научного исследования. С тех пор научное мышление характеризуется следующими основными чертами:
опора на эксперимент, поставляющий и проверяющий результаты;
господство аналитического подхода, направляющего мышление на поиск простейших, далее неразложимых первоэлементов реальности.
Ясно, что научное познание мира, требующее экспериментальной проверки и строго логической выводимости каждого суждения и умозаключения процесс более длительный, чем создание образного жизненного идеала писателями или художниками, всеобъемлющей картины мира и его законов философами или пророками. Может быть именно поэтому, когда накопившиеся в обществе противоречия требовали от него выбора нового дальнейшего пути развития, этот путь нередко определялся религиозными и философскими доктринами, творчеством писателей и художников. И если предложенный ими "идеал" человека и социальных отношений соответствовал на определенном этапе изменившимся условиям жизни, то это вело к революционному или эволюционному дальнейшему развитию культуры. Если нет, или если в основе лежал не положительный "идеал", а только лишь отрицание, то это нередко приводило к упадку культуры и даже к исчезновению общества.
В эпоху возрождения господство религиозного мышления и церкви было подорвано как изнутри, так и снаружи. Философские и религиозные усилия по созданию общезначимых знания и веры, приносящих людям счастье, не оправдались, но потребность в систематизации и единстве знаний и счастье осталась, и надежды на их реализацию теперь уже были связаны с наукой.
Возникнув, позднее философии и религии, наука причудливо сочетает в себе особую чувственность и особую рациональность, истоки, которых можно обнаружить и в непререкаемой вере в рационализм Иеговы, и в умозрительности натурфилософии.
Итак, наука - это особый рациональный способ познания мира, основанный на эмпирической проверке или математическом доказательстве.
Безграничное многообразие окружающего мира обеспечило деление науки на отрасли и группы отраслей в зависимости от предмета исследования.
Предметом естественных наук являются факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача ученого - обобщить эти факты и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Естествознание отличается от технических наук своей направленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики тем, что исследует природные, а не знаковые системы. Следует учитывать различие также и между фундаментальными и прикладными науками. Фундаментальные науки изучают базисные структуры мира, а прикладные - возможность применения результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально практических задач. В этом смысле все технические науки являются прикладными, но далеко не все прикладные науки относятся к техническим. Так, например, сопротивление материалов является теоретической прикладной наукой.
Другой крупный комплекс наук - обществознание (обществоведение), предметом которого являются социальные отношения. Естествознание в полном смысле этого слова общезначимо и дает истину, принимаемую всеми людьми. Обществоведение всегда связано с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии обществоведения наряду с объективными методами исследования большое значение приобретает переживание изучаемого явления, события, субъективное отношение к нему. Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками в принципе невозможно, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющихся комплексными по своей сути. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических - бионика, а комплексной междисциплинарной наукой, которая включает и естественные, и общественные и технические разделы является экология.
В то же время существенные различия в объекте исследования: с одной стороны познание окружающей природы, а с другой - самого себя и своей деятельности; привели к тому, что появились концепции двух альтернативных культур; научно-технической и художественно- гуманитарной. По мнению одного из авторов этой концепции Ч.П. Сноу эти две культуры настолько разделены в современном мире, что представители каждой из них не понимают друг друга. Иллюстрацией этого взаимонепонимания могут служить модные у нас в 60-е годы дискуссии между "физиками" и "лириками". Время показало на несостоятельность неумеренных притязаний обеих сторон на монопольное обладание истиной, а также на возможность взаимодействия науки и искусства и на развитие естественной науки о человеке в его социальном и индивидуальном измерениях.
Итак, мы кратко рассмотрели вопросы о том, что такое естественные науки и каково их место в культуре. Теперь разберемся в словах, которые составляют название нашего предмета. Результатом научных исследований являются теории, законы, модели, гипотезы, эмпирические обобщения. Все эти понятия можно объединить одним словом "концепции". К современному естествознанию относятся в основном концепции, возникшие в 20-м веке. Но не только последние данные науки можно считать современными, так как наука не состоит из отдельных, мало связанных между собой теорий, а является единым целым, состоящим из разновременных по своему происхождению частей. Основу содержания нашего предмета и будут составлять ведущие концепции современной физики, химии, астрономии, биологии и экологии, а также понятия о структуре и методах естественнонаучного познания.
Для чего же нужно изучать современное естествознание? Не только для того чтобы стать культурным человеком, что невозможно без понятий о теории относительности, генетике, синергетике, экологии и других наук. Жизнь каждого человека зависит от множества других. Человечество – одна из форм жизни. Жизнь – одна из форм существования материи. Поэтому жизнь человечества и отдельного человека подчиняется законам природы. В то же время, каждый отдельный человек в своей деятельности исходит из своих эгоистически понимаемых интересов и стремится подчинить деятельность других этим своим интересам. Для достижения этой цели человек использует такие аргументы, которые заставят другого человека поступать в соответствии с его желаниями потому, что смогут убедить этого другого: такое поведение соответствуют его собственным стремлениям и потребностям. Знание законов природы позволяет критически осмысленно относиться к этим аргументам, уменьшает возможность манипулирования собственной сознательной деятельностью, так как объективное знание и понимание как собственных личных интересов, так и общих интересов человечества, общества в целом, поможет реально оценить ситуацию. Сложность и противоречивость современной жизни практически исключает возможность решения многих, как кажется чисто социальных гуманитарных проблем без естественнонаучного понимания их истоков. Изучение прикладных дисциплин, связанных с вашей будущей специальностью, дает набор оптимальных решений в стандартных ситуациях. Но жизнь сплошь и рядом ставит нас в ситуации нестандартные. С другой стороны, любая нестандартная ситуация не может развиваться противореча фундаментальным законам природы, знание которых позволяет объективно оценить поток текущей информации и принять верное решение. Поэтому, если ваши жизненные планы будущих юристов, экономистов и менеджеров не ограничиваются работой высокооплачиваемого клерка, следующего букве законов, инструкций и общепринятых алгоритмов деятельности, если в ваши планы входит созидание чего-то нового, без определенного минимума естественнонаучных знаний и системного естественнонаучного мировоззрения вам не обойтись. Более того, научные принципы функционируют во многих видах деятельности, и, чтобы их успешно применять, их надо знать. И, наконец, в любой отрасли вашей будущей деятельности может возникнуть необходимость отличить шарлатана от специалиста, оценить возможность реализации того или иного проекта, критически воспринимать массовую наукообразную информацию.