Часть I. Физические основы строения

МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА

Alles war gesagt, doch alles beibt zu sagen. (Все было сказано, остается лишь все

сказать.)

И. Гёте

Две вещи наполняют мою душу все новым и растущим восхищением и

благословением по мере того, как задумываешься все глубже и больше: звездное небо

надо мной и моральный закон во мне.

И. Kaнт

Глава 1. Общие представления об естествознании

Термин «естествознание» в своем семантическом смысле означает «естество»

(природа) и знание о нем. Иногда используют менее употребительное словосочетание

«природоведение», которое происходит от общеславянского слова «веды» или «веда» —

знание. Мы и до сих пор иногда говорим «ведать» в смысле знать. Однако в настоящее

время под естествознанием, тем более современным, понимается прежде всего точное

естествознание, отражающее сформулированные в математическом виде общие

закономерности природы, всех процессов, происходящих в микро- и макромире. А

природоведение, подобное обществоведению, науковедению или природообустройству,

обычно ассоциируется с аморфными представлениями о предмете своего, частного

«ведения».

Достаточно давно в русский язык как синоним слова «природа» вошел

распространенный в европейских странах (например, в Германии, Швеции и Голландии)

латинский термин natura — натура. На его основе образовался соответствующий термин

«Naturwissenschaft», т.е. буквально — наука о природе, или естествознание. Он

сочетается с другим определением предмета изучения природы — «натурфилософия»

(философия природы).

5 Проблемы происхождения, устройства, организации природы, всего, что есть во

Вселенной (Космосе), т.е. по существу все проблемы естествознания, космологии и

космогонии, первоначально относились к «физике». Во всяком случае, Аристотель

(384—322 гг. до н.э.) называл своих предшественников и современников, занимавшихся

этими проблемами, «физиками» или «физиологами», ибо древнегреческое слово «физис»,

или «фюзис», очень близко в русском языке слову «природа».

Современное естествознание затрагивает не только собственно естественно-научные

проблемы, но и гуманитарные, потому что в нем рассматриваются научные методы и

пути познания человеком природы. Изучение этих путей составляет также предмет

философии как науки о мышлении и познании, социологии — как науки о развитии

человеческого общества, психологии — как науки о человеческом интеллекте и биологии

— как науки о живом. Поэтому естествознание является до известной степени основой

всякого знания — и естественно-научного, и технического, и гуманитарного.

В целом же современное естествознание как научная мировоззренческая парадигма

опирается на физические представления. Это определяется тем, что, обладая научным

методом и формулируя представления о природе на количественном уровне в виде

фундаментальных законов и принципов, физика создала базу объяснения реального

физического мира. В то же время, отвергнув после Р. Декарта (1596—1650) попытки

познать духовную жизнь человека научными методами, физика в дальнейшем стала

терять свои позиции, сталкиваясь с теми непознанными и необъясненными явлениями,

которые не укладываются в рамки только физических представлений.

В настоящее время мы понимаем, что на фундаментальном уровне природа едина,

границы в ней весьма условны и различные науки, изучающие ее, лишь отражают

последовательное приближение коллективного разума человечества к истине наших

представлений о мире.

Кроме того, как нельзя постичь законы, управляющие жизнью и деятельностью

человека, посредством знакомства лишь с анатомией отдельных его органов, так

невозможно, изучая порознь отдельные естественные науки, познать природу как одно

целое. Поэтому современное естествознание как совокупность многих наук о мире само

является обобщенной интегративной целост-

6

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

13

ной наукой. Концепция современного естествознания должна создаваться на

холистической основе взаимосвязи естественных и гуманитарных культур, непредвзятого

объективного взгляда на окружающий и внутренний мир человека. Как отмечал

австрийский физик Э. Шрёдингер (1887—1961), «все естественные науки связаны с

общечеловеческой культурой», а американский физик И. Раби (1898—1973) также

подчеркивал, что «физика составляет сердцевину гуманитарного образования нашего

времени».

Слово «концепция» означает определенный способ понимания, трактовку какого-либо

предмета, явления, процесса, основную точку зрения на эти сущности, руководящую

идею для их систематического изложения и освещения. С другой стороны, концепция

представляет собой такую систему ассоциаций и понятий, которая формируется в

процессе развития нашего сознания. Само приобретение и построение концепции также

является развитием сознания. Как сказал академик Η. Η. Моисеев (1917— 2000),

складывается ситуация, когда Разум познает самого себя.

В результате построения концепции современного естествознания и создается научная

картина мира или научная парадигма. Под ней автор понимает целостную систему

научных взглядов об общих закономерностях развития природы, общества и живого,

которая возникает в результате не только синтеза и обобщения естественно-научных

представлений, понятий и терминов, но и понимания и описания на базе современных

физических моделей происхождения и развития в целом жизни, ее специфических

проявлений в живой природе, а также сущности социально-экономического, и в том

числе исторического, развития общества. Сюда следует отнести и философию, которая

всегда выполняла по отношению к науке функцию методологии познания и которую еще

Аристотель определил как учение о первопричинах, первопринципах, самых общих

началах бытия. В настоящее время делаются успешные попытки описать и такие

категории, как мораль, этика, совесть, и другие духовные и эстетические ценности через

понятия точной науки.

Заметим, что физическая модель создается по существу за тем же, зачем архитектор

конструирует модель группы зданий: чтобы наглядно представить соотношение и

соразмерность между зданиями, свободными пространствами между ними и проходами

или улицами, их соединяющими. В физике обычно стремятся сделать модель

математической, чтобы описать явления, процесс

7

Владимир Иванович Вернадский

Великий русский ученый энциклопедист В. И. Вернадский (1863—1945)

изучал вопросы происхождения и развития химических элементов на Земле

и в Космосе, причины происхождения «живого вещества», взаимодействия

литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы и ноосферы Земли и их связи с

Космосом. В его трудах по существу заложены основы современного

естествознания [4, 5, 42].

В. И. Вернадский родился в Петербурге в 1863 г., в семье профессора

политической экономии, типичного представителя русской либеральной

интеллигенции прошлого века. Владимир Иванович получил прекрасное

образование в классической гимназии и затем окончил физико-математический

факультет Санкт-Петербургского университета. Большое влияние на него

оказал известный русский почвовед В. В. Докучаев (1846—1903), читавший в

этом университете курс минералогии. Вернадский знал 15 языков,

интересовался историей, философией, глобальными проблемами человеческого

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

14

общества. В 1897 г. Вернадский защитил докторскую диссертацию и стал

профессором Московского университета. В 1906 г. его избирают членом Госу-

дарственного совета от Московского университета. По инициативе В. И.

Вернадского и под его председательством в 1915 г. была создана комиссия по

изучению естественных производительных сил России при Академии наук. В

конце 1921 г. Вернадский основал в Москве Радиевый институт и был назначен

его директором. В 1926 г. вышла его знаменитая работа «Биосфера». Он

проводил исследования природных вод, круговорота веществ и газов Земли,

космической пыли, проблем времени и пространства. Но главной для него

остается тема биосферы — области жизни и геохимической деятельности

живого вещества.

Для Вернадского наука была средством познания природы. Он не был

специалистом в какой-то одной науке или даже в нескольких науках. Он

блестяще знал добрый десяток наук, но изучал природу, которая неизмеримо

сложнее всех отдельных наук. Как и многие естествоиспытатели, добившиеся

выдающихся успехов в специальных областях, Вернадский пришел к своим

философским выводам на склоне лет, видя в них естественное обобщение

фундаментальных принципов, лежащих в основе мироздания. Но даже среди

корифеев естествознания он выделяется новаторством, широтой взглядов,

глубиной идей и их поразительной современностью.

В. И. Вернадский является основателем геохимии, биогеохимии, радиохимии.

Будучи профессором Московского университета в 1898—1911 гг., ушел в

отставку в знак протеста против притеснений студенчества. В 1919 г. был

первым президентом АН Украины.

или объект на количественном языке. Для создания физической модели используются

три исходных положения:

• все явления природы ( а сейчас в рамках синергетических представлений сложных

открытых систем к ним относятся процессы и организация социально-экономических и

живых систем) могут быть объяснены физическими законами, выраженными в

математической форме;

• эти физические законы универсальны и не зависят от времени и пространства;

• все основные законы должны быть простыми.

Многие гуманитарии и в еще большей степени далекие от науки люди считают, что их

жизнь никак не связана с абстрактными математическими теориями и фундаментальными

физическими законами, а если математика и нужна, то только затем,

8 чтобы считать деньги. В действительности же фундаментальные математические и

физические идеи, господствующие физико-математические парадигмы (в том числе и

синергетическая) накладывают свой отпечаток как на стиль мышления ученых —

представителей не только естественных, но и гуманитарных наук, так и на обыденное

мышление всех без исключения людей. Они проникают в язык в качестве речевых

оборотов, в логику, психологию, политику, в нравственные представления и ценностные

установки, в этику и эстетику [128].

Человек во все времена стремится жить и действовать в соответствии со своей

внутренней природой и по возможности — в согласии с внешней Природой, под которой

понимается то, что мы знаем о ней и можем выразить в терминах и символах

современной науки. Научить человека правильно («по-научному») ориентироваться в

реальном мире, осознавать свое место в

9 нем — одна из задач современного естествознания. Кроме того, по мнению И. Р.

Пригожина (р. 1917), «естествознание есть диалог с природой. И как и должно быть в

настоящем диалоге, ответы часто неожиданны, а иногда и просто поразительны» [21,

23]. Поэтому современное естествознание не просто междисциплинарный учебный курс,

а настоящая наука познания мира, жизни и человека.

Человек является существенным объектом природы, имеющим космологическое

значение. Еще древнегреческий философ Протагор (V в. до н.э.) одно из своих

сочинений («О Природе») начал со слов: «Человек есть мера всем вещам —

существованию существующих и не существованию несуществующих». Это пророческое

изречение Протагора предвосхитило так называемый антропный принцип, впервые

сознательно введенный в основы космологии и детально проанализированный уже в

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

15

наше время. По-своему скорректировав известное протагоровское изречение, В. И.

Вернадский как бы предвосхитил, вслед за самим Протагором, антропный

космологический принцип: «Мыслящий человек есть мера всему».

В. И. Вернадский вполне сознавал жизненную необходимость философского

мировоззрения и принципиальное значение метафизических начал естествознания, о чем

писал еще в 1902 г.: «В истории развития научной мысли можно ясно и точно

проследить такое значение философии, как корней и жизненной атмосферы научного

искания». А в другой своей работе он отмечал: «В наше время рамки отдельной науки, на

которые распадается научное знание, не могут точно определить область научной

мысли исследователя, точно охарактеризовать его научную работу. Проблемы,

которые его занимают, все чаще не укладываются в рамки отдельной, определенной,

сложившейся науки. Мы специализируемся не по наукам, а по проблемам». При этом В.

И. Вернадский считал принципиально необходимым и возможным стремиться к

предельно полному охвату природных явлений и самой природы в целом. В то же время

дифференциация специальных наук продолжается, и сейчас насчитывается уже до 500

естественных и 300 гуманитарных наук. По В. И. Вернадскому, положения этих наук

должны быть отражены концептуально как раз в современном естествознании.

Известный философ специалист в области логики К. Поппер (1904—1994) в своей

книге «Логика научного открытия» писал: «Существует по крайней мере одна

философская проблема, в кото-

10 рой заинтересовано все мыслящее человечество. Это проблема космологии, проблема

понимания мира, включая и нас самих, и наше знание как часть мира».

Рассмотрим в рамках современных научных представлений, как конкретно решалась

эта проблема и как создается научная картина мира.