Концепции современного естествознания. Ответы на экзаменационные вопросы

Л. Г. Кравченко

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Ответы на экзаменационные вопросы

Под редакцией кандидата физико-математических наук С. В. Процко

3-е издание

Минск

«ТетраСистемс»

УДК 5(075.8) ББК 20я73

К78

А в т о р кандидат философских наук, доцент, профессор кафедры соци-

ально-гуманитарных дисциплин Международного гуманитар- но-экономического института Л. Г. Кравченко

Р е ц е н з е н т ы:

кандидат философских наук, доцент, профессор кафедры гу- манитарно-экономических дисциплин Международного института трудовых и социальных отношений М. И. Мартынов; кандидат физико-математических наук, профессор кафедры общей физики Белорусского государственного педагогическо-

го университета имени Максима Танка В. А. Яковенко

Кравченко, Л. Г.

К78 Концепции современного естествознания : ответы на экзаменац. вопр. / Л. Г. Кравченко ; под ред. С. В. Процко. – 3-е изд. – Минск : ТетраСистемс, 2011. – 128 с.

ISBN 978-985-536-183-2.

В пособии представлены современные концепции естествознания: физики, химии, биологии, геологии, астрономии. Большое внимание уделено эволюции человека, концепции здорового образа жизни, дается анализ демографических проблем. Рассмотрены проблемы синергетики. В текст пособия включены новейшие данные науки: теория струн, темная материя и др. Материал книги изложен в сжатой форме в виде ответов на экзаменационные вопросы.

Предназначено для студентов высших учебных заведений, будет также полезно для широкого круга читателей, интересующихся современным состоянием естественнонаучного знания.

УДК 5(075.8) ББК 20я73

ISBN 978-985-536-183-2 © Кравченко Л. Г., 2010

©Кравченко Л. Г., 2010, с изменениями

©Оформление. НТООО «ТетраСистемс», 2011

ВВЕДЕНИЕ

Естествознание – совокупность наук о природе, теоретичес-

кая основа техники и технологий промышленного и сельскохозяйственного производства. Развитие общества в XX веке прямо связано с достижениями физики, биологии и химии в

познании неживой и живой природы, с расширением и углуб-

лением связей этих наук с производством. Решить или хотя бы упростить проблемы экологии вне достижений современного естествознания невозможно. Естествознание обеспечивает настоящее цивилизации и определяет перспективы будущего.

Оно формирует мировоззрение, новый образ человека.

Подготовка современного специалиста-гуманитария с широким базовым образованием немыслима без ознакомления его с историей и современным состоянием естественнонаучного знания.

В современном мире имеет место тенденция к синтезу двух

культур – гуманитарной и естественнонаучной. Этот синтез необходим для формирования целостного представления о современном мире и перспективах его развития, о возможностях человека влиять на условия своего сегодняшнего и за-

втрашнего бытия. Что будет с человеком завтра, во многом оп-

ределяется его сегодняшней деятельностью. Задачи пособия:

•сформировать у студентов систему знаний о живой и не-

живой природе;

•научить анализировать содержание естественнонаучных

концепций;

•познакомить с важнейшими достижениями естествознания

иобозначить перспективы бытия человека в современном мире.

Большое внимание в пособии уделено проблеме роста зна-

ний и социализации науки в развитии природы и человека в

аспекте социально-организованной познавательной деятель-

ности, в которой фиксируется предметное, объективно-ис- тинное новое знание. Все это необходимо для настоящего и

будущего человека, для сохранения и развития цивилизации. По глубокому убеждению автора пособия, изучение курса

«Концепции современного естествознания» будет способство-

вать выработке у студентов ориентиров, установок и ценностей рационалистического отношения к Миру, Природе, Обществу и Человеку.

3

Тема 1

СТРУКТУРА, КРИТЕРИИ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ЕЕ ФУНКЦИИ

1.1. Особенности науки и ее место в культуре

Наука – это многогранное и вместе с тем целостное образование, в котором мировоззренческие и методологические основания связаны между собой. В ходе всей истории познания имело место взаимодействие между науками о природе и науками об обществе и человеке. Наука многолика. Она выступает в разных качествах: как всеобщий продукт общественного развития, как форма общественного сознания, как духовный потенциал материального производства, как обобщенный опыт человечества, как результат деятельности ученых, как развивающаяся система знаний о мире в целом, о законах его развития, истинность которых постоянно проверяется и подтверждается общественно-исторической практикой.

Наука – это не только и не столько наличные знания сами по себе, но и деятельность общества, направленная на производство новых знаний о природе, обществе, мышлении.

Наука появляется в древнем мире (Индия, Египет, Китай). Это достояние восточных цивилизаций было воспринято и переработано в стройную теоретическую систему в Древней Греции. С этого времени и вплоть до индустриальной революции основной целью, функцией науки являлась объяснительная функция; а ее основная задача – познание с целью раздвинуть горизонты видения мира, природы, частью которой является и сам человек.

Однако, начиная с эпохи Возрождения, начали пробивать себе путь новые тенденции: появилась тяга к опытному изучению природы. После Галилея и Бэкона идея об инструментальных возможностях науки стала завоевывать всеобщее признание. Мысль о том, что наука может существенно влиять на развитие техники и производства, оказалась созвучной духу нового времени.

Изменение основной целевой ориентации науки стимулировалось промышленной революцией, возникновением машинного производства. Наука стала фактором производственного процесса, который, в свою очередь, был и сферой приложения науки.

4

С развитием общества наука все более превращается в непосредственную производительную силу, а практическая реализация результатов науки происходит через ее личностное воплощение, т. е. наука призвана во все большей степени ориентироваться уже не на одну лишь технику, но и на самого человека, на развитие его интеллекта, его творческих способностей, культуры, мышления. Современная наука не просто следует за развитием техники, а обгоняет его, становится ведущей силой прогресса.

Важнейшие закономерности развития науки:

•обусловленность развития науки потребностями обще- ственно-исторической практики;

•относительная самостоятельность развития науки;

•преемственность в развитии идей и принципов, методов, приемов науки, неразрывность всего познания действительности как внутренне единого целого;

•свобода критики, открытое обсуждение спорных вопросов науки.

Современное развитие науки ведет к дальнейшим преобразованиям всей системы жизнедеятельности человека. Особо впечатляет ее воздействие на развитие техники и новейших технологий, воздействие научно-технического прогресса на жизнь людей. Наука создает новую среду для бытия человека.

Первое, исходное «членение» науки – выделение в ее структуре фундаментальных и прикладных наук. Фундаментальные исследования – это такие исследования, которые открывают новые явления и закономерности. Наука прикладная ставит перед собой задачу решения определенной технической проблемы обычно в непосредственной связи с материальными интересами общества. Но при проведении фундаментального исследования можно ставить и чисто научную проблему, и конкретную практическую задачу.

Фундаментальные и прикладные исследования играют различные роли в обществе и по отношению к самой науке. Разработка фундаментальной науки направлена, прежде всего, на внутренние потребности и интересы науки, на поддержание функционирования науки как единого целого, и достигается это путем разработки обобщенных идей и методов познания, характеризующих глубинные основания бытия. Прикладные науки направлены вовне, на практическую деятельность человека, на ассимиляцию с производством.

5

Вопросы включенности науки в разнообразные сферы практической деятельности человека характеризуются как вопросы технологии, которая представляет собой применение знаний на практике с целью производства предметов потребления, с целью изменения, совершенствования и контролирования условий жизни. Каждое технологическое достижение амбивалентно, т.е. оно может служить в зависимости от подхода к нему или сложившейся ситуации на пользу или во вред человеку. Более того, технологии, задействованные во благо человека, могут иметь в ходе своего развития и отрицательные побочные последствия. Ныне общество овладело такими мощными силами, действие которых грозит человечеству самоуничтожением. Научные исследования проникают в тончайшие механизмы генетического управления живыми системами, что может привести к коренным, необратимым изменениям в ходе эволюционных процессов.

Человек все больше осознает не только то, что он «властелин мира», но также и то, сколь зыбко само существование человека. Об этом властно заявляют возникшие в наше время многие глобальные проблемы, и в частности экологический кризис. Отсюда и встают вопросы о направленности технологического развития общества и об ответственности за последствия этого развития.

На предвидении фактически основывается вся практика человека. Деятельность человека в своей основе организованна и целенаправленна, и в такой организации своих действий человек опирается на знания. Именно знания позволяют ему расширить границы своего существования. Знания позволяют предвидеть ход событий, поскольку они неизменно включаются в структуру самих методов действия. Как создание орудий деятельности, так и их применение основаны на знаниях, что и дает возможность предвидеть результаты этой деятельности. Имеющиеся знания составляют основу предвидения, а практика ведет к непрерывному уточнению, расширению этих знаний. Освоение новой практики включает в себя и линию преемственности, и учет новизны. Искусство предвидения опирается на эти компоненты в деятельности человека.

Первичным в понимании природы науки является ее воздействие на самого человека, на систему его интересов, потребностей и возможностей.

Потребности человека весьма разнообразны, иерархически организованы и исторически многие из них обновляют-

6

ся. Наука создает идеальный мир, систему идеальных представлений о мире, предваряя этим практические действия.

В развитии науки воплощена эволюция мышления человека, его интеллекта. Роль и место науки как социального института в жизни общества проявляется в ее социальных функциях. Главные из них – культурно-мировоззренческая функция, функция непосредственной производительной силы, функция социальная.

Первая из них характеризует роль науки как важнейшего элемента духовной жизни и культуры, играющего особую роль в формировании мировоззрения, широкого научного взгляда на окружающий мир.

Вторая функция с особенной силой обнаружила свое действие в наши дни, в обстановке укрепляющейся НТР, когда синтез науки, техники и производства стал реальностью. В современных условиях научные знания и научные методы находят все более широкое применение при решении широкомасштабных проблем программирования социального развития. Особое место науке принадлежит в решении глобальных проблем современности – экологической, проблемы ресурсов, продовольствия, здоровья людей, проблемы войны и мира и т.д.

Глобальные проблемы современности, экологическая в особенности, свидетельствуют о том, что от людей науки требуется особенная ответственность за результаты своей деятельности. Наука возвышает человека над обстоятельствами, делает его могущественным властелином мира. Поэтому образованность, профессиональная компетентность, умение свободно ориентироваться в стремительном потоке научной, технической и социально-политической информации очень важны.

«В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если не проявляет интереса к естественным наукам. Обычное возражение, согласно которому интерес к изучению электричества или стратиграфии мало что дает для познания человеческих дел, только выдает полное непонимание человеческих дел. Дело в том, что наука – это не только собрание фактов об электричестве и т.п.; это одно из наиболее важных духовных движений наших дней. Тот, кто не пытается понять это движение, выталкивает себя из этого наиболее знаменательного явления в истории человеческой деятельности… И не может быть истории идей, которая исключала бы историю научных идей» 1.

1 Поппер К. Открытое общество и его враги. Т. 2, М., 1992, с. 327–328.

7

Глобальный характер НТР постоянно требует развития сотрудничества между странами и народами в решении глобальных проблем в отношении человек–природа. Сближение стран и народов является объективной предпосылкой будущего цивилизации, будущего человека.

Основные мировоззренческие и методологические принципы развития естествознания, историческая преемственность этого развития предлагается в курсе «Концепции современного естествознания».

1.2. Важнейшие этапы в развитии естествознания

Естествознание – неотъемлемая и важная часть духовной культуры человечества. Естествознание всегда оказывало на развитие гуманитарных наук большое воздействие как своими методологическими установками, так и мировоззренческими позициями, образами и идеями. Предмет естествознания – факты и явления окружающего нас мира. Естествознание в совершенном понимании – это наука, представляющая собой комплекс наук о природе. Под природой понимается весь мир в многообразии его форм как совокупность естественных условий существования человека, человеческого общества.

Предпосылкой осмысления современных проблем естествознания является исследование эволюции естественнонаучного познания, рассмотрение того, как формировались его важнейшие проблемы.

Естественнонаучные знания обрели статус определенной системы знаний в Древней Греции в VI в. до н. э. в виде натурфилософии. Своеобразной чертой античной философии была связь ее учений с учениями о природе, из которых впоследствии развились самостоятельные науки: астрономия, физика, биология.

В VI в. до н. э. в древнегреческом городе Милете возникла школа, основной проблемой которой была проблема первоначала всех вещей. Предлагались различные варианты: огонь (Гераклит), вода (Фалес), апейрон (Анаксимандр).

Признав в качестве основной характеристики бытия

борьбу противоположностей, Гераклит в то же время в ряде афоризмов поясняет, что борющиеся противоположности не просто сосуществуют: они переходят одна в другую и

8

переходят так, что при этом сохраняется общая для обеих тождественная основа.

Свои географические, астрономические и физические познания Фалес связал в стройное философское представление о мире, материалистическое в своей основе. Фалес предсказал солнечное затмение, наблюдавшееся в Греции в 585 г. до н. э.

Современник Фалеса Анаксимандр признал единым и постоянным источником рождения всех вещей не какоелибо отдельное вещество, а первовещество, из которого обособляются противоположности теплого и холодного, дающие начало всем вещам.

Пифагорейцы в качестве первоначала мира ввели понятие числа. Древнегреческая философская школа, которая существовала в 6–4 вв. до н. э., исходила из того, что число является, во-первых, сущностью всех вещей и, во-вторых, принципом, который упорядочивает и организует Вселенную. Пифагор впервые назвал Вселенную «космосом». По учению Пифагора, мир – живое и огненное шаровидное тело.

Исследование первоосновы вещей вслед за учеными милетской школы были продолжены Демокритом и его учителем Левкиппом, которые ввели понятие атома. Истинно сущим миром Демокрит считал вечную, безграничную и бесконечную объективную реальность, состоящую из атомов и пустоты.

Разрабатывая проблемы строения материи, Демокрит создал атомистическую картину мира. Учение об атоме явилось гениальной догадкой, которая опередила свое время.

Самой яркой фигурой античности был ученый и философ Аристотель. Природа согласно учению Аристотеля – это совокупность вещей и явлений, представляющих собой конкретные виды единства материи и формы. Материя, по Аристотелю, представляет собой то вечное, из чего возникают вещи. Среди естественнонаучных работ следует выделить, прежде всего, «Категории», «Об истолковании», «Физика», «О небе», «Метафизика», «О частях животных» и другие. Особенно большую историческую ценность представляют труды Аристотеля по вопросам логики как науки о законах и формах мышления, которая просуществовала в предложенной им форме вплоть до конца XIX века.

У греков зачатки астрономии, механики, математики, медицинских знаний уже в IV–III вв. до н. э. стали приобретать характер систем, претендующих на обоснование изучаемых явлений и их отношений. В античных представлениях

9

о природе отчетливо прослеживается путь «от мифа к логосу», к поискам внутренних закономерностей и механизмов природных явлений, логики их взаимосвязей. Для античной натурфилософии в одинаковой степени характерны космогонизм (учение о происхождении и развитии космоса) и космологизм (учение о его строении).

В эпоху средних веков возросло влияние церкви на все сферы жизни общества. Европейская наука переживала кризис вплоть до XII–XIII вв. С XIII в. в Европе начинают появляться университеты. Гений Леонардо да Винчи (1452– 1519) выдвинул идеи, намного опережавшие его век, – парашюта, батискафа, подводной лодки, дирижабля.

Николай Коперник (XV в.) возродил гипотезу Аристарха Самосского (III в. до н.э.) гелиоцентризма. Земля уступила место центра Солнцу. Коперник путем сложных математических расчетов объяснил видимые передвижения планет вокруг Солнца. Было доказано, что Земля – только одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Коперник еще не рассматривал Вселенную как бесконечную систему.

Идею бесконечности Вселенной обосновал итальянский ученый Джордано Бруно (XVI в.) в своей работе «О бесконечности, Вселенной и мирах» (1584). Бруно предполагал, что и Солнце, и звезды вращаются вокруг своих осей.

Переломной фигурой в развитии естествознания является Галилео Галилей (1564–1642) – физик, астроном, математик, один из основателей современного экспериментально-теоре- тического естествознания, основатель новой механистической натурфилософии. В 1609 году построил свой первый телескоп с 3-кратным увеличением, а несколько позже – с увеличением в 32 раза. С помощью своего изобретения открыл горы и кратеры на Луне, определил размеры звезд, пятна на Солнце, 4 спутника Юпитера, фазы Венеры, кольца Сатурна, Млечный путь как скопление отдельных звезд и др.

Галилео Галилей пришел к выводу, что вращение присуще не только Земле, но и другим небесным телам.

Галилей, изучая движение свободного падения тел, ввел понятие инерции и сформулировал принцип относительности для механических движений. Решающий вклад в становление механики внес Исаак Ньютон: физик, астроном, математик, основоположник классической и небесной механики. Ньютон заложил основы теории гравитационного поля. Ньютон показал, что гравитационные силы связывают все тела природы.

10