, К

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Рекомендовано Министерством общего

и профессионального образования РФ в качестве

учебного пособия для студентов высших

учебных заведений

Ростов-на-Дону ' Издательство «Феникс* 1997

ББК 22.3Я72 К64

Авторский коллектив под руководством доктора социологических наук, профессора С. И. Самыгина

Авторский коллектив

М. И. Басаков;

кандидат философских наук В. О. Голубинцев; кандидат технических наук А. Э. Каждан; доктор философских наук Л. А. Минасян; • кандидат медицинских наук Р. Ф. Морозова¹ 1 О. П. Самыгина; ^;

кандидат психологических наук

.' • •-:-•• : Л. Д. Столяренко; •....,..• В. Е. Столяренко; Н. Ю. Турчина. ,\, Концепции современного естествознания: Сер. «Учеб-К64 ники и учебные пособия». Ростов н/Д: «Феникс», 1997. - 448 с.

Учебное пособие написано в соответствии с Государственным стандартом РФ по дисциплине "Концепции современного естествознания", входящей в цикл общих мате­матических и естественно-научных дисциплин, и предназначено для студентов гумани­тарных и экономических специальностей высших учебных заведений всех форм обучения.

В работе показано, что если классическое естествознание дало традициснный взгляд на мир "со стороны", то в современном естествознании утверждается взгляд "изнутри": мы — люди, мы — человечество — присутствуем во Вселенной. Неотде­лимы от нее, как и она от нас.

Естественно-научная и гуманитарная культуры, научный метод; история есте­ствознания; панорама современного естествознания; тенденция развития; корпуску­лярная и континуальная концепции описания природы; порядок и беспорядок в приро­де; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро- и мегамиры; про­странство, время; принципы относительности; принципы симметрии; законы сохране­ния; взаимодействие; близкодействие; дальнодействие; состояние; принципы суперпо­зиции, неопределенности, дополнительности; динамические и статистические законо­мерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; прин­ципы возрастания энтропии; химические системы, энергетика химических процессов; реакционная способность веществ; особенности биологического уровня организации материи; принципы эволюции, воспроизводства и развития животных систем; много­образие живых организмов — основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; человек, биосфера и космические циклы; ноосфера; необратимость времени; самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволюцио­низма; путь к единой культуре.

ISBN 5-222-000-78-8

ББК 22.3Я72

© Коллектив авторов, 1997. С) Оформление: издательство

—— ^"

~t?.ⁿ*

1997.

Введение

Основные концепции естествознания — это в конеч­ном счете попытки решения т. н. мировых загадок, о ко­торых еще в конце прошлого века писали Эрнст Геккель и Эмиль Дюбуа-Реймон. Их знаменитый спор вошел в науку под названием: ignoramus или ignorabimus?

В 1878 году физиолог Дюбуа-Реймон свою публичную речь "О границах познания природы" закончил словами:

" В отношении к загадкам телесного мира естествоиспы­татель давно уже привык с мужественным ограничением выс­казывать свое ignoramus" (не знаем. — С. С.). По отноше­нию к загадкам, что такое материя и сила и каким образом они могут мыслить, он раз и навсегда должен решиться на гораздо более тяжелое признание, выраженное приговором ignorabimus.

Эрнст Геккель горячо возражал Дюбуа-Реймону и его сторонникам, активно борясь против тезиса ignorabimus. Его книга "Мировые загадки'^ стала широко известной.

И Дюбуа-Реймон и Геккель — оба говорили о семи "ми­ровых загадках", две из которых относятся к физике, две — .к биологии и три последние — к психологии:

1) сущность материи и силы; ..>.;хжйг.зг/,ь;и.-;. -.;• u'W »,'•"• 2) происхождение движения; ъзый !Ул~:\ >.'" •---•-',"-1 3) происхождение жизни; Г5Р'&а_;г. с :••;.:» к 4) целесообразность природы; »!

5) возникновение ощущения и сознания; •... щ

6) возникновение мышления и речи; • "-ф ,; 7) свобода воли.

¹' Несомненно, что самые сложные проблемы связаны с Тзникновением жизни и венцом развития живого — ***адкой человеческого сознания. Недаром И. П. Павлов,

4 Концепции современного естествознания

продолжая спор Геккеля с Дюбуа-Реймоном, начал свой док­лад "Естествознание и мозг", прочитанный в 1909 году на съезде естествоиспытателей и врачей, следующими словами:

"Можно с правом сказать, что неудержимый со времен Галилея ход естествознания впервые заметно приостанав­ливается перед высшим отделом мозга или, вообще гово­ря, перед органом сложнейших отношений животных к внешнему миру. И казалось, что это — недаром, что здесь — действительно критический момент естествознания, так как мозг, который в высшей его формации — человеческо­го мозга — создавал и создает естествознание, сам стано­вится объектом этого естествознания".

То, что для Дюбуа-Реймона было загадкой, современ­ным ученым в значительной степени уже понятно. И имен­но поэтому возникает множество дополнительных вопросов.

Наши знания можно сравнить с расширяющейся сфе­рой. Чем шире сфера, тем больше точек ее соприкоснове­ния с еще не известным. Увеличение сферы знания приво­дит к появлению новых нерешенных проблем. Когда объем знаний увеличивается, решаются и они.

Общеизвестно, что естествознание — это совокупность наук о природе. Задачей естествознания является познание объективных законов природы и содействие их практичес­кому использованию в интересах человека. Естествознание возникает в результате обобщения наблюдений, получаемых и накапливаемых в процессе практической деятельности людей, и само является теоретической основой этой прак­тической деятельности.

В XIX веке было принято естественные науки (или опытное познание природы) разделять на 2 большие груп­пы. Первая группа по традиции охватывает науки о явлени­ях природы (физика, химия, физиология), а вторая — о предметах природы. Хотя деление это довольно условное, но очевидно, что предметы природы — это не только весь окружающий материальный мир с небесными телами и зем­лей, но и неорганические составные части земли, и нахо­дящиеся на ней органические существа, и, наконец, человек.

Введение

Рассмотрение небесных тел составляет предмет астрономи­ческих наук, земля составляет предмет ряда наук, из кото­рых наиболее разработаны геология, география и физика земли. Познание предметов, входящих в состав земной коры и на ней находящихся, составляет предмет естественной истории с ее тремя главными отделами: минералогией, бо­таникой и зоологией. Человек же служит предметом антро­пологии, наиболее важными составными частями которой являются анатомия и физиология. В свою очередь, на ана­томии и физиологии базируются медицина и эксперимен­тальная психология.

В наше время такой общепризнанной классификации естественных наук уже не существует. По объектам иссле­дования самым широким делением является деление на науки о живой и так называемой неживой природе. Важ­нейшие большие области естествознания (физика, химия, биология) можно отличать по формам движения материи, которые они изучают. Однако этот принцип, с одной сто­роны, не позволяет охватить все естественные науки (на­пример математику и многие смежные науки), с другой сто­роны, он неприменим к обоснованию дальнейших класси­фикационных делений, той сложной дифференциации и взаимосвязи наук, которые столь характерны для современ­ного естествознания.

В современном естествознании органически перепле­таются два противоположных процесса: непрерывной диф­ференциации естествознания и все более узкие области на­уки и интеграции этих обособленных наук. Наше учебное пособие будет построено на интегральном представлении об организации космического живого вещества, основанном на концепции об универсальном характере самоорганизации материи. Становится ясно, что достижение успеха в пони­мании фундаментальных свойств Вселенной возможно только на основе интегральных представлений об окружающем нас реальном мире, включающих как физический мир, так и человеческое существование. А это значит, что все новей­шие концепции естествознания, все исследования на стыке

6

Концепции современного естествознания

космологии, физики элементарных частиц, химии, био­логии, психологии и других научных дисциплин, вышед­ших ка передний план поступательного движения от неиз­вестного к известному, приводят к осмыслению вечной про­блемы соотношения космоса и человека. Все ближе наука подходит к пониманию того, что само существование чело­века обусловлено основными закономерностями развития Вселенной в целом. Если верна концепция антропоцент­ризма и человек является целью всех совершаемых в мире событий, то возникает очень важный мировоззренческий вопрос: не было ли существование человека потенциально заложено в зародыше Вселенной? Может быть, следует ис­кать в самом начале возникновения Вселенной некий код, который содержит в себе всю информацию о дальнейшей эволюции космоса, о возникновении жизни и человека, а также о том, что пас ожидает » будущем?

Авторы учебника уверены в том, что человек не есть некое суверенное и автономное существо в мироздании. Он неотделим от судеб космического развития. Но возникает и обратная зависимость: человек становится одним из мощ­ных факторов дальнейшей эволюции природы в обитаемом им участке мироздания, и притом фактором, действующим сознательно. Это налагает на него громадную ответствен­ность, так как делает его прямым участником процессов космического масштаба и значения.

Наше понимание основных проблем современного ес­тествознания базируется на идеях выдающегося русского уче­ного В. И. Вернадского. Думается, что главное открытие В. И. Вернадского состоит в обосновании им неоднород­ной структуры мироздания — существования во Вселенной трех реальностей, функционирующих с высокой степенью аатономности, но все же связанных определенной простран­ственно-временной общностью. По Вернадскому, в мире существует три реальности: реальность космоса, реальность микромира и биосферная реальность Земли, включающая человечество как составную часть. Соответственно, у на­уки есть четыре задачи: познать Космос, познать микромир, познать биосферу и познать человечество.

Введение

Для нас важно показать взаимосвязь всех наук и веду­щую роль в процессах их взаимовлияния и взаимодействия наук о жизни и человеке. В. И. Вернадский по этому по­воду задается глобальным вопросом: "Действительно ли на­уки о жизни ничего не могут коренным образом изменить в наших основных представлениях научного мироздания, в представлениях о пространстве и времени, энергии, мате­рии? И полон ли этот список основных элементов нашего научного мышления?"

В меру своих сил и возможностей мы попытаемся отве­тить на этот вопрос. •

^шг'^ "^: Раздел! "•;'"'^;:.vf; Научный метод

Понятия метода и методологии. Классификация методов научного познания ,...;••; ,

Понятие метод (от греческого слова "метоДос" — путь к чему-либо) означает совокупность приемов и операций прак­тического и теоретического освоения действи!ельности.

Метод вооружает человека системой принципов, тре­бований, правил, руководствуясь которыми он может дос­тичь намеченной цели. Владение методом означает для че­ловека знание того, каким образом, в какой последователь­ности совершать те или иные действия для решения тех или иных задач, и умение применять это знание да практике.

Учение о методе начало развиваться еще в науке Нового времени. Ее представители считали правильный метод ори­ентиром в движении к надежному, истинному знанию. Так, видный философ XVII века Ф. Бэкон сравнивал метод по­знания с фонарем, освещающим дорогу путнику, идущему в темноте. А другой известный ученый и философ этого же периода Р. Декарт изложил свое понимание метода следу­ющим образом: "Под методом,— писал он, — я разумею точные и простые правила, строгое соблюдение которых ... без лишней траты умственных сил, но постепенно и непре­рывно увеличивая знания, способствует тому, что ум дос­тигает истинного познания всего, что ему доступно"¹.

Существует целая область знания, которая специально занимается изучением методов и которую принято имено­вать методологией. Методология дословно означает "учение

¹ Декарт Р. Избранные произведения. М., 1950. С. 89.

Раздел I. Научный метод

о методах" (ибо происходит этот термин от двух греческих слов: "методос" — метод и "логос" — учение). Изучая зако­номерности человеческой познавательной деятельности, методология вырабатывает на этой основе методы ее осуще­ствления. Важнейшей задачей методологии является изу­чение происхождения, сущности, эффективности и других характеристик методов познания.

Методы научного познания принято подразделять по степени их общности, т. е. по широте применимости в процессе научного исследования.

Всеобщих методов в истории познания известно два; диалектический и метафизический. Это общефилософские методы. Метафизический метод с середины XIX века на­чал все больше и больше вытесняться из естествознания диалектическим методом.

Вторую группу методов познания составляют общена­учные методы, которые используются в самых различных областях науки, т. е. имеют весьма широкий, междисцип­линарный спектр применения. Классификация общенауч­ных методов тесно связана с понятием уровней научного познания.

Различают два уровня научного познания: эмпиричес­кий и теоретический. Одни общенаучные методы применя­ются только на эмпирическом уровне (наблюдение, экспе­римент, измерение), другие — только на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые (например, мо­делирование) — как на эмпирическом, так и на теоретичес­ком уровнях.

Эмпирический уровень научного познания характери­зуется непосредственным исследованием реально существу­ющих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уров­не осуществляется процесс накопления информации об исследуемых объектах, явлениях путем проведения наблю­дений, выполнения разнообразных измерений, постанов­ки экспериментов. Здесь производится также первичная си­стематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т. п. Кроме того, уже на втором

10

Концепции современного естествознания

уровне научного познания — как следствие обобщения на­учных фактов — возможно формулирование некоторых эм­пирических закономерностей.

Теоретический уровень научного исследования осуществ­ляется на рациональной (логической) ступени познания. На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких, существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям. Теоретический уровень — более высокая ступень в научном познании. Результатами теоретического познания становятся гипотезы, теории, за­коны.

Выделяя в научном исследовании указанные два раз­личных уровня, не следует, однако, их отрывать друг от друга и противопоставлять. Ведь эмпирический и теорети­ческий уровни познании взаимосвязаны между собой. Эм­пирический уровень выступает в качестве основы, фунда­мента теоретического. Гипотезы и теории формируются в процессе теоретического осмысления научных фактов, ста­тистических данных, получаемых на эмпирическом уровне. К тому же теоретическое мышление неизбежно опирается на чувственно-наглядные образы (в том числе схемы, гра­фики и т. п.), с которыми имеет дело эмпирический уро­вень исследования.

В свою очередь, эмпирический уровень научного позна­ния не может существовать без достижений теоретического уровня. Эмпирическое исследование обычно опирается на определенную теоретическую конструкцию, которая опреде­ляет направление этого исследования, обусловливает и обо­сновывает применяемые при этом методы.

К третьей группе методов научного познания относятся методы, используемые только в рамках исследований какой-то конкретной науки или какого-то конкретного явления. Такие методы именуются частнонаучными. Каждая частная наука (биология, химия, геология и т. д.) имеет свои спе­цифические методы исследования.

При этом частнонаучные методы, как правило, содер­жат в различных сочетаниях те или иные общенаучные мето-