- •Федеральное агентство по образованию
- •Брянский государственный технический университет
- •В.И.Попков
- •Концепции современного естествознания
- •Введение
- •Часть 1. Логика и методология естественных наук
- •1.1.Предмет естествознания
- •1.2. Культура и наука
- •1.3. Научная картина мира
- •1.4. Связь науки с другими компонентами культуры
- •1.5. Виды научного знания
- •1.6. Проблема культур в науке
- •1.7. Материя и движение
- •1.8. Пространство и время
- •1.9. Материальное единство мира
- •1.10. Характерные черты науки
- •1.11. Мышление
- •1.12. Структура научного познания
- •1.13. Методы научного познания
- •1.13.1. Философские методы
- •1.13.2. Общенаучные методы
- •1.13.2.1.Эмпирические методы исследования
- •1.13.2.2. Методы теоретического познания
- •1.13.2.3. Общелогические методы и приемы
- •1.13.2.4. Математика – универсальный язык естествознания
- •1.13.3 .Прочие методы
- •1.14. Гипотеза и теория
- •1.15. Критерии научного знания
- •1.16. Модели развития науки
- •1.17. Дифференциация и интеграция в науке
- •1.18. Принципы организации современного естествознания. Системный метод в современном естествознании
- •1.19. Особенности современной научной картины мира
- •Часть 2. Основные физические концепции
- •2.1. Концепция детерминизма в классическом естествознании
- •2.1.1. Триумф небесной механики и детерминизм Лапласа
- •2.1.2. Идеализированные представления о пространстве, времени и состоянии в классической механике
- •2.1.3. Связь законов сохранения с фундаментальной симметрией пространства и времени.
- •2.2.2. Континуальный подход в механике сплошных сред
- •2.2.3. Концепция близкодействия и материальные физические поля
- •2.2.4. Классические представления о природе света
- •2.2.5. Апофеоз классического естествознания
- •2.3. Развитие представлений о пространстве и времени в естествознании
- •2.3.1. Пространство и время в античной натурфилософии
- •2.3.2. Абсолютное пространство и абсолютное время в классическом естествознании
- •2.3.3. Уравнения Максвелла и концепция абсолютно неподвижного эфира
- •2.3.4. Элементы специальной и общей теории относительности
- •2.3.4.1.Постулаты Эйнштейна
- •2.3.4.2. Преобразования Лоренца
- •2.3.4.3. Следствия из преобразований Лоренца
- •1.Одновременность событий в разных системах отсчета
- •2. Длина тел в разных системах отсчета
- •3. Длительность событий в разных системах отсчета
- •4. Закон сложения скоростей в релятивистской механике
- •2.3.4.4. Интервал
- •2.3.4.5. Основы релятивистской динамики
- •1. Релятивистский импульс
- •2.Зависимость массы от скорости
- •3. Взаимосвязь массы и энергии
- •4. Энергия связи
- •5. Частицы с нулевой массой покоя
- •2.3.4.6. Четырехмерное пространство-время в общей теории относительности
- •2.3.4.7. Релятивизм как концептуальный принцип неклассического естествознания
- •2.4. Статистические закономерности в приРоде
- •2.4.1. «Стрела времени» и проблема необратимости в естествознании
- •2.4.2. Возникновение статистической механики.
- •2.4.3. Особенности описания состояний в статистических теориях.
- •2.4. 4. Увеличение энтропии при переходе из упорядоченного в неупорядоченное состояние
- •2.4.5. Гипотеза Томсона и «тепловая смерть» Вселенной.
- •2.5. Микромир и основные концепции неклассического естествознания
- •2.5.1. Зарождение квантовых представлений в физике
- •2.5.2. Особенности неклассического подхода к описанию динамики микрочастиц
- •2.5.3. Квантовая природа агрегатных состояний макроскопических объектов
- •2.6. На пути к единой фундаментальной теории материи
- •2.6.1. Становление субатомной физики
- •2.6.2. Фундаментальные взаимодействия в природе
- •2.6.3. Стандартная модель элементарных частиц
- •2.6.4. На переднем крае физики микромира
- •Часть 3. Мегамир: современные астрофизические и космологические концепции
- •3.1. Звездная форма бытия космической материи
- •3.2. Эволюция звезд
- •3.3. Современные космологические модели вселенной
- •3.4. Происхождение и развитие вселенной
- •3.5. Солнечная система
- •3.5.1. Солнце
- •3.5.2. Планеты солнечной системы
- •3.5.2.1. Земля
- •3.5.2.2. Луна
- •3.5.2.3. Меркурий
- •3.5.2.4.Венера
- •3.5.2.5. Марс
- •3.5.2.6. Юпитер
- •Часть 4. Основные химические концепции
- •4.1. Учение о составе
- •4.2.Структура вещества и химические системы
- •4.3. Учение о химических процессах
- •4.4. Эволюционная химия – высший уровень развития химических знаний
- •Часть 5. Биологический уровень организации материи
- •5.1. Предмет биологии и ее структура
- •5.2. Основные признаки живого
- •5.3. Структурные уровни живого
- •5.4. Клетка, ее строение и функционирование
- •5.5. Химические основы жизни. Генетика
- •5.6. Принципы биологической эволюции
- •5.7. Концепции возникновения жизни на земле
- •5.8. Исторические этапы развития жизни на земле
- •Енисей (1,5 млрд. Лет – 1,2 млрд. Лет) Появляются многоклеточные водоросли.
- •Часть 6. Человек как феномен природы
- •6.1. Происхождение человека
- •6. 2. Биологическое и социальное в развитии человека
- •6.3. Превращение биосферы в ноосферу
- •6.4. Глобальные проблемы человечества
- •Часть 7. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •7.1. Кибернетика и общие проблемы управления
- •В сложных динамических системах
- •В создании кибернетики принимали участие многие ученые: д. Биглоу, к. Шеннон, и.М. Сеченов, и.П. Павлов, а.М. Ляпунов, а.А. Марков, а.Н. Колмогоров и др.
- •Энергия
- •7.2. Синергетика – новое направление междисциплинарных исследований
- •7.3 Характеристики самоорганизующихся систем
- •7.4. Закономерности самоорганизации
- •7.5. Физические модели самоорганизации в экономике
- •Персоналии
- •Цитатник
- •Список использованной и рекомендуемой литературы
- •Часть 1. Логика и методология естественных
- •Часть 2. Основные физические концепции...104
- •Часть 3. Мегамир: современные астрофизи-ческие и космологические концепции……..180
Федеральное агентство по образованию
Брянский государственный технический университет
В.И.Попков
Концепции современного естествознания
Утверждено редакционно-издательским советом
в качестве учебного пособия
Брянск
ИЗДАТЕЛЬСТВО БГТУ
2007
УДК 50(075.8) ББК20.1
Попков, В.И. Концепции современного естествознания: учеб. пособие / В.И.Попков. – Брянск, 2007. – 390 с.
ISBN 5-89838-187-2
Рассмотрены основные философские и методологические вопросы дисциплины «Концепции современного естествознания», место и роль естествознания в культуре и системе наук, основные концепции физики, химии, биологии, космологии и других естественных наук.
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 061100 «Менеджмент организации», 061500 «Маркетинг», 075300 «Организация и технология защиты информации», 340100 «Управление качеством», 351400 «Прикладная информатика (в экономике)» всех форм обучения.
Научный редактор д-р филос. наук, доц. Попкова Н.В.
ISBN 5-89838-187-2 © Брянский государственный
технический университет, 2007
© В.И.Попков, 2007
Не то, что мните Вы, природа
Не слепок, не бездушный лик,
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.
Ф.И.Тютчев
Введение
Учебная дисциплина “Концепции современного естествознания” (КСЕ) была включена в систему высшего гуманитарного образования главным образом для того, чтобы ознакомить студентов гуманитарных специальностей с современной естественно-научной картиной мира. Необходимость этого решения особенно остро проявляется на современном этапе развития цивилизации, когда, с одной стороны, рациональный подход все более проникает в традиционные гуманитарные области науки, а, с другой стороны, cуществует тенденция к гармоническому синтезу двух компонентов культуры – гуманитарного и естественно-научного.
Курс КСЕ относится к циклу общих математических и естественно-научных дисциплин.
Изучение дисциплины “Концепции современного естествознания” преследует цель ознакомления студентов, обучающихся по гуманитарным направлениям, с дополнительным для них неотъемлемым компонентом человеческой культуры – естествознанием – и формирования у них целостного взгляда на окружающий мир. Необходимость изучения этой дисциплины вызвана тем, что сейчас рациональный естественно-научный метод проникает и в гуманитарную сферу, участвуя в формировании сознания общества, и вместе с тем приобретает все более универсальный язык, адекватный философии, социальным наукам и даже искусству. Возникающая сегодня тенденция к гармоническому синтезу двух традиционно противостоящих компонентов культуры созвучна потребности общества в целостном мировидении и подчеркивает актуальность данной дисциплины.
Участвуя в организации и управлении производством, насыщенным наукоемкими технологиями, формировании общественных отношений, регулировании финансовых потоков, выпускники экономических специальностей нуждаются в определенном багаже естественно-научных знаний, позволяющих непосредственно влиять на инновационный процесс, быстро и правильно оценивать те или иные предложения по совершенствованию современных технологий, предвидеть прорывы научно-технического прогресса. Напротив, отсутствие элементарных естественно-научных знаний чревато серьезными ошибками в профессиональной деятельности. Поэтому одной из целей курса КСЕ является создание предпосылок для формирования современного инновационно-технологического мышления экономистов.
Актуальность курса «Концепции современного естествознания» обусловлена еще и тем, что в последние годы в нашем обществе все более широкое распространение получают различного рода иррациональные знания: мистицизм, астрология, оккультизм, магия и т.п., постепенно вытесняющие из сознания многих научную картину мира, основанную на рациональных способах его объяснения. Изучение основ естествознания способствует выработке у студентов-гуманитариев ориентиров и ценностей рационалистического отношения к миру, критического отношения ко всем разновидностям лженаук [16].
Несмотря на существенное отличие естественных наук от экономики, можно привести множество примеров взаимопроникновения их методов и подходов к анализу явлений. Основой такой общности является целостный характер мира, взаимообусловленность происходящих в нем процессов, которые часто проявляются в завуалированной, опосредованной форме. В решении экономических задач существенную помощь может оказать методология, применяемая в естественных науках. В последнее время экономическая наука широко использует методы математического моделирования, такие термины и понятия, как энтропия, синергетика, бифуркации и т.п. Эволюционный метод, специфический для биологии и физики, все глубже внедряется и в экономическую науку. Поэтому знания в области естествознания дают экономисту дополнительные инструменты в собственной практической деятельности. Одна из целей курса КСЕ – обогащение и совершенствование методов экономического исследования.
“Концепции современного естествознания” являются продуктом междисциплинарного синтеза физики, астрономии, химии, биологии, психологии, экологии и других дисциплин на основе комплексного историко-философского и эволюционно-синергетического подхода к современному естествознанию. Изучение концепций современного естествознания предполагает из всей массы информации о природе выделить только основополагающие сведения, которые помогли бы выявить те связи, которые создают органическое единство всех физических, химических и биологических явлений.
Основными задачами курса являются:
Понимание специфики гуманитарного и естественно-научного компонентов культуры.
Понимание задач и возможностей рационального естественно-научного метода.
Изучение и понимание сущности фундаментальных законов природы, к которым сводится множество частных закономерностей физики, химии, биологии и других естественных наук.
Формирование ясного представления о физической картине мира как основе целостности и многообразия природы.
Понимание принципов преемственности и непрерывности в изучении природы.
Осознание проблемы экологии и общества.
Формирование представлений о революциях в естествознании и смене научных парадигм.
Формирование представлений о принципах универсального эволюционизма и синергетике.
Понимание роли законов самоорганизации в процессе развития естествознания и техники.
В соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта в области концепций современного естествознания выпускники экономических специальностей должны иметь представление:
- об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания, ньютоновской и эволюционной парадигмах;
- концепциях пространства и времени;
- принципах симметрии и законах сохранения;
- понятии состояния в естествознании;
- корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;
- динамических и статистических закономерностях в естествознании;
- соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения физических объектов, переходах из упорядоченных в неупорядоченные состояния и наоборот;
- самоорганизации в живой и неживой природе;
- иерархии структурных элементов материи от микро- до макро - и мегамира;
- взаимодействиях между физическими, химическими и биологическими процессами;
- специфике живого, принципах эволюции, воспроизводства и развития живых систем, их целостности и гомеостазе, об иерархичности, уровнях организации и функциональной асимметрии живых систем;
- биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики;
- физиологических основах психики, социального поведения, экологии и здоровья человека;
- взаимодействии организма и среды, сообществах организмов, экосистемах, принципах охраны природы и рационального природопользования;
- месте человека в эволюции Земли, ноосфере и парадигме единой культуры.
Разнообразна деятельность экономистов, менеджеров, маркетологов, информатиков. При принятии управленческих или других решений им приходится учитывать многие факторы. Но вполне очевидно, что в чем бы ни состоял бизнес, он так или иначе связан с окружающим нас миром – земным пространством, материальными объектами, живыми людьми. Все это как раз является предметом естествознания. Естествознание необходимо человеку, так как дает ему информацию для принятия решений; методы решения задач в любых сферах деятельности, наиболее целесообразные для сохранения окружающего нас мира; примеры научных подходов к исследованию разнообразных явлений действительности, которые применяли в своей практике лучшие умы человечества. Н.Н.Моисеев писал [36]:
«Кризис во взаимоотношениях Природы и общества стремительно нарастает, и образование должно далеко выходить за рамки узкого профессионализма. Современный человек должен видеть мир в его целостности. Только представление об общей логике развития того мира, в котором мы живем, поможет нам избежать катастрофических последствий кризиса, который неумолимо надвигается. А может, и избежать самого кризиса!».
Создание целостного представления об окружающем нас мире – главная задача курса «Концепции современного естествознания».