- •Концепции современного естествознания
- •I оглавление
- •Раздел I. Научный метод 7
- •Раздел II. История естествознания 42
- •Раздел III. Элементы современной физики 120
- •Раздел IV. Основные понятия и представления химии 246
- •Раздел V.. Возникновение и эволюция жизни 266
- •Раздел VI. Человек 307
- •I введение
- •Раздел I научный метод
- •1 .1. Научное наблюдение
- •1.2. Эксперимент
- •1.3. Измерение
- •2. Общенаучные методы теоретического познания
- •2 .1. Абстрагирование и идеализация. Мысленный эксперимент
- •2.2. Формализация. Язык науки
- •2.3. Индукция и дедукция
- •3 .1. Анализ и синтез
- •3.2. Аналогия и моделирование
- •Раздел II
- •1.1. Натурфилософия и ее место в истории естествознания. Возникновение античной науки.
- •1.2. Миропонимание и научные достижения натурфилософии античности. Атомистика. Геоцентрическая космология. Развитие математики и механики
- •2. Естествознание эпохи средневековья
- •3 .1. Научные революции в истории естествознания
- •3.2. Первая научная революция. Гелиоцентрическая система мира. Учение о множественности миров
- •3.3. Вторая научная революция. Создание классической механики и экспериментального естествознания. Механическая картина мира
- •3.4. Химия в механистическом мире
- •3.5. Естествознание Нового времени и проблема философского метода
- •3.6. Третья научная революция. Диалектизация естествознания
- •3.7. Очищение естествознания
- •3.8. Исследования в области электромагнитного поля и начало крушения механистической картины мира
- •I Естествознание XX века
- •4 .1. Четвертая научная революция. Проникновение в глубь материи. Теория относительности и квантовая механика. Окончательное крушение механистической картины мира
- •4.2. Научно-техническая революция, ее естественнонаучная составляющая и исторические этапы
- •4.3. Панорама современного естествознания 4.3.1. Особенности развития науки в XX столетии
- •4.3.2. Физика микромира и мегамира. Атомная физика
- •4.3.3. Достижения в основных направлениях современной химии
- •4.3.4. Биология XX века: познание молекулярного уровня жизни. Предпосылки современной биологии.
- •4.3.5. Кибернетика и синергетика
- •Раздел III
- •I Пространство и время
- •1 .1. Развитие представлений о пространстве и времени в доньютоновский период
- •1. 2. Пространство и время
- •1.3. Дальнедействиеи близкодействие. Развитие понятия «поля»
- •2 .1. Принцип относительности Галилея
- •2.2. Принцип наименьшего действия
- •2.3. Специальная теория относительности а. Эйнштейна
- •1. Принцип относительности: все законы природы оди наковы во всех инерциальных системах отсчета.
- •2. Принцип постоянства скорости света: скорость света в пустоте одинакова во всех инерциальных системах от счета и не зависит от движения источников и приемни ков света.
- •2.4. Элементы общей теории относительности
- •3. Закон сохранения энергии в макроскопических процессах
- •3.1. «Живая сила»
- •3.2. Работа в механике. Закон сохранения и превращения энергии в механике
- •3.3. Внутренняя энергия
- •3.4. Взаимопревращения различных видов энергии друг в друга
- •4. Принцип возрастания энтропии
- •4.1. Идеальный цикл Карно
- •4.2. Понятие энтропии
- •4.3. Энтропия и вероятность
- •4.4. Порядок и хаос. Стрела времени
- •4.5. «Демон Максвелла»
- •4.6. Проблема тепловой смерти Вселенной. Флуктуационная гипотеза Больцмана
- •4.7. Синергетика. Рождение порядка из хаоса
- •I Элементы квантовой физики
- •5.1. Развитие взглядов на природу света. Формула Планка
- •5.2. Энергия, масса и импульс фотона
- •5.3. Гипотеза де Бройля. Волновые свойства вещества
- •5.4. Принцип неопределенности Гейзенберга
- •5.5. Принцип дополнительности Бора
- •5.6. Концепция целостности в квантовой физике. Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена
- •5.7. Волны вероятности. Уравнение Шредингера. Принцип причинности в квантовой механике
- •5.8. Состояния физической системы. Динамические и статистические закономерности в природе
- •5.9. Релятивистская квантовая физика. Мир античастиц. Квантовая теория поля
- •I На пути построения единой теории поля 6.1. Теорема Нетер и законы сохранения
- •6.2. Понятие симметрии
- •6.3. Калибровочные симметрии
- •6.4. Взаимодействия. Классификация элементарных частиц
- •6.5. На пути к единой теории поля. Идея спонтанного нарушения симметрии вакуума
- •6.6. Синергетическое видение эволюции Вселенной. Историзм физических объектов. Физический вакуум как исходная абстракция в физике
- •6.7. Антропный принцип. «Тонкая подстройка» Вселенной
- •Раздел IV
- •1. Химия в системе "общество-природа"
- •I Химические обозначения
- •Раздел V
- •I Теории возникновения жизни
- •1.1. Креационизм
- •1.2. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение
- •1.3. Теория стационарного состояния
- •1.4. Теория панспермии
- •1.5. Биохимическая эволюция
- •2.1. Теория эволюции Ламарка
- •2.2. Дарвин, Уоллес и происхождение видов в результате естественного отбора
- •2.3. Современное представление об эволюции
- •3.1. Палеонтология
- •3.2. Географическое распространение
- •3.3. Классификация
- •3.4. Селекция растений и животных
- •3.5. Сравнительная анатомия
- •3.6. Адаптивная радиация
- •3.7. Сравнительная эмбриология
- •3.8. Сравнительная биохимия
- •3.9. Эволюция и генетика
- •Раздел VI. Человек
- •I Происхождение человека и цивилизации
- •1 .1. Возникновение человека
- •1.2. Проблема этногенеза
- •1.3. Культурогенез
- •1.4. Появление цивилизации
- •I Человек и биосфера
- •7 .1. Концепция в.И. Вернадского о биосфере и феномен человека
- •Радиоактивное вещество;
- •Рассеянные атомы;
- •Вещество космического происхождения.
- •7.2. Космические циклы
- •7.3. Цикличность эволюции. Человек как космическое существо
- •344007, Г. Ростов-на-Дону,
- •344019, Г. Ростов-на-Дону, ул. Советская, 57. Качество печати соответствует предоставленным диапозитивам.
I Человек и биосфера
7 .1. Концепция в.И. Вернадского о биосфере и феномен человека
Главной научной концепцией естествознания, позволяющей ученым правильно понимать законы, управляющие развитием окружающей нас природы, стала естественно-историческая концепция. Только познав, как развивалось то или иное природное явление или объект, каков их генезис, можно понять и научно объяснить современность и надежно построить научный прогноз будущего. Достаточно назвать две наиболее фундаментальные концепции в естествознании:
дарвинизм, центральное звено которого — учение о происхождении видов путем естественного отбора, ос нованное на сравнительно-историческом анализе, пре имущественно палеонтологическом;
учение Докучаева и Вернадского о почвах, ландшаф тах и биосфере, основанное на естественно-историче ском анализе происхождения и развития этих сложных природных планетарных объектов.
В процессе создания концепции биосферы В.И. Вернадский приходит к выводу огромного мировоззренческого значения, по существу, определяющему стратегию будущего развития естествознания. Он говорит о том, что в современное научное мировоззрение должно войти представление о геохимических функциях живого вещества и человечества как основных геологических сил, определяющих как само существование биосферы, так и формы и вектор ее развития. Концепция биосферы стала точкой отсчета
407
нового этапа развития общего естествознания. Современное общее естествознание — это биосферное естествознание, в основе которого лежит представление о биосферных, то есть геохимических функциях живого вещества и человечества. Без этого представления в настоящее время невозможен «гармоничный ход научного и философского мышления». Вот главный урок Вернадского нашему поколению.
В «Мыслях и набросках» он пишет: «Сознание человечества становится той «силой», тем фактором, который мы должны принимать во внимание, когда изучаем всякий природный процесс». Это общетеоретическое положение сформулировано в 1920 году. А сейчас оно перешло из области теории в практику. Например, прежде чем новый технологический процесс получит «путевку в жизнь», он должен пройти экологическую экспертизу.
Одновременно с Вернадским концепцию биосферы развивали французские ученые. Так, само понятие «ноосфера» впервые прозвучало на лекциях 1927/28 учебного года из уст философа и математика, последователя Бергсона, Эдуарда Леруа. При этом соавтором ноосферной концепции был объявлен его друг и единомышленник Пьер Тейяр де Шарден, палеонтолог и философ. Причем, что особенно для нас важно, оба француза строят свою мысль, опираясь на понятие биосферы и живого вещества в том духе, как они были развиты Вернадским в его знаменитых лекциях в Сорбонне в 1922-1923 годах.
Так, в книге Тейяра де Шардена «Феномен человека» дается своеобразный ответ на вечный вопрос о смысле и цели человеческого существования, который сводится к следующему: человек как «ось и вершина эволюции» ярко раскрывает то, что изначально, хотя бы в возможности, присуще всей материи, т. е. человек есть сложный, развернувшийся «микрокосмос», содержащий в себе все потенции космоса. Это значит, что жизнь и человек, появившиеся на Земле в результате спонтанного зарождения из предбиоло-гических органических соединений (здесь Тейяр находится на принципах материализма), неразрывно связаны с космическими процессами, усложнениями материи. Земная жизнь представляет собой качественно новое проявление этой всеобщей тенденции. И хотя неживая материя кажется нам «мертвой», она лишь «дожизненна», в ней имеет-
408
ся потенция стать живой. Следовательно, жизнь по своей природе космична, так как нить ее таится в самой ткани универсума (Тейяр не случайно употребляет термин «универсум»; для него под слоем элементарных частиц, составляющих первичную материю, находится тонкий слой психики). Человек — скачок в эволюции земной жизни, венец беспрестанного эволюционного движения и вместе с тем некое начало направленной эволюции, стремящейся к точке Омега — планетарному сознанию, духовному «яйцу мира». Вселенская эволюция идет не в пространственном, а в психическом направлении, она осуществляется не в космической экспансии человека, а в пределах нашей планеты. Для нас существенно то, что здесь Тейяр де Шарден обращает внимание на такой парадоксальный факт, что человек до сих пор не нашел подобающего ему места в структуре мира, которую представляет современная наука. Более того, наука о Вселенной — космология — обходится без рассмотрения человека; имеющиеся науки о человеке находятся на обочине естествознания «С чисто позитивистской точки зрения, человек — самый таинственный и сбивающий с толку исследователей объект науки. И следует признать, что в своих изображениях универсума наука, действительно, еще не нашла ему места. Физике удалось временно очертить мир атома. Биология сумела навести некоторый порядок в конструкциях жизни. Опираясь на физику и биологию, антропология, в свою очередь, кое-как объясняет структуру человеческого тела и некоторые механизмы его физиологии. Но полученный при объединении всех этих черт портрет явно не соответствует действительности»10. Поскольку в человеке концентрируется все, что мы познаем, постольку неминуемо придем к науке о человеке: постижение человека является ключом к раскрытию тайн природы.
Американский биолог и космолог К. Саган, анализируя проблему космологических основ возникновения жизни, постулирует существование общей космической закономерности: во Вселенной в течение определенного времени (порядка нескольких миллионов лет) появление жизни осуществляется как непреложное явление космологической эволюции. Частный случай этой закономерности — возникновение жизни на нашей планете, вращающейся вокруг одной из типичных, рядовых звезд Млечного Пути.
409
Следовательно, феномен земной жизни (а нам известна, к сожалению, только она) представляет собой проявление общей космологической эволюции, а земные биологи заняты лишь отдельной темой в многообразии, по выражению К. Сагана, «музыки жизни». Условия же появления жизни на Земле определили ее развитие в качество целого, т. е. в виде биосферы, единого монолита живого вещества, организованность которого определяется преобладанием космической энергии и связанными с этим космоплане-тарными биогеохимическими функциями. Это значит, что эволюция биосферы зависит от совокупности чисто земных и космических явлений.
При рассмотрении проблемы человека существенным является то, что под влиянием человеческой мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние — ноосферу. В этом плане необходимо учитывать положение В.И. Вернадского о встроенности человека, его социально-исторического бытия в космопланетарную организованность жизни в целом. Именно в этом проявляется уникальность феномена человека: единство функционирования в его жизнедеятельности законов природы и общества.
По В.И. Вернадскому, вещество биосферы разнородно по своему физико-химическому составу, а именно:
живое вещество как совокупность живых организмов;
биогенное вещество — непрерывный биогенный поток атомов из живого вещества в косвенное вещество био сферы и обратно;
косное вещество (атмосфера, газы, горные породы и пр.);
биокосное вещество, например, почвы, илы, поверхно стные воды, сама биосфера, т. е. сложные закономерные косно-живые структуры;