С. Г. Хорошавина концепции современного естествознания курс лекций

Вид материала

Курс лекций

Содержание Волченко В.Н. Цели и задачи курса «концепции Тема 1. предмет естествознания. Непосредственная цель науки 7 Можно сказать, что у естествознания есть ближайшая 1.2. Основные закономерности развития естествознания 1.3. Основные этапы развития естествознания Николай Коперник Галилео Галилей Джордано Бруно Эпоха Возрождения Отличительной чертой эпохи Возрождения Леонардо да Винчи Р. Декарт 38 ственным источником точного, истинного знания в отличие от эмпиризма Г. Лейбниц П. Лаплас 43 Период натурфилософии можно считать законченным в середине XIX в. Ф. Энгельс Ф. Энгельс 46 Рухнуло основное положение атомистического материализма о неделимости и ... Полное содержание

Подобный материал:

• С. Г. Хорошавина концепции современного естествознания курс лекций, 5892.74kb.
• Программа курса «Концепции современного естествознания», 168.05kb.
• Программа дисциплины «концепции современного естествознания» «050706 Педагогика и психология», 169.4kb.
• В. М. Найдыш Концепции современного естествознания, 8133.34kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания Специальность, 187.08kb.
• Концепции Современного Естествознания, 274.86kb.
• М. В. Ломоносова           Философский факультет Кафедра философии образования, 155.37kb.
• Московском Государственном Открытом университете (эволюция вселенной, биологическая, 116.82kb.
• Концепции современного естествознания, 232.93kb.
• Программа дисциплины Концепции современного естествознания Специальность/направление, 456.85kb.

Серия «Высшее образование»

С. Г. Хорошавина

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

КУРС ЛЕКЦИЙ

Рекомендовано Министерствомобразования РФ

в качестве учебника для студентов

высших учебных заведений

Издание четвертое

Ростов-на-Дону

«Феникс»

2005

УДК 50(075.8) ББК 20я73 КТК 100 X 82

Рецензенты:

профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д. т. н., академик РАЕН,

президент Международного общественно-научного комитета

«Экология человека и энергоинформатика»

Волченко В.Н.;

зав. кафедрой философии религии РГУ, президент

Ассоциации «Духовной культуры», д. ф. н., профессор

Капустин Н.С.;

декан исторического факультета РГУ, доктор исторических

наук Узнародов И.М.

Хорошавина С. Г. X 82 Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд. 4-е. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 480 с. — (Высшее образование).

ISBN 5-222-07788-8

Предлагаемый курс способствует расширению представлений о едином процессе развития, охватывающем живую природу, неживое вещество и общество. Программа курса позволяет вооружить слушателей знаниями, отвечающими современному уровню развития естествознания, рассматриваются последние идеи и гипотезы, точки зрения на важнейшие вопросы современного естествознания, что дает возможность, овладев целостным научным мировоззрением, сформировать свою мировоззренческую позицию для успешной социальной адаптации.

Разработан в соответствии с государственным образовательным стандартом (Москва, Госкомитет РФ но ВО, 1995 г.) кандидатом технических наук, доцентом Ростовского-на-Дону института Бизнеса и Права, профессором Академии естествознания в 1995 г. В данной редакции рекомендуется студентам и преподавателям гуманитарных факультетов вузов для подготовки по специальности юриспруденция, менеджмент, экономика.

ISBN 5-222-07788-8

УДК 50(075.8) ББК 20я73

© С.Г. Хорошавина, 2003 © Оформление:

изд-во «Феникс», 2003


OCR: Ихтик (г.Уфа)

ihtik.lib.ru



ВВЕДЕНИЕ

Современное человечество живет на грани тысячелетий, и уже одно это заставляет людей уделять больше внимания своему будущему и разумному осмыслению прошлого. Анализ проблем, волнующих человечество, показывает, что одной из важнейших стала проблема взаимодействия природы и общества. Противоречия между природой и обществом в условиях бурно развивающегося научно-технического прогресса (НТП) перерастают в антагонизм, угрожающий самой жизни на нашей планете.

Признаки глобального нравственно-экологического кризиса человечества, в котором оказался мир и следствием которого стали резкие нарушения экологического равновесия и несовместимость жизни человечества с созданной им средой обитания, ставят перед каждым конкретным человеком задачи овладения принципами управления своей жизнью, находящейся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, задачи рационального природопользования и освоения роли, места и значения человека в эволюции не только Земли, но и Космоса.

Достижения науки и техники создали у большинства людей представление об абсолютном превосходстве человека над природой. Космическая техника, наземный транспорт, успехи науки, позволившие получать новые вещества, не существовавшие до этого в природе, — все это усилило антропоцентризм по отношению к природе. Люди как бы стали забывать, что сами они — часть природы, биологический вид, жизнь которого определяется амплитудой природных условий, и все их могущество основано на использовании законов природы, вне которых развитие человеческой цивилизации невозможно.

Анализ барьеров, стоящих на пути выхода из кризиса, показывает, что самый главный из них — нравственно-психологический. Его преодоление состоит в освоении человечеством духовной структуры Вселенной, так как нравственность и бессмертие тесно связаны; в смене парадигм в социальной сфере и науке, разумном использовании законов природы.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»

Цель данного курса состоит в том, чтобы через систему знаний о закономерностях и законах, действующих в природе, расширить представления студентов:

• о месте человека в эволюции Земли;
  
• о направлениях и путях развития в научно-технической и организационно-экономической сферах деятельности человека;
  
• об использовании новых подходов к достижению более высокого уровня выживания человечества в условиях надвигающейся экологической катастрофы.
  

В соответствии с поставленной целью данный курс имеет следующие задачи:

• ознакомить студентов с основными концепциями современного естествознания;
  
• дать слушателям представления о едином процессе развития, охватывающем неживую природу, живое вещество и общество; об уровнях организации материального мира и процессов, протекающих в нем, выступающих звеньями одной цепи;
  
• вооружить студентов знаниями закономерностей развития природы и общества;
  
• формировать умения и навыки практического использования достижений науки, ставящих конечной целью адаптацию человека к окружающей среде и достижение рационального природопользования;
  
• сориентировать в основных парадигмах единства материального и духовного миров;
  
• ознакомить с важнейшими приемами биоэтики;
  
• создать предпосылки для развития заложенного в каждом человеке интеллектуального потенциала, способствующего профессиональному и личностному росту и т.д.
  

Предлагаемый курс призван вооружить студентов знаниями, отвечающими современному уровню развития естествознания, давая логически обоснованную систему знаний. Здесь высказываются последние идеи, гипотезы, точки зрения на важнейшие вопросы современного естествознания.

5

Практика получения знаний в области естественных наук связана с умением применять эти знания, оперировать ими в своей повседневной деятельности. У студентов должно быть выработано оценочное отношение к тем или иным открытиям, они должны не столько пассивно воспринимать материал, но и стремиться обосновать факт появления тех или иных знаний о природе, выяснять, что они дают человечеству, на службу каких сил поставлены и тем самым выражать свою мировоззренческую позицию.

К концу курса у студентов должно быть выработано умение представлять знания как систему логически связанных общих и специальных положений науки, что дает им возможность лучше ориентироваться в сложных явлениях действительности и способствует формированию профессиональных качеств будущего специалиста.

Выводы, которые студенты смогут делать в процессе усвоения курса, должны быть не фактом механического заучивания, а плодом творческого мышления, что ведет к формированию общей культуры, более глубокому усвоению знаний, а значит, будет способствовать раскрытию физических и духовных резервов человека.

Изучение курса поможет студентам выработать активную жизненную позицию, повысит качество подготовки социально-активного специалиста, обладающего целостным научным мировоззрением, тем самым даст возможность оценивать последствия принимаемого решения, острее ощущать свою ответственность и солидарность в борьбе за сохранение жизни на нашей Земле, что будет способствовать успешной социальной адаптации.

ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ,

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ, ИСТОРИЯ,

ПАНОРАМА И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ

1.1. ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. ОСНОВНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ

Естествознание — совокупность наук о природе.

Наука — сфера человеческой деятельности, функция которой состоит в выработке и систематизации объективных знаний о действительности.

Непосредственная цель науки — описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения на основе открываемых ею законов.

Концепция — определенный способ понимания, трактовка каких-либо явлений, основная точка зрения.

Парадигма (от греч. paradeigma — пример, образец) — строго научная теория, господствующая в течение определенного исторического периода в научном обществе. Это модель постановки проблем, методов их исследования и решения.

Мировоззрение — система обобщенных взглядов на объективный мир и место человека в нем, на отношение человека к окружающей действительности и самому себе.

Предмет естествознания:

• различные формы движения материи в природе;
  
• лестница последовательных уровней организации материи и их взаимосвязи;
  
• основные формы всякого бытия — пространство и время;
  
• закономерная связь явлений природы как общего, так и специфического характера.
  

Цели естествознания:

• находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления;
  
• раскрывать возможности использования на практике познанных законов природы.
  

7

Можно сказать, что у естествознания есть ближайшая, или непосредственная, цель — это познание законов природы, а значит, и истины, и конечная цель — содействие практическому использованию этих законов. Таким образом, цели естествознания совпадают с целями самой человеческой деятельности.

1.2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

1.2.1 .Необходимость и случайность

История науки полна сообщений о случайных событиях: случайно были открыты гальванические элементы, радиоактивность, лучи Рентгена, радиоизлучение Галактики, пенициллин, фуксин, почти все химические элементы и многое другое. Более того: почти в каждом экспериментальном открытии есть элемент случайности.

Открытие есть обнаружение чего-то нового, неизвестного, необъяснимого, с точки зрения существующих научных представлений. Поэтому открытие и оказывается делом случая.

Но случайность и необходимость находятся в неразрывном единстве. В объективной действительности нет таких явлений, которые были бы только необходимыми или только случайными, которые были бы лишены случайных признаков или необходимой связи. Там, где есть необходимость, всегда есть и случайность и наоборот: случайность — это скрытая необходимость.

Необходимость вообще проявляется через массу случайностей, поэтому наличие случайностей того или иного рода в научных открытиях не может служить аргументом для отрицания закономерностей в развитии науки.

1.2.2. Причины, от которых зависит развитие науки

Развитие науки зависит от многих причин, среди которых можно выделить следующие:

• потребности материального производства;
  
• практические потребности общества;
  
• экономический строй;
  
• уровень развития культуры;
  

8

• формы общественного сознания;
  
• достигнутый уровень самой науки.
  

Значимость этих причин различна. Первичные знания возникали не из теоретических стремлений, а из непосредственных нужд и действий, как бы ощупью, без определенного плана. Поэтому их необходимо было привести в систему, установить связь и взаимосвязь явлений, простейшие закономерности.

Так возникли первые зачатки науки как особой отрасли умственной деятельности в рабовладельческих обществах древних Египта, Ассирии, Вавилонии, Греции, Рима.

Можно сказать, что наука зародилась в Древнем Риме в связи с потребностями общественной практики. В XVI— XVII вв. в ходе исторического развития наука превратилась в производительную силу и важнейший социальный статус, оказывающий влияние на все сферы общества. Объем научной деятельности с XVII в. удваивается примерно каждые 10—15 лет. Сюда входят рост открытий, число научных работников, объем научной информации.

1.2.3. Роль практики в развитии естествознания

Велика роль практики в развитии естествознания. Рассмотрим некоторые примеры, когда практические потребности привели к развитию той или иной области естествознания, а иногда даже вылились в целые научные направления.

1. Необходимость руководить земледелием, определять время начала земледельческих работ, потребности мореплавания, связанные с ориентацией ночью в длительных морских путешествиях требовали измерения времени, которое было связано с изучением видимого движения Солнца и других небесных светил. Это способствовало развитию астрономии.
   
2. Астрономия же может развиваться только используя знания математики, что выдвинуло вперед эту науку, причем прежде всего стали развиваться арифметика и элементарная геометрия. Строительство жилищ ставило перед геометрией практические задачи.
   
3. Человека и животных одолевали различные болезни, с которыми нужно было бороться. Это положило начало развитию медицины и ветеринарии.
   

9

4. В то же время успешное лечение болезней человека и животных было невозможно без знаний физиологии, анатомии, ботаники. Таким образом, медицина и ветеринария вызвали к жизни эти науки.
   
5. Для развития ремесел требовалась наука, которая исследовала бы свойства тел и формы проявления сил природы. Практические потребности, таким образом, стимулировали возникновение и развитие физики.
   
6. Техника производства часов требовала развития теории равномерного движения. Решение проблемы колебаний маятника было найдено X. Гюйгенсом и положило начало развитию теории колебаний.
   
7. Голландию можно считать страной, где зародилась такая наука, как гидростатика. В этой стране огромное количество озер и рек, поэтому гидротехнические сооружения имели здесь колоссальное значение. А сооружать порты, каналы, плотины невозможно было без знания законов и положений гидростатики.
   
8. Стремление получить совершенный тип парового двигателя привело к созданию паровой машины Уатта, а желание повысить коэффициент полезного действия (КПД) паровой машины послужило основой для развития термодинамики С. Карно.
   
9. Широкое распространение паровых машин оказало существенное влияние на открытие закона сохранения и превращения энергии.
   
10. Оптика тоже оказалась под сильным влиянием практических потребностей. С тех пор как Г.Галилей продемонстрировал значение зрительной трубы для мореплавания, эта область физики стала бурно развиваться. Были созданы бинокли. Желание заглянуть внутрь вещества способствовало появлению микроскопов, а стремление получше рассмотреть звезды — телескопов.
    
11. История науки убедительно доказывает, что как только обнаруживается практическая потребность того или иного открытия, сразу начинается интенсивное развитие соответствующей области науки. Так, например, исследование строения атома и атомного ядра шло сравнительно медленно до 1939 г. Итальянский физик Э. Ферми, впервые обнаруживший деление ядер
    

10

урана, даже не заявил об открытии. Оно было сделано немецкими физиками О. Ганом и Ф. Штрассма-ном. Когда же обнаружилось, что можно использовать колоссальные запасы энергии, выделяющиеся при распаде атомных ядер для промышленных и военных целей, размах соответствующих исследований увеличился в десятки и сотни раз.

12. Огромная отрасль науки — кибернетика, основные принципы которой подробно изложены в ТЕМЕ 16 предлагаемого курса, — была создана не из чистой любознательности, хотя и вобрала в себя достижения логики. Во время второй мировой войны возникла необходимость наладить средства противовоздушной обороны (ПВО). Американцы поручили Н. Винеру и Дж. Биглоу изучить возможности автоматической регулировки стрельбы орудий ПВО. Решению этой проблемы и обязана своим появлением новая наука — кибернетика.
    
13. Роль практических потребностей велика в становлении химии. Металлургия и производство лекарств требовали бурного ее развития.
    
14. Изучение металлов стало вообще источником самых блестящих открытий. Решение проблем горения способствовало созданию целой новой отрасли знания — математической теории и физики горения и взрыва.
    
15. Развитие хлопчатобумажной промышленности связано с возникновением новых отраслей химической промышленности — производства серной кислоты, соды и хлора, которые были необходимы для обработки хлопка (серная кислота — для соды, а сода — для мыла, без которого невозможна промывка окрашенных тканей).
    

16. Создание взрывчатых веществ потребовало производ
ства азотной кислоты из чилийской селитры и сер
ной кислоты, следовательно, стали развиваться и эти
новые отрасли химической промышленности.
Однако не во всех науках, разумеется, можно обнару
жить столь очевидную зависимость от практических по
требностей.

Люди связаны определенными общественными условиями. Уровень социального развития общества ограничивает возможности ученого. Каждый исследователь —

II

дитя своего времени, поэтому научные открытия совершались людьми, чьи мысли направлялись потребностями века.

Например, телефон не был создан раньше XIX в., так как в этом не было необходимости. Рыночные отношения, интенсивно развивающиеся в этом веке, требовали быстрой и качественной информации по телефонным каналам между абонентами, удаленными друг от друга практически на любое расстояние. В 1876 г. А.Г. Белл (США) изобрел телефонный аппарат, а первая телефонная станция была создана в 1878 г. в Нью-Хейвене. Таким образом, телефон был крайне необходим и не мог не появиться именно в это время.

Сегодня же одной телефонной связи недостаточно. Появление факсов, радиотелефонов, электронной почты, сотовой связи, сети «Интернет» также связано с потребностями получения быстрой и качественной информации. И этот процесс нельзя остановить: завтра могут появиться совершенно новые средства связи, обусловленные практическими потребностями.

1.2.4. Относительная самостоятельность в развитии науки

Относительная самостоятельность развития естествознания — не вьщумка философов, а закономерность его развития. Она находит свое выражение в стремлении к систематизации накопленного знания, упорядочению этих знаний. Практическое решение возникающих задач может быть осуществлено лишь по мере достижения определенных ступеней самого процесса познания природы.

Относительная самостоятельность развития естествознания проявляется в том, что сам процесс познания совершается от явлений — к сущности и от менее глубокой сущности — к более глубокой.

В науке одни научные идеи вытекают из других. Так, например, раз физики начали «ковыряться» в атомном ядре, это непременно привело бы к созданию атомной бомбы, что и наблюдалось в действительности.

Все физические теории в оптике связаны с развитием учения о природе света, которое прошло сложный и далеко не гладкий путь.

12

1. Первые теории о природе света были предложены И. Ньютоном (1672—1676 гг.) — свет как поток корпускул (частиц) — корпускулярная теория света, — и X. Гюйгенсом (1678 г.) — волновая теория света. Обе теории опирались на одни и те же факты, и каждая по своему, но одинаково хорошо объясняла их.
   
2. Изучение света привело к открытию явлений дифракции и интерференции света О. Френелем и Ара-го (1815—1818 гг.), которые склонили чашу весов в сторону волновой теории, так как хорошо объяснялись именно с этой точки зрения.
   
3. Исследования явления поляризации света и доказательство поперечности световых волн О. Френелем (1815—1821 гг.) также опирались на эту теорию. Впоследствии эти явления нашли широкое применение в науке и технике.
   
4. Однако открытие в 1887 г. Г. Герцем явления фотоэффекта и исследование его А. Г. Столетовым в 1888 г. показало, что первый закон фотоэффекта не может быть объяснен с волновой точки зрения.
   
5. В 1865 г. Дж. Максвелл установил электромагнитную природу света, в 1905 г. А. Эйнштейн создал квантовую теорию света. Обнаружение примерно в это же время Л. де Бройлем волновых свойств у элементарных частиц (дифракции электрона) позволило установить, что свет обладает двойственной природой, т.е. ему присущи и волновые и квантовые свойства, что получило название корпускулярно-волнового дуализма (см. ТЕМУ 3.8).
   

Таким образом, относительно независимые исследо вания привели к более глубокой сущности, но это был установлено не из потребностей производства, хотя в даль нейшем получило колоссальное применение, например, использование солнечных батарей в космосе основано на явлении фотоэффекта и т.п.