Концепции современного естествознания

 

А. А. Горелов

Концепции

современного

естествознания

 

Учебное пособие

 

Согласно Федерального компонента Государственного комитета Российской Федерации по высшему образованию

«Наука не открывается каждому без усилий.

Подавляющее число людей не имеет о науке никакого понятия.

Это — прорыв в сознании нашего времени.

Наука доступна лишь немногим.

Будучи основной характерной чертой нашего времени,

она в своей подлинной сущности тем не менее духовно бессильна,

так как люди в своей массе, усваивая технические возможности

или догматически воспринимая ходульные истины,

остаются вне ее»

 

Ясперс К. Смысл и назначение истории.

 

Москва

¹⁹⁹⁷

Издательство

Центр

ББК 71.0 я 73

К 90

 

 

А. А. Горелов

Концепции современного естествознания.

Москва: Центр, 1997, 208 с.

 

Цель данного учебного пособия — помочь студенту овладеть новым предметом, введенным в систему преподавания в высшей школе. Рассматривается специфика естественнонаучного познания, его роль в развитии культуры; формулируются основные идеи, характеризующие современную науку, и главные теории XX века.

Для студентов высших учебных заведений гуманитарного профиля и всех интересующихся концепциями современного естествознания.

 

 

На обложке:

Картина художника Яна Вермейера

«Астроном»,

1668г.

 

© А. А. Горелов, 1997.

 

ISBN-5-88860-018-0

Содержание

Предисловие

тема 1. Что такое наука и естествознание?

1. Характерные черты науки

2. Отличие науки от других отраслей культуры

3. Наука и религия

4. Наука и философия

5. Становление науки

6. Что такое естествознание?

7. Эволюция и место науки в системе культуры

8. Естественнонаучная и гуманитарная культура

9. Противоречия современной науки

10. Значение науки в эпоху НТР

 

тема 2. Структура естественнонаучного познания

1. Уровни естественнонаучного познания

2. Соотношение эмпирического и теоретического уровней

исследования

 

тема 3. Методы и динамика естественнонаучного познания

1. Методы научного познания

2. Применение математических методов в естествознании

3. Внутренняя логика и динамика развития естествознания

4. Естественнонаучная картина мира

 

тема 4. Расширяющаяся Вселенная

1. Происхождение Вселенной

2. Модель расширяющейся Вселенной

3. Эволюция и строение галактик

4. Астрономия и космонавтика

 

тема 5. Строение и эволюция звезд и планет

1. Строение и эволюция звезд

2. Солнечная система и ее происхождение

3. Строение и эволюция Земли

 

тема 6. Релятивистская физика: теория относительности

1. Физика и редукционизм

2. Физика и наглядность

3. Теория относительности

 

тема 7. Вероятностный подход: квантовая механика

1. Квантовая механика

2. Вглубь материи

3. Физические взаимодействия

 

тема 8. Науки о сложных системах: кибернетика

1. Понятие сложной системы

2. Понятие обратной связи

3. Понятие целесообразности

4 Кибернетика

5. ЭВМ и персональные компьютеры

6 Модели мира

 

тема 9. Науки о сложных системах: синергетика

1. Сложные системы в химии

2. Неравновесные системы

3. Эволюция и ее особенности

4. От термодинамики закрытых систем к синергетике

5. Гипотеза рождения материи

 

тема 10. Происхождение и эволюция жизни

1. Отличие живого от неживого

2. Концепция возникновения жизни

3. Вещественная основа жизни

4. Земля в период возникновения жизни

5. Начало жизни на Земле

6. Эволюция форм жизни

 

тема 11. Генетика и самовоспроизводство жизни

1. Значение клетки

2. Воспроизводство жизни

3. Генетика

 

тема 12. Экология и учение о биосфере

1. Отличия растений от животных

2. Учение Вернадского о биосфере

3. Эмпирические обобщения Вернадского

4. Экология

5. Закономерности развития экосистем

6. Синтетическая теория эволюции

7. Концепция коэволюции

8. Гипотеза Гея-Земли

 

тема 13. Происхождение и эволюция человека

1. Человек как предмет естественнонаучного познания

2. Проблема появления человека на Земле

3. Сходство и отличия человека от животных

4. Антропология

5. Эволюция культуры

 

тема 14. Поведение и высшая нервная деятельность

1, Раздражимость и нервная система

2. Типы поведения

3. Рефлексы и бихевиоризм

 

тема 15. Этология и социобиология

1. Инстинкт, и научение

2. Формы сообществ

3. Поведение и гены

 

тема 16. Вклад естествознания в изучение человека

1. Вклад социобиологии в изучение человека

2. Этология и человек

3. Этнология

4. Социальная экология

5. Ноосфера

 

тема 17. Мозг, сознание, бессознательное

1. Изучение мозга человека

2. Психоанализ Фрейда

3. Аналитическая психология Юнга

4. Сознание и бессознательное

5. Парапсихология

6. Особенности психологии мужчин и женщин

 

тема 18. Расширяющееся сознание и углубляющаяся нравственность

1. Классическая и холотропная модели сознания

2. Естественнонаучное обоснование нравственности

 

тема 19. Современная естественнонаучная картина мира и будущее науки

1. Общие закономерности современного естествознания

2. Современная естественнонаучная картина мира

3. Трудности и парадоксы в развитии науки

4. Наука как эволюционный процесс

 

Приложения

Таблица открытий

Высказывания выдающихся ученых

Вопросы к семинарам

Темы для докладов на семинарах и контрольных работ

Вопросы к зачету и экзамену

Список литературы по всему курсу

Словарь терминов

Персоналии

Предисловие

«Концепции современного естествознания» — новый предмет в системе высшего образования. Насколько нужно знать современную науку человеку, который, скорее всего, никогда сам не будет работать в ней?» В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если он 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» (К. Поппер. Открытое общество и его враги. - Т. 2.- М., 1992.- С. 327-328).

Наука — это не только совокупность знаний. «... Науке можно учить как увлекательнейшей части человеческой истории—как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Преподаваемая таким образом, т. е. как часть истории «естественной философии» и истории проблем и идей, она могла бы стать основой нового свободного университетского образования, целью которого (там, где оно не может готовить специалистов) было бы готовить, по крайней мере, людей, которые могли бы отличить шарлатана от специалиста» (Там же. - С. 328).

Итак, для чего же нужно изучать современное естествознание? Во-первых, для того, чтобы стать культурным человеком, надо знать, что такое теория относительности, генетика, синергетика, социобиология, экология, этология и другие науки. Во-вторых, это важно и потому, что многое в нашей жизни строится в соответствии с научной методологией. Хотя человечеству далеко до научной организации труда, тем не менее, научные принципы функционируют во многих видах деятельности, и, чтобы их успешно применять, надо их знать. В-третьих, потому, что знания, необходимые любому специалисту, так или иначе связаны и в какой-то степени основаны на научных данных. Этих причин достаточно для обоснования важности нового курса.

Теперь разберемся в словах, которые составляют название предмета. Результатами научных исследований являются теории, законы, модели, гипотезы, эмпирические обобщения. Все эти понятия, каждое из которых имеет свое определенное значение, можно объединить одним словом «концепции». Естествознанием называется раздел науки, который изучает мир, как он есть, в его естественном состоянии, независимо от человека. К современному естествознанию относятся концепции, возникшие в XX веке. Наука бурно прогрессирует, и научные открытия совершаются на наших глазах. Пока пишутся и читаются эти строки, кто-то, как некогда Архимед, восклицает: «Эврика!». В апреле 1994 года появилось сообщение американских ученых о том, что открыт последний, самый тяжелый из кварков — частиц, из которых состоят все тела Вселенной. А еще совсем недавно это была одна из научных гипотез.

Не только последние научные данные можно считать современными, а все те, которые входят в толщу современной науки, образуя ее краеугольные камни, поскольку наука не состоит из отдельных, мало связанных между собой теорий, а представляет собой во многом единое целое, состоящее из разновременных по своему происхождению частей.

Для того, чтобы значение и строение современных концепций естествознания было принято, необходимо прежде выяснить, что такое наука в целом, какова ее история, структура, динамика. Об этом пойдет речь в первых разделах пособия. Затем перейдем к отдельным естественным наукам — физике, астрономии, биологии и т. д. Данная книга соответствует программе курса «Концепции современного естествознания», но для более глубокого ознакомления с предметом необходимо изучить литературу, приведенную в конце пособия.

Тема 1

Что такое наука и естествознание?

Характерные черты науки. Отличие науки от других отраслей культуры. Наука и религия. Наука и философия. Становление науки. Что такое естествознание? Эволюция и место науки в системе культуры. Естественнонаучная и гуманитарная культура. Противоречия современной науки. Значение науки в эпоху НТР.

Характерные черты науки

По каждой из данных номинаций наука соотносится с другими формами, способами, отраслями, институтами. Для того, чтобы эти взаимоотношения прояснить,… 1. Наука УНИВЕРСАЛЬНА — в том смысле, что она сообщает знания, истинные для… 2. Наука ФРАГМЕНТАРНА — в том смысле, что изучает не бытие в целом, а различные фрагменты реальности или ее параметры,…

Отличие науки от других отраслей культуры

Наука отличается от МИСТИКИ тем, что стремится не к слиянию с объектом исследования, а к его теоретическому пониманию и воспроизведению. Наука отличается от РЕЛИГИИ тем, что разум и опора на чувственную реальность… Наука отличается от ФИЛОСОФИИ тем, что ее выводы допускают эмпирическую проверку и отвечают не на вопрос «почему?», а…

Наука и религия

Водораздел между наукой и религией проходит в соответствии с соотношением в этих отраслях культуры разума и веры. В науке преобладает разум, но и в… Итак, области разума и веры не разделены абсолютной преградой. Наука может… Существует еще и область суеверий, которая не имеет отношения ни к религиозной вере, ни к науке, а связана с остатками…

Наука и философия

Специфика науки не только в том, что она не берется за изучение мира в целом, подобно философии, а представляет собой частное познание, но также и в… Ученых порой представляли в качестве так называемых «стихийных материалистов»…  

Становление науки

I этап: «становление логически и методически осознанной науки — греческая наука и параллельно зачатки научного познания мира в Китае и Индии». II… Именно в XVII в. произошло то, что дало основание говорить о научной революции… Социальным стимулом развития науки стало растущее капиталистическое производство, которое требовало новых природных…

Что такое естествознание?

Предмет естествознания — факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача ученого — обобщить эти факты и создать теоретическую… Значение чувств и разума в процессе нахождения истины — сложный философский… Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т. е. истину, пригодную и принимаемую всеми…

Эволюция и место науки в системе культуры

Наука в основном должна была служить иллюстрацией и доказательством теологических истин. Как писал Дж. Бернал, «вплоть до XVIII в. наука продолжала… Но именно изучение неба и привело к последующему могуществу науки. Начиная с… И вот парадокс: приговорили к смерти и заставили выпить чашу с ядом Сократа в начале IV в. до н. э., — и в том же веке…

Естественнонаучная и гуманитарная культура

Как следует из определения, различия между естественнонаучными и гуманитарными знаниями заключаются в том, что первые основаны на разделении… Английский писатель Ч. Сноу сформулировал альтернативу «двух культур» —…

Противоречия современной науки

Характерные свойства науки, о которых мы говорили вначале, определяют ее противоречия и ограничения. Так фрагментарность науки означает, что наука —… Еще древние философы делили все утверждения на знание и мнение. Знание, или… Современные методологи науки принимают это положение и соглашаются идти в бесконечность. «Другими словами, мы знаем,…

Значение науки в эпоху НТР

В авангарде науки идут фундаментальные исследования. Внимание властей к ним резко возросло после того, как А. Эйнштейн сообщил в 1939 году… Современная наука — «дорогое удовольствие». Строительство синхрофазотрона,… Наука развивается по экспоненте: объем научной деятельности, в том числе мировой научной информации в XX веке,…

Тема 2

Структура естественнонаучного познания

Уровни естественнонаучного познания. Соотношение эмпирического и теоретического уровней исследования.

Уровни естественнонаучного познания

Итак, мы начали наше научное исследование, точнее оно началось с нами. Так или иначе, мы зафиксировали первый эмпирический факт, который, коль скоро… Что дальше? Выдающийся французский математик начала века А. Пуанкаре, описывая… Итак, мы должны ждать падения новых яблок, чтобы определить, действительно ли они падают всегда. Это уже можно назвать…

Соотношение эмпирического и теоретического уровней исследования

Различие между эмпирическим и теоретическим уровнями исследований не совпадает с различием между чувственным и рациональным познанием, хотя… Процесс научного поиска даже на теоретическом уровне не является строго… Логика действует на стадии так называемой «нормальной науки» в рамках определенной парадигмы для обоснования…

Тема 3

Методы и динамика естественнонаучного познания

Методы научного познания. Применение математических методов в естествознании. Внутренняя логика и динамика развития естествознания. Естественнонаучная картина мира.

Методы научного познания

А. Пуанкаре справедливо подчеркивал, что ученый должен уметь делать выбор фактов. «Метод — это, собственно, и есть выбор фактов; и прежде всего,… Современная наука держится на определенной методологии — совокупности… Следует четко представлять различия между методологиями естественнонаучного и гуманитарного познания, вытекающими из…

Применение математических методов в естествознании

Дифференциальное и интегральное исчисление хорошо подходит для описания изменения скоростей движений, а вероятностные методы—для необратимости и… Не имея непосредственного отношения к реальности, математика не только… По мнению некоторых методологов, законы природы не сводятся к написанным на бумаге математическим соотношениям. Их…

Внутренняя логика и динамика развития естествознания

Внутренняя динамика развития науки имеет свои особенности на каждом из уровней исследования. Эмпирическому уровню присущ кумулятивный характер,… Вопрос о смене научных концепций является одним из наиболее злободневных в… В начале 60-х годов XX в. американский ученый Т. Кун выдвинул концепцию, в соответствии с которой теория до тех пор…

Естественнонаучная картина мира

Бог как рациональное существо создал мир в основе своей рациональный, и человек как рациональное существо, созданное Богом по своему образу и… Механистическая картина мира основывалась на следующих принципах: 1) связь… Но XIX в. пришел к парадоксальному выводу: «Если бы мир был гигантской машиной, — провозгласила термодинамика, — то…

Тема 4

Расширяющаяся Вселенная

Происхождение Вселенной. Модель расширяющейся Вселенной. Эволюция и строение галактик. Астрономия и космонавтика

Происхождение Вселенной

С появлением науки в ее современном понимании на смену мифологическим и религиозным приходят научные представления о происхождении Вселенной.… Значение термина Вселенная более узкое и приобрело специфически научное… Вселенную в целом изучает наука, называемая космологией, т. е. наукой о космосе. Слово это тоже не случайно. Хотя…

Модель расширяющейся Вселенной

Важным пунктом данной модели является ее нестационарность. Это определяется двумя постулатами теории относительности: 1) принципом относительности,… Из принятия теории относительности вытекало в качестве следствия (первым это… Красное смещение — это понижение частот электромагнитного излучения: в видимой части спектра линии смещаются к его…

Эволюция и строение галактик

Водород, атом которого состоит из одного протона в ядре и одного электрона на его орбите, является самым простым «кирпичиком», из которого в недрах… Наше Солнце как обычная звезда производит только гелий из водорода (который… Если «зажигание» звезд кому-то нужно, то может и человек кому-то нужен? Научные данные помогают нам сформулировать…

Астрономия и космонавтика

В астрономии исследуются радиоволны, свет, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское излучения и гамма-лучи. Астрономия делится на небесную… Особое значение приобретает в настоящее время астрофизика — часть астрономии,… Собственное значение астрофизики определяется тем, что в настоящее время основное внимание в релятивистской космологии…

Тема 5

Строение и эволюция звезд и планет

Строение и эволюция звезд. Солнечная система и ее происхождение. Строение и эволюция Земли

Строение и эволюция звезд

Принятие модели Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной существенным образом повлияло и на модели образования небесных тел и привело к гипотезе… Интерпретация небесных тел определяется тем, какую из двух гипотез считают… Модель расширяющейся Вселенной встретилась с несколькими трудностями, которые способствовали прогрессу астрономии.…

Солнечная система и ее происхождение

Источником солнечной энергии, по-видимому, являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, о чем свидетельствует наличие этих элементов… Скорость движения Солнца вокруг оси галактики — 250 км/сек. Солнечная система… Возраст солнечной системы, зафиксированный по древнейшим метеоритам, около 5 млрд. лет. Общепринята гипотеза, по…

Строение и эволюция Земли

Земля состоит из литосферы (земной коры), протяженностью 10-80 км, мантии и ядра. В атмосфере Земли, вес которой 5 300 000 млрд. тонн, преобладает… Исследования показывают, что полюса на Земле менялись, и когда-то Антарктида… В XIX веке в геологии сформировались две концепции развития Земли: 1) посредством скачков («теория катастроф» Жоржа…

Тема 6

Релятивистская физика: теория относительности

Физика и редукционизм. Физика и наглядность. Теория относительности.

Физика и редукционизм

Как атомы и кварки — «кирпичики» мироздания, так законы физики — «кирпичики» познания. «Кирпичиками» познания законы физики являются не только… Скажем, законы воспроизводства жизни в генетике раскрываются на молекулярном… Относительно сферы применимости принципа редукционизма в методологии науки ведутся ожесточенные споры, но само…

Физика и наглядность

Прогресс физики (и науки в целом) связан с постепенным отказом от непосредственной наглядности. Как будто такой вывод должен противоречить тому, что… Такой эксперимент провел великий итальянский ученый Галилео Галилей, автор… Возможно на знаменитые мысленные эксперименты Галилея подвигло создание гелиоцентрической системы мира выдающимся…

Теория относительности

В начале XX века выяснилось, что принцип относительности справедлив также в оптике и электродинамике, т. е. в других разделах физики. Принцип… После того, как физики отказались от представления о существовании эфира как… Переход от одной инерциальной системы к другой осуществлялся в соответствии с преобразованиями Лоренца. Однако…

Тема 7

Вероятностный подход: квантовая механика

Квантовая механика. Вглубь материи. Физические взаимодействия.

Квантовая механика

Последующее изучение явлений микромира привело к результатам, которые резко расходились с общепринятыми в классической физике и даже теории… Для классической механики характерно описание частиц путем задания их… В микромире господствует статистика, а не уравнения Максвелла или законы Ньютона. «Вместо этого мы имеем законы,…

Вглубь материи

Потом выяснилось, что сам атом состоит из элементарных частиц. В первой модели атома, предложенной Э. Резерфордом, электроны движутся вокруг ядра,… В XX веке открыто огромное количество элементарных частиц и выявлены… Немецкий физик П. Дирак предсказал в 1936 году существование античастиц с той же массой, что и частицы, но зарядом…

Физические взаимодействия

I. Сильные взаимодействия имеют место между адронами (от греч. «адрос» — сильный), к которым относятся барионы (греч. «барис» — тяжелый) — это… Одно из проявлений сильных взаимодействий — ядерные силы. Сильные… Нуклоны могут приходить в возбужденные состояния — барионные резонансы — и обмениваться при этом иными частицами. При…

Тема 8

Науки о сложных системах: кибернетика

Понятие сложной системы. Понятие обратной связи. Понятие целесообразности. Кибернетика. ЭВМ и персональные компьютеры. Модели мира

Понятие сложной системы

Однако, помимо простых, существуют сложные системы, которые состоят из большого числа переменных и стало быть большого количества связей между ними.… Такие сложные системы изучает, например, метеорология — наука о климатических… Разделение систем на простые и сложные является фундаментальным в естествознании. Среди всех сложных систем наибольший…

Понятие обратной связи

Совсем иным будет поведение кошки, которая активно реагирует на наше воздействие. Так вот, если поведение объекта (поведением будем называть любое… Поведение системы может усиливать внешнее воздействие: это называется… В любом нашем движении с определенной целью участвуют механизмы обратной связи. Мы не замечаем их действия, потому что…

Понятие целесообразности

Для обозначения машин с внутренне целенаправленным поведением был специально выкован термин «сервомеханизмы». Например, торпеда, снабженная… Понятие целесообразности претерпело длительную эволюцию в истории человеческой… Научное понимание целесообразности строилось на обнаружении в изучаемых предметах объективных механизмов…

Кибернетика

Оригинальность этой науки заключается в том, что она изучает не вещественный состав систем и не их структуру (строение), а результат работы данного… Системы изучаются в кибернетике по их реакциям на внешние воздействия, другими… Если XVII столетие и начало XVIII столетия — век часов, а конец XVII и все XIX столетие — век паровых машин, то…

ЭВМ и персональные компьютеры

Введенное чуть позже в кибернетике понятие самообучающихся машин аналогично воспроизводству живых систем. И то, и другое есть созидание себя (в себе… Как бы не протекал процесс воспроизводства, «это — динамический процесс,… Такова гипотеза воспроизводства Винера, которая позволяет предложить единый механизм самовоспроизводства для живых и…

Модели мира

В 1972 году на основе метода «системной динамики» Дж. Форрестера были построены первые так называемые «модели мира», нацеленные на выработку… М. Месаровичем и Э. Пестелем были построены глобальные модели на основе теории… Споры относительно эффективности применения кибернетических моделей в глобальных исследованиях не умолкают и поныне.…

Тема 9

Науки о сложных системах: синергетика

Сложные системы в химии. Неравновесные системы. Эволюция и ее особенности. От термодинамики закрытых систем к синергетике. Гипотеза рождения материи

Сложные системы в химии

Но в данном разделе нас интересует то, как химия со своей стороны подошла к изучению сложных систем. Выдающимся достижением химии явилось то, что… Суть цепной реакции H. H. Семенов описывает так: «Энергии кванта достаточно… Советскому ученому H. H. Семенову предстояло открыть разветвленные цепные реакции. «Я уже сейчас не помню хорошо,…

Неравновесные системы

Отличия неравновесной структуры от равновесной заключается в следующем: 1. Система реагирует на внешние условия (гравитационное поле и т. п.). 2. Поведение случайно и не зависит от начальных условий, но зависит от предыстории,

Эволюция и ее особенности

«Экстраполяция динамического описания... имеет наглядный образ — демон, вымышленный Лапласом и обладающий способностью, восприняв в любой данный… Хаотическое поведение непредсказуемо в принципе. Необратимость, вероятность и… «Модели, рассмотрением которых занималась классическая физика, соответствуют, как мы сейчас понимаем, лишь предельным…

От термодинамики закрытых систем к синергетике

Синергетика сформулировала принцип самодвижения в неживой природе, создания более сложных систем из более простых. С синергетикой в физику проник… С точки зрения синергетики, энергия как бы застывает в виде кристаллов,… Энтропия — это форма выражения количества связанной энергии, которую имеет вещество. Энергия — творец, энтропия — мера…

Гипотеза рождения материи

На пороге XXI века наука подошла к тому, чем всегда занималась мифология — к вопросу о происхождении мира и материи. Кибернетика решает проблему… Дуализм ньютоновской Вселенной (с одной стороны, пространство-время, с другой… Основным понятием предстает понятие неустойчивости. Если что-то есть, то устойчивость невозможна. Возникает спонтанная…

Тема 10

Происхождение и эволюция жизни

  Одним из наиболее трудных и в то же время интересных в современном… Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько…

Отличие живого от неживого

Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава и функций,… Однако строго научное разграничение живого и неживого встречает определенные…

Концепции возникновения жизни

Первая концепция является религиозной и к науке прямого отношения не имеет. Вторую опроверг изучавший деятельность бактерий французский микробиолог… К началу XX в. в науке господствовали две последние концепции. Концепция… У концепции появления жизни на Земле в историческом прошлом два варианта. Согласно одному, происхождение жизни —…

Вещественная основа жизни

Можно выделить следующие этапы живых систем, начиная с самых простейших и затем следуя по пути постепенного усложнения. В вещественном плане для… Чем это обусловлено? Атомы углерода вырабатываются в недрах больших звезд в… Кислород, водород и азот наряду с углеродом можно отнести к «кирпичикам» живого. Клетка состоит на 70% из кислорода,…

Земля в период возникновения жизни

Первичная атмосфера содержала водород и соединения углерода (метан) и азота (аммиак). Отсутствие в атмосфере кислорода было вероятно необходимым… Существуют разные точки зрения на проблему жизни на Земле. По мнению В. И.… Известны три способа синтеза природных органических веществ. Содержащие углерод и азот вещества могли возникать в…

Начало жизни на Земле

Самое трудное для этой гипотезы — объяснить способность живых систем к самовоспроизведению, т. е. сам переход от сложных неживых систем к простым… Так или иначе, следующим шагом в организации живого должно было быть… Синтез белка осуществляется в цитоплазме клетки. Почти в каждой из клеток человека синтезируется свыше 10000 разных…

Эволюция форм жизни.

На следующем этапе (приблизительно 2 млрд. лет том в клетке появляется ядро. Одноклеточные организмы с ядро, называются простейшими. Их 25-30 тыс.… Примерно 1 млрд. лет тому назад появились первые многоклеточные организмы, и… Возникновение и распространение растительности привело к коренному изменению состава атмосферы, первоначально имевшей…

Тема 11

Генетика и самовоспроизводство жизни

Значение клетки. Воспроизводство жизни. Генетика

Значение клетки

Во второй половине XX века были выяснены вещественный состав, структура клетки и процессы, происходящие в ней. «Клетка — это своего рода атом в… Основное вещество клетки — белки, молекулы которых обычно содержат несколько… Если же случится так, что в клетку попадут вредные для организма бактерии и другие инородные тела, то с ними вступает…

Воспроизводство жизни

1) оплодотворение(слияние половых клеток) при половом размножении; 2) воспроизводствов клетке по данной матрице определенных веществ и… 3) деление клеток,в результате которого организм растет из одной оплодотворенной яйцеклетки.

Генетика.

1. Грегор Мендель (1822-1884) открыл законы наследственности. Скрещивая гладкий и морщинистый сорта гороха, он получил в первом поколении только… «Когда австрийский монах Грегор Мендель развлекался наблюдением результатов… 2. Август Вейсман (1834-1914) показал, что половые клетки обособлены от остального организма и поэтому не подвержены…

Тема 12

Экология и учение о биосфере

Отличия растений от животных. Учение Вернадского о биосфере. Эмпирические обобщения Вернадского. Экология. Закономерности развития экосистем. Синтетическая теория эволюции. Концепция коэволюции. Гипотеза Гея-Земли.

Отличия растений от животных

Отнесение к одному из царств проводится не по каждому признаку, а по совокупности различий. Так, кораллы, моллюски, речная губка — бодяга всю жизнь… Кристаллы растут, но не воспроизводятся; растения воспроизводятся, но не… У животных клеток есть центриоли, но нет хлорофилла и клеточной стенки, мешающей изменению формы. Что же касается…

Учение Вернадского о биосфере

Под биосферой, таким образом, Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов.… Занимаясь им же созданной биогеохимией, изучающей распределение химических…  

Эмпирические обобщения Вернадского

Узкие пределы существования жизни — физические постоянные, уровни радиации и т. п.—подтверждают это. Как будто кто-то создал такую среду, чтобы… 2. С принципом целостности биосферы и неразрывной связи в ней живых и косных… 3. Роль живого в эволюции Земли. «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и…

Экология

Если учение о биосфере сразу подняло биологию с уровня отдельных видов к целостности высшего порядка, то экология изучает различные уровни… Основные понятия аутоэкологии — популяция, местообитание, экологическая ниша.… .В зависимости от характера питания строится пирамида питания, состоящая из нескольких трофических уровней. Низший…

Закономерности развития экосистем

Сукцессия в энергетическом смысле связана с фундаментальным сдвигом потока энергии в сторону увеличения количества энергии, направленной на… Различия между развивающимися и зрелыми системами можно представить в виде… Обратите внимание на обратную связь зависимости между энтропией и информацией, в также на то, что развитие экосистем…

Синтетическая теория эволюции

Генетика опровергла представления Ламарка о наследовании приобретенных при жизни признаков с помощью очень простых опытов. Вейсман последовательно… Тем не менее эволюция идет. Ч. Дарвин (1809-1882) во время своего… Другим основанием теории эволюции послужил принцип униформизма английского геолога Ч. Лайеля (1797-1875),в…

Концепция коэволюции

Эти возражения не могли поколебать общей теории эволюции вплоть до появления под влиянием экологических исследований концепции коэволюции, которая… Концепция коэволюции хорошо объясняет эволюцию в системе «хищник — жертва» —… Совместная эволюция организмов хорошо видна на следующем примере. Простейшие жгутиковые, живущие в кишечнике термитов,…

Тема 13

Происхождение и эволюция человека

Человек как предмет естественнонаучного познания. Проблема появления человека на Земле. Сходство и отличия человека от животных. Антропология. Эволюция культуры.

Человек как предмет естественнонаучного познания

В настоящее время в науке утвердилось представление, что человек — биосоциальное существо,соединяющее в себе биологическую и социальную компоненты.… Еще в античной философии много внимания уделялось определению природы… С точки зрения современной науки более точно разделять биологическую предопределенность существования человека и его…

Проблема появления человека на Земле

Во многих первобытных племенах были распространены представления о том, что их предки произошли от животных и даже растений (на этом основано… В настоящее время в связи с ажиотажем вокруг НЛО в моду вошли версии о… Но господствует в науке с XIX века вытекающая из теории эволюции Дарвина концепция происхождения человека от…

Сходства и отличия человека от животных

Однако и отличия человека от животных фундаментальны. К ним прежде всего относится разум. Что это такое? Изучение высших животных показало, что они… Чем выше способность к понятийному мышлению, тем выше интеллект человека.… Этология получает все больше данных о том, что в поведении человека и животных много схожего. Животные испытывают…

Антропология

Бурное развитие антропология получила во второй половине XIX века после создания теории эволюции Дарвина. Э. Геккель выдвинул гипотезу о… В 1960 году английский археолог Л. Лики открыл в Восточной Африке «Человека… После этого укрепилось мнение, что именно в Восточной Африке в четвертичном периоде кайнозойской эры произошло…

Эволюция культуры

Важное событие произошло в неолите(новокаменный век) 9-6 тыс. лет тому назад, получившее название неолитической революции — одомашнивание диких… Следующие стадии культуры сведены в так называемую систему «трех веков» —… Развитие цивилизации, по А. Тойнби, идет через подражание. Это соответствует гипотезе, что способность к имитации…

Тема 14

Поведение и высшая нервная деятельность

Раздражимость и нервная система. Типы поведения. Рефлексы и бихевиоризм

Раздражимость и нервная система

Таблица 1.Типы рецепторов и воспринимаемые ими стимулы (по книге: Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. Биология. В 3-х т. Т. 2. M., 1990.-C.… На более высоких стадиях эволюции потребность в улучшении обратной связи между организмом и средой способствует…

Типы поведения

Поведение — эволюционный механизм. В тех случаях, когда животные сталкиваются с быстротечными изменениями в окружающей среде, морфологические… «Двух видов животных, которые вели бы себя одинаково, не существует» (Н.… Как разделяются типы поведения показано на схеме.

Рефлексы и бихевиоризм.

Стимул → рецептор → нейронная сеть → эффектор → реакция В начале XX века выдающийся русский ученый, продолжатель русской школы… Условные рефлексы представляют собой тип рефлекторной активности, при которой характер ответа зависит от прошлого…

Тема 15

Этология и социобиология

Инстинкт и научение. Формы сообществ. Поведение и гены

Инстинкт и научение

Этология изучает животных преимущественно в свободных условиях и ее результаты значительно расширили представление об их поведении. С точки зрения… Животные рождаются на свет со значительной частью приспособительных форм… Инстинкты специфичны для каждого вида и отличаются от простых рефлексов степенью сложности. Это единицы поведения,…

Формы сообществ

Социальные группы по величине могут колебаться от 2 особей у птиц, 10 —100 — у обезьян, до нескольких тысяч — у насекомых. Самой простейшей формой сообщества является анонимная стая,в которой все… «Существуют животные, — отмечает К. Лоренц, — которые полностью лишены внутривидовой агрессии и всю жизнь держатся в…

Поведение и гены

Можно выделить следующие исследования, ставшие предтечей социобиологии. У. Гамильтон выявил, что закрепление общественного образа жизни в двух… Альтруизм может быть результатом рабства или ожидания вознаграждения… Центральный тезис социобиологии звучит так: каждая форма социального поведения обязательно имеет генетическую основу,…

Тема 16

Вклад естествознания в изучение человека

Вклад социобиологии в изучение человека. Этология и человек. Этнология. Социальная экология. Ноосфера

Вклад социобиологии в изучение человека

Человек — существо социальное. Сущность человека, как определяет философия, — совокупность общественных отношений. Проблема выделения сущности… В применении к человеку социобиология — наука о социальной организации,… Социобиология изучает коэволюцию в самом человеке. Ее основная идея в отношении к человеку заключается в том, что…

Этология и человек

Как преодолевается эта опасность в животном мире? «Полезный, необходимый инстинкт вообще остается неизменным; но для особых случаев, где его… Вера в божественность каких-либо установлений основана на возникновении… Агрессивность нельзя исключить, избавляя людей от раздражающих ситуаций, или наложив на нее моральный запрет, или с…

Этнология

Известным этнологом нашего времени является русский ученый Л. Н. Гумилев. Если судить по книжным развалам, он едва ли не единственный из серьезных… Солнце посылает импульсы, они приводят к так называемому пассионарному толчку.… Механизм эволюции этносов, предложенный Гумилевым, близок синергетическому: воздействие извне (солнечное излучение),…

Социальная экология

Человек находится в самых разнообразных связях с окружающей средой — вещественных, энергетических, информационных. Они меняют и самого человека и… Если животные преимущественно приспосабливаются к среде, то человек активно… Среди современных направлений, изучающих взаимодействие между человеком и природой, можно выделить глобальную…

Ноосфера

Ноосфера,по Тейяру де Шардену, — это коллективное сознание, которое станет контролировать направление будущей эволюции планеты и сольется с природой… В «Кибернетике» Винер вспомнил о воззрении Лейбница на живой организм «как на… Вернадский развил концепцию ноосферы как растущего глобального осознания усиливающегося вторжения человека в…

Тема 17

Мозг, сознание, бессознательное

Изучение мозга человека. Психоанализ Фрейда. Аналитическая психология Юнга. Сознание и бессознательное. Парапсихология. Особенности психологии мужчин и женщин

Изучение мозга человека

Изучение высшей нервной деятельности возможно физическими, химическими методами, гипнозом и т. п. Среди тем, интересных с естественнонаучной точки… Цель изучения мозга — понять механизмы поведения и научиться ими управлять.… Что же знает естествознание о деятельности мозга? Еще в прошлом веке выдающийся русский физиолог Сеченов писал, что…

Психоанализ Фрейда

Схема Фрейда такова: сначала возник первобытный человек, затем культура как система запретов, которые сам же человек стремится нарушить, так как в… Выводя культуру из инстинктов, Фрейд пытается определить, как из последних… Совокупность инстинктивных влечений Фрейд называет Оно и отличает от него Я — сознание, отделившееся от Оно в процессе…

Аналитическая психология Юнга

Архетипы — это базовые схемы. «То, что мы называем инстинктами, является физиологическим побуждением и постигается органами чувств. Но в то же самое… Забывчивость обусловлена тем, что некоторые сознательные мысли теряют свою… Юнг иначе, чем Фрейд интерпретирует сновидения. Он обнаружил, что многие сны представляют образы и ассоциации,…

Сознание и бессознательное

Проверка психоанализа с помощью гипноза подтвердила наличие комплекса Эдипа; на более глубоком уровне присутствуют переживания коллективного… В современной психологии можно выделить три основные точки зрения на сознание,… Основные различия между сознательным и бессознательным представлены в следующей таблице 1.

Парапсихология

Исследование интуиции является основной задачей науки, которая получила название парапсихологии. Ее предметом являются опыты по обнаружению… Началась парапсихология с контролируемых и воспроизводимых опытов по… Изучают парапсихологи и таких людей, как У. Геллер, который может останавливать эскалатор, компьютер, находить…

Особенности психологии мужчин и женщин

По Хорони, психологические различия между мужчинами и женщинами следуют из особенностей их биологических ролей. Вклад женщин в воспроизводство и… Исследование особенностей женской психологии позволило Хорни обратить внимание… Существуют и иные человеческие проблемы, в решении которых способно помочь естествознание, отвечая на вопросы:

Тема 18

Расширяющееся сознание и углубляющаяся нравственность

  Современное естествознание все ближе подходит к изучению самого сложного, что… Предметом естественнонаучного познания человека является все, что относится к его естеству и не обусловлено…

Классическая и холотропная модели сознания

В исследовании психики и разума человека наибольших успехов в XX веке достигли нейрофизиология, психоанализ и кибернетика.

Вселенная расширяется с огромной скоростью, и континенты раздвигаются со скоростью, которую можно зафиксировать только самыми точными приборами. Но информация (прежде всего научная) уплотняет все многообразие мира в точку (в теории ноосферы Тейяра де Шардена это точка Омега), и несмотря на то, что континенты становятся все дальше друг от друга, средства связи все теснее соединяют их. Такова диалектика жизни.

В процессе совершенствования механизма реагирования на воздействия окружающей среды психика все более усложнялась, что в конечном счете привело к появлению того, что является главным отличием человека от всех других видов жизни, — сознания.

Возможно, уплотнение информации весьма способствовало появлению сознания, которое затем, развиваясь и вбирая в себя все больше и больше, как бы расширялось, наподобие расширения Вселенной, но не в физическом, а в духовном смысле.

Процесс развития психики и сознания носит название психогенеза. Постулаты психогенеза, по X. Дельгадо, таковы:

1. Создав сознание, эволюция стала управлять собой.

2. Разум — один из механизмов обратной связи между организмом и средой.

3. Человек представляет собой функциональное единство сенсорной информации, поведенческих реакций и процессов, происходящих в мозгу.

4. В момент рождения сознания не существует.

5. Сознание не может возникнуть без притока сенсорной информации. Над человеком довлеет наследственность и воспитание.

6. Над человеком довлеет наследственность и воспитание.

7. Индивидуальность человека — это приобретенные функции.

8. Цель воспитания — в создании психических функций индивидуума.

9. Воспитание не должно быть авторитарным, но контроль необходим.

10. Символы окружающего мира материализуются в мозгу как молекулярные изменения структуры нейронов.

11. Свобода — результат развития цивилизации.

12. Сделай самого себя.

13. Управление психикой приводит нас к психоцивилизации.

14. Управление гигантскими силами требует развития психических свойств.

Исследования последних лет в области изучения сознания человека, связанное с использованием гипноза и психотропных средств, позволили, однако, С. Грофу сделать выводы, которые во многом противостоят классической модели сознания и человека.

В соответствии с классической моделью:

1. Границы человеческого организма абсолютны и совпадают с поверхностью кожи.

2. Коммуникация и приобретение информации требуют участия сенсорных органов и известных видов энергии.

3. Умственная деятельность состоит в перекомбинировании сенсорной информации (нет ничего в разуме, чего не было бы в чувствах).

4. Хранение в памяти осуществляется на основе материального субстрата — мозговых клеток и цепей генов.

5. Духовный опыт сводится к исходному нарциссизму, жажде «океанического чувства» и другим младенческим переживаниям.

6. Сознание есть продукт мозга и нейрофизиологических процессов, происходящих в нем.

7. Симптомы психического заболевания надо ликвидировать с помощью лекарств.

8. Во время патологического процесса внутренние гомеостатические и целительные механизмы организма бездействуют.

9. Лечение психических заболеваний следует проводить электрошоком, инсулиновой блокадой, психофармакологическими средствами, вербальной психотерапией (метод свободных ассоциаций, беседа, разрушение стереотипов).

10. В процессе лечения терапевт активен, пациент пассивен. Врач — эксперт, он все знает.

11. Цель лечения—преодоление симптомов болезни и дискомфорта.

Напротив, в соответствии с так называемой холотропной моделью сознания С. Грофа:

1. Человек имеет бесконечное поле сознания, выходящее за пределы трехмерного пространства, линейного времени и причинно-следственных связей; он соизмерим со всею целостностью бытия.

2. Для коммуникации и получения информации не обязательны сенсорные каналы и известные виды энергии.

3. Психика включает весь опыт эволюции Вселенной (в том числе смерть и коллективное бессознательное). В каждом человеке есть все.

4. Память может существовать без материального субстрата.

5. Духовный опыт является универсальным; продолжает информацию, полученную в измененных состояниях сознания, и несводим к регрессивным состояниям.

6. Сознание опосредуется мозгом, но не зарождается в нем.

7. Симптомы болезни следует поддерживать (принцип гомеопатии), так как наличие их свидетельствует о возможности решения проблемы, вставшей перед организмом.

8. Гомеостатические и целительные механизмы всегда играют решающую роль и необычные состояния сознания активизируют их силу.

9. Лечение осуществляется с помощью сеанса изменения сознания (духовное исцеление, исцеление через транс, ритуалы перехода, мистерии смерти и возрождения и т. п.).

10. Терапевт только помогает в процессе исцеления установить связь между Эго и высшим Я. Источник исцеления — сам пациент.

11. Цель лечения — глубокая трансформация личности и смена фундаментальных ценностей человека. По-настоящему здоров тот, кто приходит к чувству планетарного единства, экологической озабоченности и необходимости служения.

Какими бы удивительными ни казались максимы холотропной модели сознания, прослеживаются определенные параллели между ними и современными физическими представлениями.

1. Поле сознания выходит за трехмерное пространство и линейное время (в физике: пространство — время не трехмерно и не линейно).

2. Отсутствует однозначный детерминизм (в физике: внедрение вероятностных представлений).

3. Память, как и энергия может существовать без материального субстрата (в физике: масса покоя может быть равна нулю).

4. Поле сознания бесконечно (в физике: принцип дальнодействия).

5. Сознание опосредуется мозгом, но не зарождается в нем (в физике: «свобода воли» электрода).

6. Вселенная предполагает участие космического разума как решающего фактора развития. Сознание — исходный атрибут существования (в космологии: антропный принцип).

Естественнонаучное обоснование нравственности

«Абстрактное мышление дало человеку господство над всем вневидовым окружением и тем самым спустило с цепи внутривидовой отбор, — считает один из… Наблюдаемый Лоренцем триумфальный крик диких гусей напоминает любовь, которая… У опасных хищников (например, волков) есть селективные механизмы, запрещающие убивать представителя своего вида. У…

Тема 19.

Современная естественнонаучная картина мира и будущее науки

Общие закономерности современного естествознания. Современная естественнонаучная картина мира. Трудности и парадоксы в развитии науки. Наука как эволюционный процесс.

 

 

Общие закономерности современного естествознания

1. Первый вывод гласит, что наука является одним из этапов эволюции человеческой культуры. Пройдя несколько предварительных стадий от античности до… 2. Но уже изначально в науке присутствовало противоречие двух ее целей,… Что же все-таки главное в развитии науки — понимание человеком себя, мира, окружающего его, или покорение природы? —…

Современная естественнонаучная картина мира

Астрономия: модель Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной. Геология: тектоника литосферных плит. Физика: смещение точки отсчета от матери к энергии и от вещества к полю.

Трудности и парадоксы в развитии науки

Фундаментальной особенностью структуры научной деятельности является разделенность науки на относительно обособленные друг от друга дисциплины. Это… Еще одна фундаментальная черта науки — стремление абстрагироваться от… Следует также отметить, что политика в области научных исследований, как и любая другая форма человеческой…

Наука как эволюционный процесс

Внутренняя целостность естествознания и его связь с гуманитарными и техническими науками должна быть прочной и гибкой. Ценность науки должна… Решая вопрос об эволюции человека, приходим к выяснению роли науки, поскольку… Эволюция Вселенной, начиная с точки сингулярности, шла по пути увеличения разнообразия мира, создания новых частиц,…

Приложения

Таблица открытий

1900 г. — немецкий физик Макс Планк ввел понятие кванта энергии и квантовую постоянную. Планк — основатель квантовой механики.

1903 г. — Иван Петрович Павлов на основе экспериментальных физиологических исследований разработал понятие условного рефлекса. Павлов доказал взаимообусловленность и единство психических и физиологических процессов в организме.

1905 г. — Альберт Эйнштейн опубликовал свою специальную теорию относительности и на основе квантовой гипотезы Планка ввел понятие кванта света (впоследствии названного фотоном).

1908 г. — Герман Минковский дал математическую формулировку теории относительности, введя понятие четырехмерного пространства-времени («четырехмерного мира»).

1909 г. — открыта «поверхность Мохоровичича» — граница раздела между земной корой и мантией Земли.

1911г. — создание Чарльзом Вильсоном «камеры Вильсона», позволившей наблюдать различные виды излучений, следы которых в газовой среде в комбинации с электрическими и магнитными полями становятся видимыми. При анализе этих «треков» удалось определить заряд и энергию составляющих их частиц;

— Эрнест Резерфорд пропустил α-частицы через тонкую металлическую фольгу и наблюдал их рассеяние. Только предположив существование атомных ядер, занимающих в атоме всего лишь 1/1000 часть его диаметра, Резерфорд смог объяснить рассеяние α-частиц в веществе. Открытие Резерфорда подтвердило гипотезу Дж. Томсона (1903 г.) о существовании положительно заряженного ядра атома. Резерфорд создал планетарную модель атома, в дальнейшем количественно разработанную Нильсом Бором.

1912г. — Томас Морган предложил теорию локализации генов в хромосомах. Его генная теория основывалась на ряде законов, пополняющих законы Менделя (гены в хромосомах сцеплены друг с другом, число возможных комбинаций между генами внутри хромосом зависит от их удаленности друг от друга, гены одной и той же хромосомы образуют связанную группу, а число этих групп не превышает числа хромосомных пар).

1913г. — Нильс Бор, используя квантовую гипотезу Планка, разработал количественную модель атома водорода, создав, таким образом, первую квантовую теорию атома.

1915г. — Нобелевская премия в области физики присуждена английским физикам отцу и сыну Брэггам за исследование структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей. Они экспериментально доказали периодичность атомной структуры кристаллов и тем самым заложили основы современной кристаллографии;

— немецкий геофизик Альфред Вегенер опубликовал книгу «Возникновение материков и океанов», в которой изложил свою тектоническую гипотезу дрейфа континентов и первоначального соединения Евразии, Африки и Америки.

1916 г. — А. Эйнштейн опубликовал книгу «Основы общей теории относительности».

1918г. — норвежский физик и геофизик Вильгельм Бьёркнес объяснил возникновение циклонов из полярных фронтов и разработал методику составления метеорологических карт. Основоположник современной метеорологии.

1919г. — Э. Резерфорд осуществил первую искусственную ядерную реакцию, облучая азот α-частицами (ядрами гелия). Он получил изотоп кислорода.

20-е годы — экспериментально подтверждено существование ионизированного слоя в атмосфере (ионосферы). Высота до 20 тыс. км. Кроме нейтральных частиц, ионосфера содержит заряженные электроны и ионы, возникающие под действием солнечного излучения.

1922 г. — советский геофизик и математик Александр Александрович Фридман предложил модель нестационарной расширяющейся Вселенной, основанную на релятивистской космологии. Опирающаяся на эту модель теория «Большого Взрыва» объясняет происхождение Вселенной и форм ее материи внезапным скачком.

1923г. — советский физиолог Алексей Алексеевич Ухтомский создал учение о доминанте, возникновение которой определяет характер рефлекторной реакции нервной системы.

1924 г. — Луи де Бройль в докторской диссертации «Исследования по теории квантов» выступил с идеей о волновых свойствах материи («волны де Бройля»). Он считал, что каждую движущуюся частицу можно описать сопряженной с ней волной. По мнению де Бройля, корпускулярно-волновой дуализм присущ всем без исключения видам материи — электронам, протонам и т. п. Так возникло представление о волнах материи;

южноафриканский анатом Раймонд Дарт обнаружил в Южной Африке ископаемые останки приматов, которые были отнесены к австралопитекам. Их возраст 1 млн. лет (в настоящее время возраст этих приматов определяется в 5 млн. лет).

1925 г. — в Дейтоне (США) за преподавание теории Дарвина был осужден учитель Дж. Скопе («обезьяний процесс»).

1926 г. — австрийский физик-теоретик Эрвин Шрёдингер разработал волновую механику, в основу которой положил частное дифференциальное уравнение — «уравнение Шрёдингера». Он показал эквивалентность своей волновой механики и квантовой механики в матричной форме, разработанной Вернером Гейзенбергом (в 1925 г.) квантовой теории;

— в Ленинграде издан труд Владимира Ивановича Вернадского «Биосфера», представляющий собой обобщение геологических, биологических, химических и географических данных о строении поверхности Земли

1927 г. — Вернер Гейзенберг сформулировал «принцип неопределенности», согласно которому нельзя одновременно совершенно точно определить импульс и положение элементарной частицы (произведение неопределенностей координаты и импульса ограничено некоторой минимальной величиной, равной постоянной Планка).

1928 г. — Поль Дирак теоретически предположил существование античастиц. В 1932 г. первая античастица — позитрон — была открыта в космических лучах.

1929 г.—публичные выступления представителей Венского кружка—учеников австрийскою философа и физика Морица Шлика — Рудольфа Каряапа и других, понимавших философию как логический анализ языка науки. Они выдвинули программу построения единой науки, основанной на физике (физикализм);

— американский астроном Эдвин Хаббл установил, что смещение линий в галактических спектрах в направлении к «красному» краю (так называемое «красное смещение»), являющееся одним из проявлений «эффекта Доплера», возрастает пропорционально расстоянию, на которое удалены объекты («закон Хаббла») и связано с разбеганием галактических образований;

— английский фармаколог и физиолог Генри Дейл установил, что возникновение электрического импульса на конце нерва или синапса, соединяющего два нейрона, сопровождается выделением адреналина или ацетилхолина. Эти вещества стимулируют нервную клетку, передающую возбуждение дальше;

— в Китае Тейяр де Шарден обнаружил синантропа — представителя древнейших ископаемых людей, близких к открытому ранее на о. Ява питекантропу. Синантропы использовали огонь 300 тыс. лет назад.

Конец 20-х годов — советский физик и физикохимик Николай Николаевич Семенов открыл новый вид химических реакций — разветвленные цепные реакции, в ходе которых образуются активные частицы — свободные радикалы, которые, взаимодействуя с исходным веществом, кроме продуктов реакции, вновь образуют радикалы.

30-е годы — австрийский зоолог Конрад Лоренц заложил основы новой области биологии—этологии (изучение инстинктивного поведения животных).

30 — 40-е годы — формирование синтетической теории эволюции, сочетающей идеи дарвинизма с современной генетикой.

1931г. — логик и математик Курт Гёдель доказал, что если теория непротиворечива и аксиомы формализованной математики суть теоремы этой теории, то такая теория не полна. Истинность (непротиворечивость) любой теории, содержащей формализованную математику, нельзя доказать с помощью конечных (финитных) процессов в рассуждениях. Таким образом, формализация имеет свои пределы;

— канадский патолог Ганс Селье ввел понятие стресса.

1932 г. — гипотеза В. Гейзенберга, Д. Д. Иваненко и И. Е. Тамма о строении атомного ядра из протонов и нейтронов. Число нуклонов равно массовому числу. Сумма масс нуклонов и электронов дает массу атома;

— английский физик Дж. Чэдвик открыл нейтрон;

— австрийский биолог-теоретик Людвиг Берталанфи разработал теорию биологических объектов как открытых систем, находящихся в состоянии динамического равновесия (так называемая «общая теория систем»);

— Чарльз Шеррингтон ввел термин «синапс» и показал значение торможения в рефлекторной деятельности спинного мозга. Школа Шеррингтона заложила основы современной нейрофизиологии.

1933 г. — немецкий физик Теодор Гейтинг открыл взаимную аннигиляцию частицы и античастицы.

1934 г — французские физики Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность, облучая алюминиевую фольгу α-частицами. Энрико Ферми установил, что при бомбардировке урана нейтронами возникают новые радиоактивные элементы.

1935 г. — японский физик Хидэки Юкава теоретически обосновал наличие в ядрах нестабильных элементов тесно взаимодействующих частиц (мезонов) с очень коротким периодом существования;

— началось промышленное производство синтетической ткани — «целлюлозной шерсти»;

— немецкому биологу Хансу Шпеману присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины за открытие так называемых «организационных эффектов (центров) «эмбриона. Установив взаимозависимость развития одной части зародыша от другой, Шпеман сформулировал теорию «организаторов», воздействующих на развитие частей эмбриона.

1936 г. — английский математик Алан Тьюринг и американский математик и логик Эмиль Пост независимо друг от друга разработали концепцию «абстрактной вычислительной машины». Тьюринг описал также гипотетический универсальный преобразователь дискретной информации, получивший название «машины Тьюринга».

— в Англии сконструирована первая система радиолокационной аппаратуры

— радаров.

1939 г. — советский математик и экономист Леонид Витальевич Канторович выпустил в Ленинграде книгу «Математические методы организации и планирования производства», заложившую основы новой дисциплины—линейного программирования;

— Ф. Жолио-Кюри и независимо от него Э. Ферми установили, что расщепление урана-235 сопровождается высвобождением новых (вторичных) нейтронов. Так была открыта цепная ядерная реакция. Чуть позже ими предложен проект первого ядерного реактора.

1941 г. — Норберт Винер опубликовал свой первый труд о сходстве между работой математической машины и нервной системой живого организма.

1942 г., авг. — утвержден проект «Манхэттен», связанный с разработкой атомной бомбы (руководитель — Роберт Оппенгеймер);

—осуществлена первая управляемая цепная реакция в ядерном реакторе, созданном в Чикагском университете под руководством Э. Ферми.

1943 г. — Отто Юльевич Шмидт выдвинул гипотезу метеоритного происхождения Солнечной системы. В1944 г. опубликовано его исследование «Метеоритная теория происхождения Земли и планет».

1945 г. 16 авг. — США произведен первый экспериментальный взрыв атомной бомбы. 6 авг. — атомная бомба сброшена на Хиросиму, погибло 140 тыс. человек, 9 авг.

— на Нагасаки, погибло 7 5 тыс. человек.

1946 г. — Иван Иванович Шмальгаузен разработал теорию новой интегрированной формы естественного отбора — стабилизирующего отбора.

1947 г. — Виктор Амбарцумян открыл новый тип звездных систем—звездные ассоциации (динамически неустойчвые группы молодых звезд) и доказал, что процесс звездообразования во Вселенной продолжается.

1948 г — Норберт Винер выпустил книгу «Кибернетика, или Управление и связь у животных и машин». Американский математик и инженер Клод Шеннон выпустил книгу «Математическая теория передачи информации»;

—американские физики Уолтер Браттейн, Джон Бардин и Уильям Шокли создали транзистор, а венгерский физик Деннис Габор сформулировал принцип голографии;

— Нобелевская премия присуждена швейцарскому химику Паулю Мюллеру за синтез ДДТ.

1951г. — осуществлен первый термоядерный взрыв по проекту американского физика Эдварда Теллера. Начало работ над осуществлением управляемой термоядерной реакции с использованием устройства камеры-ловушки для плазмы «Тока-мак» (руководитель — И. Е. Тамм).

1953 г. — американский химик и биолог Стэнли Миллер показал возможность искусственного синтеза аминокислот из аммиака, метана, водяных паров в условиях, сходных с теми, которые могли быть на земной поверхности вскоре после образования Земли. Синтез мог начаться под воздействием электрических разрядов и ультрафиолетовых лучей;

— американский биохимик Джеймс Уотсон и английский физик Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК.

1954 г. — введена в действие первая атомная электростанция в Обнинске;

— американский палеонтолог Патрик Харлей обнаружил в кремнеземе вблизи Верхнего Озера (Канада) зеленые водоросли, возраст которых, по его предположению, 2 млрд. лет, и 8 аминокислот органического происхождения.

1955 г. — шведский физиолог Рагнар Гранит выпустил книгу «Рецепторы и сенсорное восприятие», в которой сообщил о своих экспериментах, доказавших, что импульс от отдельных клеток-рецепторов передается нервным волокном в мозг электрохимическим путем.

1956г. — американский астроном Вернер Баум, наблюдая скопления галактик на рекордном удалении в 550 мегапарсеков (1 мегапарсек — 106x3,26 свет, лет), подтвердил, что Вселенная расширяется, причем увеличение скорости расширения, согласно его данным, составляет 55 км/сек на 1 мегапарсек.

1957 г. — в г. Дубне вступил в действие крупнейший в мире ускоритель заряженных частиц — синхрофазотрон. С космодрома Байконур поднялся первый искусственный спутник Земли и спущено на воду первое в мире гражданское атомное судно — ледокол «Ленин».

1958 г.—по инициативе американского ученого Лайнуса Полинга более 10 тыс. ученых мира подписали обращение с призывом о прекращении опытов с ядерным оружием;

— американские физики Чарльз Таунс и Артур Шавлов теоретически обосновали конструкцию и принцип работы лазера (сокращенно с английского: усиление света при помощи вынужденного излучения) — прибора для получения чрезвычайно интенсивных и узконаправленных пучков монохроматического светового излучения.

1960 г. — неудачная попытка американского астронома Фрэнка Дрейка принять радиосигналы предполагаемых разумных цивилизаций от звезды «тау» экваториального созвездия Кита.

1961 г. — первый полет человека в космос, продолжавшийся 1час 48 минут. 1963г. — американский астроном Мартен Шмидт открыл квазары (источники радиоизлучения, близкие к звездному);

— английские геологи Ф. Вайн и Д. Метьюз опубликовали статью, заложившую основы тектоники литосферных плит.

1964 г. — английский антрополог и археолог Ричард Лики в ущелье Олдувай на севере Танзании обнаружил остатки стойбища и кости четырех обезьяноподобных людей, близких к австралопитеку и названных «человек умелый».

1965 г. — открыто космическое реликтовое радиоизлучение. Предполагается, что это излучение является следствием взрыва первоначальной очень компактной и раскаленной Метагалактики и доказывает, таким образом, справедливость «горячей модели Вселенной».

1966 г; — Нобелевская премия присуждена французским биологам Франсуа Жакобу, Андре Львову и Жаку Моно за открытие так называемых «структурных генов», отвечающих за синтез ферментов.

1967 г. — американский физик Джеральд Фейнберг и независимо от него индийский физик Эннакал Сударшан выдвинули гипотезу о существовании тахионов — частиц со скоростью большей скорости света;

— Нобелевская премия присуждена немецкому физикохимику Манфреду Эй-гену и английским химикам Джорджу Портеру и Рональду Норришу за исследование сверхбыстрых химических и биохимических реакций со средней скоростью 10$-9 сек.;

— южноафриканский хирург Кристиан Барнард в Кейптауне впервые осуществил операцию по пересадке сердца человеку;

— английский астроном Энтони Хьюиш и работавшая под его руководством студентка Дж. Белл открыли в остатках сверхновых звезд пульсары (в данном случае речь шла о быстро вращающихся звездах).

1969 г. — первый человек вступил на поверхность Луны.

1974 г — на Первой международной конференции по этическим проблемам молекулярной биологии и генетической инженерии провозглашен временный мораторий на все опыты с рекомбинацией генетического материала.

1975 г. — Нобелевская премия присуждена за сфероидальную модель атомного ядра.

1994 г. — сообщение об открытии в США шестого, последнеготипа кварка.

 

ПРИМЕЧАНИЕ: по материалам книги Фолт Я., Нова Л. История естествознания в датах. — M., 1987.

Высказывания выдающихся ученых

«Еще позавчера мы ничего не знали об электричестве, вчера мы ничего не знали об огромных резервах энергии, содержащихся в атомном ядре. О чем мы не… «Наука не открывается каждому без усилий. Подавляющее число людей не имеет о… «Правильным методом философии был бы следующий: не говорить ничего, кроме того, что может быть сказано, —…

Вопросы к семинарам

I. Прокомментируйте следующие высказывания: 1. «Наиболее интересными являются те факты, которые могут служить свою службу… 2. «Таким образом, интерес представляет лишь исключение». (Там же. — С. 291).

Темы для докладов на семинарах и контрольных работ

2. Что такое естествознание и его отличия от других циклов наук? 3. Сущность и основные особенности научно-технической революции. 4. Классификация естественных наук.

Вопросы к зачету и экзамену

2. Характерные черты науки и ее отличие от других отраслей культуры. 3. Предмет естествознания и его отличие от других наук. 4. Структура естественнонаучного познания.

Список литературы по всему курсу

1. Сноу Ч. Две культуры. М., 1973.

2. Пуанкаре А. О науке. М., 1983.

3. Поппер К. Логика и рост научного знания. М., 1983.

4. Кун Т. Структура научных революций. М., 1975.

5. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.

6. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М., 1989.

7. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.

8. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994.

9. Винер Н. Кибернетика. М., 1968.

10. Кендрью Дж. Нить жизни. М., 1968.

11. Вернадский В. И. Биосфера. Различные издания.

12. Тинберген Н. Социальное поведение животных. М., 1992.

13. Лоренц К. Агрессия. М., 1994.

14. Поршнев Б. Ф. О начале человеческой истории. М., 1974.

15. Мечников Л. И. Цивилизация и великие исторические реки. М., 1995.

16. Гумилев Л. Н. Этногенез и биосфера Земли. Различные издания.

17. Эшби У. Р. Конструкция мозга. М., 1964.

18. Эшби У. Р. Введение в кибернетику. М., 1959.

19. Юнг К. Архетип и символ. М., 1991.

20. Фрейд 3. Психология бессознательного. М., 1989.

21. Селье Г. От мечты к открытию. М., 1987.

22. Краткий миг торжества. М., 1989.

23. Тейяр де Шарден. Феномен человека. М., 1973.

 

Словарь терминов

АНТИЧАСТИЦА – имеет заряд, противоположный частице (позитрон, антипротон и т. п.). БЕЛАЯ ДЫРА – результат антиколлапсионного взрыва «черной дыры», когда… ВАКУУМ – низшее энергетическое состояние поля, при котором число квантов равно нулю.

Персоналии

Андерсон Карл Дэйвид (род. в 1905 г.), американский физик. Баум Вернер А. (род. в 1923 г), американский астроном. Берталанфи Людвиг фон (1901 —1972), австрийский биолог-теоретик, до 1948 г. работал в Венском университете, с 1949 г.…

Т.Г.Грушевицкая, А.П.Садохин

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

 

 

Учебное пособие

для студентов

дневного и заочного

отделений вузов

 

 

Москва

«Высшая школа»

 

УДК 5

ББК 20

Г 90

 

Рецензенты:

Кафедра философии и социологии Санкт-Петербургского Морского государственного технического университета (зав. кафедрой д-р филос. наук, проф. А.В. Солдатов);

Действительный член Международной академии информатизации и Академии социального образования, д-р филос. наук, проф. А.В. Федотов; д-р филос. наук, доцент В.И. Смирнов (Санкт-Петербургский государственный академический институт живописи, скульптуры, архитектуры им. И.Е. Репина).

 

 

Рекомендовано Министерством общего и

профессионального образования Российской Федерации в качестве

учебного пособия для студентов вузов.

Грушевицкая Т. Г., Садохин А. П.

  ISBN 5-06-003474 -7  

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

ТЕМА 1. НАУКА И ЕЕ РОЛЬ В ЖИЗНИ ОБЩЕСТВА

ТЕМА 2.НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ. СТРУКТУРА И ОСНОВАНИЯ ТЕОРИИ

ТЕМА 3. МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ. РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

ТЕМА 4. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУКИ. ПОЯВЛЕНИЕ ПЕРВЫХ НУЧНЫХ ПРОГРАММ

ТЕМА 5. ФОРМИРОВАНИЕ ОСНОВ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ЭПОХУ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ И ВОЗРОЖДЕНИЯ

ТЕМА 6. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVI - XVII ВВ. И СТАНОВЛЕНИЕ КЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ

ТЕМА 7. СПЕЦИФИКА И ПРИРОДА СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

ТЕМА 8. ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

ТЕМА 9. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

ТЕМ A 10. ФИЗИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

ТЕМА 11. КОНЦЕПЦИИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ В СОВРЕМЕННОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

ТЕМА 12. ДЕТЕРМИНИЗМ И ПРИЧИННОСТЬ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ. ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

ТЕМА 13. ПРИНЦИПЫ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ

ТЕМА 14. КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ

ТЕМА 15. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

ТЕМА 16. ПРОБЛЕМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

ТЕМА 17. СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ХИМИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

ТЕМА 18. СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ХИМИИ

ТЕМА 19. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И СУЩНОСТЬ ЖИЗНИ

ТЕМА 20. ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

ТЕМА 21. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

ТЕМА 22. ЧЕЛОВЕК КАК ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

ТЕМА 23. ЧЕЛОВЕК, БИОСФЕРА И КОСМОС

ТЕМА 24. НА ПУТИ К НООСФЕРЕ

Вопросы к экзамену и зачету

ПРЕДИСЛОВИЕ

Реформа высшего образования, осуществляемая в нашей стране, имеет своей целью сделать его более разносторонним и фундаментальным. Для этого в учебные планы высших учебных заведений вводятся новые лекционные курсы, призванные обеспечить, кроме прочего, самостоятельное формирование мировоззренческих ориентации и установок личности, помочь студенту овладеть современной естественнонаучной картиной мира и избранной профессией.

Сегодня обществу не нужны специалисты, которые способны решать лишь узкоутилитарные задачи в пределах знаний, полученных за время обучения. Современные требования к специалисту предполагают его готовность к повышению своей квалификации, стремление быть в курсе последних достижений в своей области, уметь творчески адаптировать их к своей работе.

Поэтому основной задачей современного образования является развитие творческих способностей студентов, чтобы после окончания учебы выпускник мог стать творческой личностью, способной к различным формам деятельности. На реализацию этих целей и ориентирован курс «Концепции современного естествознания».

Актуальность введения в учебный процесс курса «Концепции современного естествознания» обусловлена еще и тем, что в последние годы в нашей стране получают все большее распространение различного рода иррациональные виды знания, такие, например, как астрология, магия, мистические и т. п. учения. Постепенно и достаточно последовательно, они вытесняют из общественного сознания естественнонаучную картину мира, основанную на рациональных способах его объяснения. Представители современной паранауки настойчиво распространяют любые учения, вплоть до мистики, суеверий и т. д. Многие из них искренне убеждены, что статус научного мировоззрения в современном обществе не выше, чем любого мифа, и пропагандируют беспредельный мировоззренческий плюрализм. Поэтому сегодня, как никогда ранее, важно утверждение естественнонаучного знания в общественном сознании.

Достижения естественных наук являются неотъемлемой частью человеческой культуры. Знание основных современных теорий и концепций естествознания формирует научный метод мышления, адекватное отношение человека к окружающему миру. Любому человеку необходимо знать, что мир рационально познаваем, что им управляют объективные законы, которые нельзя отменить или обойти с помощью Бога или экстрасенсов. «Концепции современного естествознания» - это курс, призванный познакомить читателя на уровне общих представлений с наиболее важными данными различных наук о мире и месте человека в нем.

Наконец, знание концепций современного естествознания должно помочь студентам проникнуть внутрь микромира и во внеземное пространство, понять и представить, каких материальных и интеллектуальных затрат стоит производство современных телевизоров и компьютеров, как важна проблема сохранения природы, в чем состоит сущность человека и т. д.

Однако разработка учебника по совершенно новому учебному курсу всегда является делом исключительно сложным и ответственным. При этом она значительно осложняется, если название и предмет этого курса определены весьма приблизительно и абстрактно.

В этих обстоятельствах авторы вынуждены самостоятельно определять структуру и содержание учебника и потому хотели бы сделать некоторые пояснения для читателей их труда.

Во-первых, основу пособия составили лекционные курсы, которые читаются авторами на протяжении нескольких лет на гуманитарных факультетах Калужского государственного педагогического университета им. К.Э.Циолковского и в Калужском филиале Московского гуманитарно-экономического института. Как следствие, пособие создавалось целенаправленно для студентов различных гуманитарных специальностей. Здесь свою основную задачу авторы видели в том, чтобы форма изложения материала была доступна будущим специалистам, для которых естествознание не является профессиональной дисциплиной.

Во-вторых, поскольку спектр гуманитарных специальностей в системе высшего образования достаточно широк, авторы стремились, чтобы их труд представлял интерес для читателей с самыми разными потребностями и уровнями подготовки, а также был полезен для использования в учебном процессе именно как учебное и методическое пособие. Эта цель пособия определяется требованиями «Государственного образовательного стандарта» к курсу «Концепции современного естествознания», согласно которым достижения естественных наук являются неотъемлемой частью общечеловеческой культуры. Знание основ естественных наук и методов научного познания формирует характер мышления студентов и способствует выработке адекватного отношения к окружающему миру.

В-третьих, в силу того, что «Концепции современного естествознания» - это курс, призванный показать место и значение естествознания в современной культуре, познакомить студентов на уровне общих представлений с наиболее важными концепциями происхождения природы и человека, помочь им овладеть современной естественнонаучной картиной мира, авторы стремились к раскрытию соответствующих проблем на основе синтеза естествознания, философии и культурологии. Данный методологический подход обусловлен убеждением авторов, что только таким образом можно показать единство и многообразие мира, способствовать формированию у студентов целостного мировоззрения. Поэтому в необходимых случаях авторы использовали научно-исторический и философский подходы к описанию соответствующих тем и вопросов, старались показать не только результаты решения естественнонаучных проблем, но и те пути в развитии познания, которые к ним привели.

Эти методологические подходы определили содержание и структуру учебного пособия. Логика изложения курса развивается от вопросов истории науки и основ науковедения (1-7 темы) через описание физической, химической и биологической картин мира (8-21 темы) к раскрытию сущности человека и современных проблем его жизнедеятельности (22 - 24 темы). При этом авторы предусмотрели возможность изложения данного курса в различных вариантах в зависимости от возможностей и особенностей учебного заведения, форм обучения, структуры учебных планов и квалификации каждого преподавателя.

К сказанному следует добавить, что невозможно одновременно быть специалистом по всем научным направлениям, описываемым в данном курсе. Поэтому существенную помощь в работе над пособием оказали консультации, советы и рекомендации специалистов различных научных направлений. В связи с этим авторы выражают свою глубокую благодарность д.ф.н., проф. Бирюкову В.Ф.; к.ф.н., доц. Дронову А.И.; к.п.н., доц. Зубареву А.Е.; к.х.н., доц. Савиткину Н.И. за помощь и поддержку, оказанные в подготовке рукописи.

В заключение хотелось бы отметить, что поскольку еще не накоплен достаточный опыт преподавания самой дисциплины, твердо не устоялась программа курса, ведется активное обсуждение его содержания, авторы отдают себе отчет в несовершенстве своей работы. Поэтому они заранее выражают всем заинтересованным читателям свою благодарность за благожелательные и обоснованные замечания и пожелания по совершенствованию их труда.

ТЕМА 1 НАУКА И ЕЕ РОЛЬ В ЖИЗНИ ОБЩЕСТВА

ПРОБЛЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАУКИ

Понимание роли и места науки в жизни людей представляет собой сложный процесс, который не завершен и в наши дни. Оно вырабатывалось и вырабатывается… Первое, на что обратили внимание основоположники науковедения, - это… Так, искусство посредством художественных образов отражает реальность, создает эстетические ценности, выражает…

СООТНОШЕНИЕ НАУКИ, ФИЛОСОФИИ И РЕЛИГИИ

Тем не менее, пережитки идеологии сциентизма - веры в науку как в единственную спасительную силу - сохраняются до сих Пор. Возникнув в недрах… Именно это убеждение привело к современному экологическому состоянию планеты,… Такая роль сциентизма обусловлена тем, что он, как мировоззренческая установка, основывается на рациональном расчете,…

СТРУКТУРА НАУКИ И ЕЕ ФУНКЦИИ

В зависимости от сферы бытия, а следовательно, и от рода изучаемой действительности различаются три направления научного знания: естествознание -… Вся совокупность научных знаний о природе формируется естествознанием. Его… Сюда включается знание о веществе и его строении, о движении и взаимодействии веществ, о химических элементах и…

КРИТЕРИИ НАУЧНОСТИ ЗНАНИЯ

Но одного принципа системности мало для того, чтобы назвать какие-то знания наукой. Ведь и вне науки есть систематизированные знания - например,… Наука - это не просто система или совокупность знаний, но и деятельность по… Важным критерием научности является наличие цели научного познания, которая определяется как постижение истины ради…

ТЕМА 2

НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ. СТРУКТУРА И ОСНОВАНИЯ ТЕОРИИ

Понимание науки как одной из форм общественного сознания и сферы культуры, дающей достоверные знания о действительности, не является окончательным и завершенным. Остается нераскрытым вопрос о формах проявления научных знаний. Ученые считают, что основной формой научного знания являются научные теории.

ТЕОРИЯ КАК ФОРМА НАУЧНОГО ЗНАНИЯ. ТЕОРИЯ И НАУЧНЫЕ ПРОГРАММЫ

Поскольку культура общества не является однородной, в рамках одного культурно-исторического целого может быть сформулировано несколько научных…

СТРУКТУРА НАУЧНОЙ ТЕОРИИ

Однако более интересен анализ теории с формальной точки зрения. В этом случае теория предстает перед нами в виде множества допущений, постулатов,… Наряду с отмеченными выше во всех теориях есть утверждения и допущения, не… Мы выделяем собственные основания теории - это исходные термины и предложения теории, которые логически (с помощью…

ГНОСЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ НАУКИ

Поясним это положение на примере физики. Некоторые из положений в системе собственных оснований классической физики считались истинными лишь… Хотя все эти допущения были результатом сильных идеализации реальности, они… Поэтому очень важно понимать, что нельзя абсолютизировать гносеологические предпосылки. В обычном, плавном развитии…

КЛАССИФИКАЦИЯ НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ

Исследуя вопрос о сущности и происхождении научных теорий, необходимо обратить внимание на их классификацию. Ученые-науковеды обычно выделяют три типа научных теорий.

К первому типу теорий относятся описательные (эмпирические) теории - эволюционная теория Ч. Дарвина, физиологическая теория И. Павлова, различные современные психологические теории, традиционные лингвистические теории и т.п. На основании многочисленных опытных (эмпирических) данных эти теории описывают определенную группу объектов и явлений. На основе этих эмпирических данных формулируются общие законы, которые становятся базой теории.

Теории этого типа формулируются в обычных естественных языках с привлечением лишь специальной терминологии соответствующей области знания. В них обычно не формулируются явным образом правила используемой логики и не проверяется корректность проведенных доказательств. Описательные теории носят по преимуществу качественный характер.

Второй тип научных теорий составляют математизированные научные теории, использующие аппарат и модели математики. В математической модели конструируется особый идеальный объект, замещающий и представляющий некоторый реальный объект. К этому типу теорий относятся логические теории, теории из области теоретической физики. Обычно эти теории основаны на аксиоматическом методе - наличии ряда базовых аксиом (принципов, принимаемых без доказательств), из которых выводятся все остальные положения теории. Часто к исходным аксиомам, которые отвечают признакам очевидности, непротиворечивости, добавляется какая-то гипотеза, возведенная в ранг аксиомы. Такая теория должна быть обязательно проверена на практике.

Третий тип - дедуктивные теоретические системы. К их построению привела задача обоснования математики. Первой дедуктивной теорией явились «Начала» Евклида, построенные с помощью аксиоматического метода. Исходная теоретическая основа таких теорий формулируется в их начале, а затем в теорию включаются лишь те утверждения, которые могут быть получены логически из этой основы. Все логические средства, используемые в этих теориях, строго фиксируются, и доказательства теории строятся в соответствии с этими средствами. Дедуктивные теории строятся обычно в особых формальных языках. Обладая большой степенью общности, такие теории вместе с тем остро ставят проблему интерпретации, которая является условием превращения формального языка в знание в собственном смысле слова.

Содержание и особенности каждого типа научной теории убеждают нас в том, что возникновение научных теорий неразрывно связано с процессами идеализации и абстрагирования, которые, в свою очередь, порождают научные термины - понятия.

НАУЧНЫЕ ПОНЯТИЯ И СПОСОБ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ

Их можно разделить на две группы: эмпирические и теоретические понятия. Абсолютной границы между ними нет. Обычно к эмпирическим понятиям относятся… Как мы уже отмечали, научные понятия формируются как i результат двух… Идеализация представляет собой операцию мысленного выделения какого-то одного, важного для данной теории свойства или…

ВВЕДЕНИЕ И ИСКЛЮЧЕНИЕ НАУЧНЫХ АБСТРАКЦИЙ

Проще всего оперировать простыми абстрактными понятиями, имеющими аналог в действительности. Мы легко вводим понятие точки, прямой, плоскости, которые также легко исключаются при построении соответствующих геометрических фигур. Сложнее с абстракциями более высоких порядков - множество, функция и т.д. Для их введения используются явные определения, которые одновременно являются способом как введения, так и исключения абстракции. Важно, чтобы эти процедуры производились по правилам логики. Также возможно введение абстракций через аксиоматический метод -здесь они определяются неявно. Исключение таких абстракций происходит при помощи интерпретаций, построения моделей.

Как определяется необходимость введения научной абстракции? Научный смысл имеют те абстракции, которые отражают существо дела и которые можно исключать. Не требуется, чтобы исключение абстракций было повсеместным. Оно должно быть принципиально возможным в рамках данной теории.

Введение научной абстракции должно быть целесообразно -она должна быть необходима с точки зрения выполнения существенных задач науки, и уровень науки должен быть достаточным, чтобы ее ввести. Тут важно следовать «бритве Оккама» (по имени средневекового философа-схоласта, предложившего этот важный методологический принцип) - требованию не умножать сущности без необходимости, не вводить новых понятий, если можно обойтись уже имеющимися. Так, в большинстве случаев нет необходимости говорить об НЛО, чаще всего эти неясные феномены объясняются природными причинами или техногенной деятельностью человека.

Введенная абстракция должна соответствовать науке, не противоречить ее задачам. Эта проблема обычно решается подбором правильного определения. Чем проще будет определение, тем лучше.

Абстракция должна быть адекватна научной теории, то есть ее нужно определять через признаки, существенные для данной науки. Абстракция должна согласовываться со своим контекстом. Ну и, конечно, абстракция должна иметь хотя бы принципиальную возможность быть исключенной.

План семинарского занятия (2 часа)

1. Научная теория как форма научного познания. Связь теории с социокультурным контекстом.

2. Формальный и содержательный аспекты научных теорий.

3. Гносеологические предпосылки науки и проблема истинности теорий.

4. Научное понятие. Введение и исключение научных абстракций.

Темы докладов и рефератов

2. Фальсифицируемость как критерий научности. ЛИТЕРАТУРА 1. Витгетитейн Л. Логико-философский трактат // Философские работы. В 2 т. Т. 1.М., 1994.

ТЕМА 3

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ. РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

Процесс научного познания в самом общем виде представляет собой решение различного рода задач, возникающих в ходе практической деятельности. Решение возникающих при этом проблем достигается путем использования особых приемов (методов), позволяющих перейти от того, что уже известно, к новому знанию. Такая система приемов обычно и называется методом. Метод есть совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности.

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Эмпирическая сторона предполагает необходимость сбора фактов и информации (установление фактов, их регистрацию, накопление), а также их описание… Теоретическая сторона связана с объяснением, обобщением, созданием новых… Производственно-техническая сторона проявляет себя как непосредственная производственная сила общества, прокладывая…

ЗАКОНЫ НАУКИ

Признаками закона являются универсальность и необходимая истинность предложений. Законы должны относиться к любому объекту, изучаемому данной…

РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

1. Непосредственное созерцание природы как нерасчлененного целого - идет верный охват общей картины природы при пренебрежении частностями, что… 2. Анализ природы, расчленение ее на части, выделение и изучение отдельных… 3. Воссоздание целостной картины на основе уже познанных частностей путем приведения в движение остановленного,…

СПЕЦИФИКА НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙ

Революция в науке многогранна. Можно выделить три основные черты научных революций: 1. Необходимость теоретического синтеза нового эмпирического материала; 2. Коренная ломка господствующих представлений о природе;

ТЕМА 4

ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУКИ. ПОЯВЛЕНИЕ ПЕРВЫХ НАУЧНЫХ ПРОГРАММ

ПРОБЛЕМА НАЧАЛА НАУКИ

Когда и почему возникла наука? Существуют две крайние точки зрения по этому вопросу. Сторонники одной объявляют научным всякое обобщенное… Современное науковедение пока не дает однозначного ответа на этот вопрос, так… непосредственная производительная сила общества; система профессиональной (академической) подготовки и воспроизводства…

НАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ НА ДРЕВНЕМ ВОСТОКЕ

Лично-именной тип передачи знаний связан с ранними этапами человеческой истории, когда необходимые для жизни сведения передаются каждому человеку… Универсально-понятийный тип трансляции знаний не регламентирует субъекта… Профессионально-именной тип трансляции знаний характерен для древнеегипетской цивилизации, просуществовавшей четыре…

НАЧАЛО НАУКИ. АНТИЧНАЯ НАУКА

Появление и развитие науки в Древней Греции происходило в контексте всей культуры. Мы уже говорили, что в любой науке, научной теории есть… Причиной того, что наука появилась именно в Древней Греции, стала единственная… В таком обществе просто не возникает вопрос о правах человека и необходимости их защиты. Человек здесь находится в…

ПЕРВЫЕ НАУЧНЫЕ ПРОГРАММЫ АНТИЧНОСТИ

Первой научной программой стала математическая программа, представленная Пифагором и позднее развитая Платоном. В ее основе, как и в основе других… Следующий шаг в направлении формирования этой программы сделали софисты и… Свое завершение математическая программа получила в философии Платона, который нарисовал грандиозную картину истинного…

Темы докладов и рефератов

2. Появление научной рациональности. 3. Миф как «наука конкретного». ЛИТЕРАТУРА

ТЕМА 5

ФОРМИРОВАНИЕ ОСНОВ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ЭПОХУ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ И ВОЗРОЖДЕНИЯ

Поэтому, анализируя историю развития современного естествознания, мы не можем обойти стороной вопрос о характере науки эпохи Средневековья. Однако…

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ СРЕДНЕВЕКОВОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ

По-разному относились античные и средневековые мыслители к чудесным, необычным явлениям в мире. Если Аристотель удивлялся какому-либо природному… Очень важным для средневекового мышления был догмат о сотворении мира Богом из… А пока, в эпоху раннего Средневековья, наука о природе утратила то значение, которое она имела в античности. Коль…

НАУКА И НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ В СРЕДНИЕ ВЕКА

Поэтому говорить о развитии науки в период раннего Средневековья не приходится - есть только ее упадок. Сохраняются лишь жалкие остатки того… Стремление найти для каждой вещи подходящее место в иерархии бытия четко… Тем не менее в недрах средневековой культуры успешно развивались такие специфические области знания, как астрология,…

РЕВОЛЮЦИЯ В МИРОВОЗЗРЕНИИ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ

Для Средневековья в возможности создания светил нет ничего кощунственного: христианство снимает с природного начала его сакральный характер и… Возрождение делает следующий шаг - человек чувствует себя божественным.… Поэтому в эпоху Возрождения впервые снимается граница между наукой как постижением сущего и практически-технической…

Темы докладов и рефератов

2. Герметические науки Средневековья и их роль в становлении современной науки. ЛИТЕРАТУРА 1. БерналДж. Наука в истории общества. М., 1956.

ТЕМА 6

НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVI-XVH ВВ. И СТАНОВЛЕНИЕ КЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ

Отправной точкой научной революции, в результате которой появилась классическая наука и современное естествознание, стал выход книги Николая Коперника «О вращении небесных сфер» в 1543 г. Но гелиоцентрические идеи, высказанные там, были всего лишь гипотезой, нуждавшейся в доказательстве. Поиск аргументов в пользу этой гипотезы и стал основной задачей научной революции XVI - XVII вв., которая начинается с работ Г. Галилея.

ГАЛИЛЕЙ И ЕГО РОЛЬ В ВОЗНИКНОВЕНИИ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

Очень важно, что свою систематическую ориентацию на опыт Галилей сочетал со стремлением к его математическому осмыслению. Эксперимент для него -… Эта важнейшая сторона методологии Галилея вылилась у него в идею… Ориентация на математику приводила Галилея к более радикальному развитию аналитической традиции. Он вновь…

ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ НАУЧНОЙ РЕВОЛЮЦИИ

Такой подход был принципиально важен для решения проблемы соотношения земных и небесных явлений. Античность и Средневековье считали небо и землю… Превращение Земли в планету выбивало почву из-под аристотелевской концепции… Движение небесных тел больше не нуждалось в таком объяснении, как внешняя звездная сфера, и отныне допускалось, что…

ИСААК НЬЮТОН И ЗАВЕРШЕНИЕ НАУЧНОЙ РЕВОЛЮЦИИ

Представляя собой образцовое сочетание эмпирической обоснованности и дедуктивной строгости, Ньютон сформулировал те крайне немногочисленные, но… Ньютон бился над разгадкой великого замысла Вселенной и явно в этом преуспел.

Темы докладов и рефератов

2. Важнейшие открытия в естествознании XVI-XVIII вв. ЛИТЕРАТУРА 1. Аверинцев С.С. Два рождения европейского рационализма//Вопросы философии. 1989.№3.

ТЕМА 7 СПЕЦИФИКА И ПРИРОДА СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

Однако, несмотря на существование различных отраслей в современной науке, мы можем говорить о ней как о едином феномене. Единство современной науки… Наиболее полно усвоить специфику современной науки можно только при…  

ОСОБЕННОСТИ КЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ

Понятие «классическая наука» охватывает период развития науки с XVII в. по 20-е годы XX в., то есть до времени появления квантово-релятивистской картины мира. Разумеется, наука XIX в. довольно сильно отличается от науки XVIII в., которую только и можно считать по-настоящему классической наукой. Тем не менее, поскольку в науке XIX в. по-прежнему действуют гносеологические представления науки XVIII в., мы объединяем их в едином понятии - классическая наука. Этот этап науки характеризуется целым рядом специфических особенностей.

1. Стремление к завершенной системе знаний, фиксирующей истину в окончательном виде. Это связано с ориентацией на классическую механику, представляющую мир в виде гигантского механизма, четко функционирующего на основе вечных и неизменных законов механики. Поэтому механика рассматривалась и как универсальный метод познания окружающих .явлений, в результате дававший систематизированное истинное знание, и как эталон всякой науки вообще.

Эта ориентация на механику приводила к механистичности и метафизичности не только классической науки, но и классического мировоззрения, а также проявлялась в целом ряде частных установок:

- однозначность в истолковании событий, исключение из результатов познания случайности и вероятности, которые расценивались как показатели неполноты знания;

- исключение из контекста науки характеристик исследователя, отказ от учета особенностей (способов, средств, условий) проведения наблюдения и эксперимента;

- субстанциональность - поиск праосновы мира;

- оценка имеющегося научного знания как абсолютно достоверного и истинного;

- осмысление природы познавательной деятельности как зеркального отражения действительности.

2. Рассмотрение природы как из века в век неизменного, всегда тождественного самому себе, неразвивающегося целого. Данный методологический подход породил такие специфические для классической науки исследовательские установки, как статизм, элементаризм и антиэволюционизм. Усилия ученых были направлены в основном на выделение и определение простых элементов сложных структур (элементаризм) при сознательном игнорировании тех связей и отношении, которые присущи этим структурам как динамическим целостностям (статизм). Истолкование явлений реальности поэтому было в полной мере метафизическим, лишенным представлений об их изменчивости, развитии, историчности (антиэволюционизм).

3. Сведение самой Жизни и вечно живого на положение ничтожной подробности Космоса, отказ от признания их качественной специфики в мире-механизме, четко функционирующем по законам, открытым Ньютоном. В этом абсолютно предсказуемом мире (идею всеобщего и полного детерминизма наиболее точно высказал Лаплас: если бы было известно положение всех частей и элементов мира и силы, действующие на них, если бы нашелся ум, объединивший эти данные в одной формуле, не осталось бы ничего непонятного в природе, было бы открыто не только прошлое, но и будущее) не было места жизни, организм понимался как механизм. Казалось, чем дальше шел ход человеческой мысли, тем резче и ярче выступал такой чуждый живому, человеческой личности и ее жизни, стихийно непонятный человеку Космос. Бренность и ничтожность жизни, ее случайность в Космосе, казалось, все более подтверждались успехами точного знания.

Лишь одна религия продолжала отводить человеку особое место в мире. Присущее христианству резкое разделение духовного и материального и упор на превосходство духовного ныне получили противоположную оценку: мир физический все более представлялся основным средоточием человеческой деятельности. Христианское противопоставление духа и материи постепенно превращалось в свойственное классическому мышлению противопоставление разума и материи, человека и Космоса.

4. Наука вытеснила религию в качестве интеллектуального авторитета. Человеческий разум и практическое преобразование природы как результат его деятельности полностью вытеснили теологическую доктрину и Священное Писание в качестве главных источников познания Вселенной. Вера и разум были окончательно разведены в разные стороны. Место религиозных воззрений заняли рационализм, который выдвинул концепцию человека как высшей, или окончательной, формы разума, чем дал жизнь светскому гуманизму; и эмпиризм, который выдвинул концепцию материального мира как важнейшей и единственной реальности, чем заложил основы научного материализма.

Претендуя на ведущее место в мировоззрении, наука, тем не менее, оставляла место религии и философии. Мировоззрение модернизированного общества оставляло человеку право выбора веры, убеждений и жизненного пути. Правда, чем больше практических результатов давала наука, тем более прочными становились ее позиции, тем шире распространялось убеждение, что только наука способна обеспечить лучшее будущее человечества. Поэтому религия и метафизическая философия продолжали медленно, но верно клониться к закату. Знаком этого стала знаменитая позитивистская концепция Конта о трех периодах в развитии знаний - религиозном, метафизическом и научном, последовательно сменявших друг друга. Заявления науки о твердом знании мира представлялись не просто правдоподобными, казалось едва ли уместным ставить их под вопрос. Ввиду непревзойденной познавательной действенности науки, а также ввиду строжайшей безличной точности ее построений, религия и философия были вынуждены сообразовывать свои позиции с наукой. Именно в науке современное мышление нашло наиболее реалистичную и устойчивую картину мира.

НАУКА XIX ВЕКА

Так в естествознании постепенно складывались предпосылки для новых крупных научных революций, начавшихся в конце XVIII - первой половине XIX века и… Особое значение имели революции, связанные с тремя великими открытиями второй… В результате этих научных открытий естествознание поднимается на качественно новую ступень и становится дисциплинарно…

НОВЕЙШАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В НАУКЕ

Второй этап революции начался в середине 20-х гг. XX века и связан с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в новой… На исходе третьего десятилетия XX века практически все главнейшие постулаты,… Предшествующие .научные представления были оспорены буквально со всех сторон. Ньютоновские твердые атомы, как ныне…

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

1. Отказ от признания классической механики в качестве ведущей науки, замена ее квантово-релятивистскими теориями привели к разрушению классической… Механистичность и метафизичность классической науки сменились новыми… - классический механический детерминизм, абсолютно исключающий элемент случайного из картины мира, сменился…

КРИЗИС СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ. ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКАЯ НАУКА

Использование научных открытий для создания новых видов оружия и особенно создание атомной бомбы заставило человечество пересмотреть свою прежнюю безоговорочную веру в науку. Кроме того, с середины XX века современная наука стала получать в свой адрес многочисленные критические оценки со стороны философов, культурологов, деятелей литературы и искусства. По их мнению, техника умаляет и дегуманизирует человека, окружая его сплошь искусственными предметами и приспособлениями; она отнимает его у живой природы, ввергая в безобразно унифицированный мир, где цель поглощают средства, где промышленное производство превратило человека в придаток машины, где решение всех проблем видится в дальнейших технических достижениях, а не в человеческом их решении. Непрекращающаяся гонка технического прогресса, требующая все новых сил и все новых экономических ресурсов, выбивает человека из колеи, разрывая природную связь с Землей. Рушатся традиционные устои и ценности. Под воздействием нескончаемых технических новшеств современная жизнь меняется с неслыханной быстротой.

К этой гуманистической критике вскоре присоединились более тревожные конкретные факты неблагоприятных последствий научных достижений. Опасное загрязнение воды, воздуха, почвы планеты, вредоносное воздействие на животную и растительную жизнь, вымирание бесчисленных видов, коренные нарушения в экосистеме всей планеты - все эти серьезные проблемы, вставшие перед человеком, заявляли о себе все громче и настойчивей.

Эти факты, которые отчетливо проявляются в современной науке и мировоззрении, говорят об их кризисе, разрешить который сможет только новая глобальная мировоззренческая революция, частью которой будет и новая революция в науке. К концу XX века мир потерял свою веру в науку, она безвозвратно утратила свои прежний незапятнанный облик, как оставила и свои прежние заявления об абсолютной непогрешимости своего знания. Такая же кризисная ситуация сложилась и в других сферах человеческой культуры. Поиск путей выхода из этого глобального кризиса еще только идет, черты будущего постмодернистского мировоззрения, как и новой постнеклассической науки, еще только намечаются.

Нынешнее состояние науки, как и других сфер культуры, характеризуется понятием «постмодерн» - в противовес модернистским представлениям - классической и современной науке.

По мнению большинства отечественных ученых-науковедов, будущая наука будет обладать следующими чертами.

1. Прежде всего наука должна будет осознать свое место в общей системе человеческой культуры и мировоззрения. Постмодернизм принципиально отвергает выделение какой-то одной сферы человеческой деятельности или одной черты в мировоззрении в качестве ведущей. Все, что создано человеком, является частью его культуры, важно и нужно для человека, выполняет свои собственные задачи, но имеет и свои границы применимости, которые должно осознавать и не переходить. Именно это должна сделать постнеклассическая наука — осознать пределы своей эффективности и плодотворности, признать равноправие таких сфер человеческой деятельности и культуры, как религия, философия, искусство, признать возможность и результативность нерациональных способов освоения действительности.

2. Модернистская наука ставила своей целью создание другой картины, нового образа мира, полученного на основе максимально концептуального единства, порядка, систематичности, непротиворечивости, тотальности, незыблемости. Постмодернистская наука больше интересуется образом самой себя как некоей социокультурной реальности, включает в свой предмет человека, допуская элементы субъективности в объективно истинном знании. Это - современная тенденция гуманизации науки. Полученный образ не является застывшим, окончательным, он ориентирован на непрерывное обновление, открыт инновациям.

3. Модернистское естествознание и наука - монологические формы знания: интеллект созерцает вещь и высказывается о ней. В постмодернизме наблюдатель осознает себя частью исследуемого мира, активно взаимодействующей с наблюдаемым объектом, познание постнеклассической науки - диалогично.

4. В основе постмодерна лежит идея глобального эволюционизма - всеединой, нелинейной, самоизменяющейся, самоорганизующейся, саморегулирующейся системы, в недрах которой возникают и исчезают целостности от физических полей и элементарных частиц до биосферы и более крупных систем. В это понятие также входит идея нелинейности, способности оказывать обратное воздействие, вариативности развития мира. Этот мир состоит не из кирпичиков-элементарных частиц, а из совокупности процессов - вихрей, волн, турбулентных движений. Этот мир как бы «пузырится» бесконечно разнообразными взаимодействующими открытыми системами с обратной связью. Этот мир - уже не объект, а субъект.

5. Важной чертой постнеклассической науки должна будет стать комплексность - стирание граней и перегородок между традиционно обособленными естественными, общественными и техническими науками, интенсификация междисциплинарных исследований, невозможность разрешения научных проблем без привлечения данных других наук. Также научная деятельность связана с революцией в средствах хранения и получения знаний (компьютеризация науки, использование сложных и дорогостоящих приборных комплексов, приближающих науку к промышленному производству), с возрастанием роли математики.

6. Модернистское знание было предпосылкой подготовки субъекта познания и предпосылкой практической производственной деятельности. Сегодня знание - предпосылка производства и воспроизводства человека как субъекта исторического процесса, как личности, как индивидуальности.

Это лишь отдельные черты будущей науки, создающейся сейчас, на наших глазах. Результат, очевидно, будет достигнут только вXXI веке.

План семинарского занятия (2 часа)

1. Характеристика классической науки.

2. Наука XIX в. Комплексные революции XIX в.

3. Предпосылки и основное содержание новейшей революции в науке.

4. Основные черты современной науки.

5. Кризис науки и мировоззрения конца XX века. Постнеклассическая наука.

Темы докладов и рефератов

2. Постмодернизм и наука. ЛИТЕРАТУРА 1. Бернал Дж. Наука в истории общества. М., 1956.

ТЕМА 8 ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

Поэтому, начиная разговор о конкретных достижениях естествознания, мы начнем его с физики, с картины мира, созданной этой наукой. Понятие «физическая картина мира» употребляется давно, но лишь в последнее… Развитие самой физики непосредственно связано с физической картиной мира. При постоянном возрастании количества…

МЕХАНИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

Основу механической картины мира составил атомизм, который весь мир, включая и человека, понимал как совокупность огромного числа неделимых частиц -… Ключевым понятием механической картины мира было понятие движения. Именно… Решая проблемы взаимодействия тел, Ньютон предложил принцип дальнодействия. Согласно этому принципу взаимодействие…

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КАРТИНА МИРА

Одним из первых идеи Фарадея оценил Максвелл. При этом он подчеркивал, что Фарадей выдвинул новые философские взгляды на материю, пространство,… Взгляды на материю менялись кардинально: совокупность неделимых атомов… Движение понималось не только как простое механическое перемещение, первичным по отношению к этой форме движения…

СТАНОВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

Это смятение усугубилось, когда в 1913 г. Н. Бор предложил свою модель атома. Он предположил, что электрон, вращающийся вокруг ядра, вопреки законам… Так сложились новые, квантово-полевые представления о материи, которые… Меняется представление о движении, которое становится лишь частным случаем физического взаимодействия. Известно четыре…

Темы докладов и рефератов

2. Современная физика и восточный мистицизм. ЛИТЕРАТУРА 1. Ахиезер А.И., Рекало М.П. Современная физическая картина мира. М., 1980.

ТЕМА 9 СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

СТРУКТУРНОСТЬ И СИСТЕМНОСТЬ МАТЕРИИ

Метагалактика, отдельная галактика, звездная система, планета, отдельные тела, молекулы, атомы, элементарные частицы. Наряду со структурностью неотъемлемым свойством материи является ее… Внутренняя энергия связи может иметь различное значение в зависимости от характера сил, объединяющих тела в системы. С…

ПОЛЕ И ВЕЩЕСТВО

Частицы обладают относительной прерывностью и локализованностью в пространстве, тогда как поля непрерывно распределены в нем. При этом поля не… Характеризуя единство прерывного и непрерывного в структуре материи, следует… Как поле, так и вещество обладают определенными физическими параметрами. Под полем в физике понимают специфическую…

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

Исходя из значения спина, все элементарные частицы можно разделить на две группы. Частицы с полуцелым спином называются фермионами (в честь известного физика Ферми). Все эти частицы обладают свойством, имеющим характер закона -частицы с полуцелым спином могут находиться вместе лишь при условии, что их физические состояния (то есть вся совокупность характеризующих частицу параметров) не одинаковы. Этот закон в квантовой механике называется запретом Паули. Частицы с целочисленным спином называются бозонами (в честь другого крупного физика - Бозе). На них запрет Паули не распространяется, и они могут находиться вместе в любом количестве.

Такое разделение частиц на две группы имеет далеко идущие последствия. Так, поля фермионов всегда остаются квантованными, и в классическом пределе они переходят в частицы. Например, мы знаем, что электрон, являющийся фермионом (его спин = 1/2), в классическом пределе выступает как истинная частица, хотя и обладает волновыми свойствами. То же относится к протону, нейтрону и всем другим частицам-фермионам. Поля же бозонов в пределе переходят в классические поля. Так, один из представителей бозонных частиц - фотон (его спин = 1) - в пределе становится классическим электромагнитным полем (свет, радиоволны). Существование фермионов и бозонов создает важнейшую предпосылку для проявлений привычного нашего макромира, состоящего из атомного вещества (фермионы) и излучений (бозоны).

Зная, что все элементарные частицы являются либо бозонами, либо фермионами, можно попытаться ответить на вопрос об элементарных «кирпичиках» материи, давно волновавший человечество. Сегодня в микромире выделяют четыре уровня вещества: молекулярный, атомный, нуклонный (уровень атомного ядра и составляющих его частиц) и кварковый. Но уже обсуждается возможный облик пятого (суперструнного) уровня. Каждый вновь открываемый уровень качественно отличается от ранее известных, его характеризуют иные свойства и иные законы поведения соответствующих частиц. Поиск самых простых частиц вещества привел исследователей к пониманию того, что абсолютной элементарности не существует, что частица любого уровня сложна в своей сущности и в своих проявлениях, она неотделима от других физических реальностей, в числе которых особая роль принадлежит фону - физическому вакууму. Условно же принято считать элементарными те частицы, у которых сегодня не обнаружена внутренняя структура, а их размеры недоступны измерению (они меньше, чем 10^-15см).

Известны три класса таких частиц: лептоны, кварки и бозоны. Лептоны и кварки относятся к фермионам.

Класс лептонов состоит из шести частиц и шести античастиц (электрон, мюон, тау-лептон и три вида нейтрино). Лептоны играют важную роль в структуре мира. Особенно велико значение электрона и нейтрино. Но лептоны не участвуют в образовании ядерных частиц - нуклонов, и в процессах, называемых сильным взаимодействием.

Класс кварков, как и класс лептонов, содержит шесть частиц и столько же античастиц. Физики назвали каждый тип кварков ароматом. Этот термин, ассоциирующийся с обонянием, на самом деле обозначает квантовое число, приписываемое частицам данного типа. Ароматы обозначаются первыми буквами английских слов, принятых в качестве их названия: up, down, strange, charmed, beauty, truth. Кварки - электрически заряженные частицы. Но их заряды имеют дробные значения по отношению к заряду электрона, условно принимаемого за 1, и равны '/з или ²/з с плюсом или минусом. Экспериментальные поиски дробного заряда оказались безуспешными, хотя точность измерений была доведена до исключительно высоких значений. Очевидно, существование в природе дробного электрического заряда возможно при условии, что такие заряды вместе со своими частицами-носителями образуют связанные объединения, в которых суммарный электрический заряд равен либо 0, либо ± 1.

Также не удалось обнаружить ни один кварк в свободном состоянии, хотя эксперименты на ускорителях дают убедительные косвенные доказательства их реального существования в связанном состоянии. Кварки и антикварки группируются либо по две, либо по три частицы, образуя составные частицы, названные адронами. Кварки существуют только в таких составных частицах, вне их в современных условиях они существовать не могут, и это - принципиальное свойство вещества на данном микроуровне.

Составленные из-кварков адроны подразделяются на три группы. Первая - барионы - образуется комбинациями трех кварков. Эта группа включает протон и нейтрон - фундаментальную основу атомных ядер. Вторую группу образуют частицы, получаемые путем сочетания кварка и антикварка. Они называются мезонами. Еще одна группа содержит частицы, образуемые сочетаниями трех антикварков. В нее попадают антипротон и антинейтрон, то есть то, что составляет основу антивещества. Вышеперечисленные частицы-адроны составляют лишь небольшую часть всех образующихся из кварков частиц. Большую часть их составляют так называемые резонансы - неустойчивые короткоживущие частицы, быстро распадающиеся на стабильные частицы.

В описанной стройной схеме обнаруживается принципиальный дефект. Кварки, будучи фермионами, должны подчиняться запрету Паули и не могут соединяться вместе, если их состояния одинаковы. А в барионных и антибарионных частицах кварки одного аромата часто оказываются вместе. Например, протон образуется комбинацией кварков, записываемой так: uud, нейтрон - udd. Казалось бы, нарушается запрет Паули. Для устранения этого противоречия ввели предположение, что кварки одного аромата не идентичны, что они различаются характером взаимодействия друг с другом и поэтому для их описания ввели еще одно квантовое число. С присущим физикам своеобразным чувством юмора его назвали «цветом». Как «аромат» не имеет отношения к запаху, так и «цвет» не имеет ничего общего с общепринятым смыслом этого слова. Введение нового квантового числа оказалось удачным, недавние эксперименты на ускорителях подтвердили, что разделение кварков одного аромата на три цвета - красный, зеленый, синий - отражает действительность.

При объединении кварков и антикварков в адроны должны выполняться два условия: суммарный электрический заряд кварков в адроне должен быть целочисленным; кварки, соединяющиеся в адрон, должны полностью компенсировать свои цветовые заряды и удовлетворять признаку бесцветности. Это связано с тем, что только кварки проявляют способность к сильному взаимодействию, связанному с цветовыми силами. Адроны таких способностей не имеют в силу своей бесцветности (конфаймент).

Таковы основы современных представлений о строении материи на микроуровне.

План семинарского занятия (2 часа)

1. Структурность и системность как атрибуты материи.

2. Поле и вещество.

3. Классификация элементарных частиц.

Темы докладов и рефератов

ЛИТЕРАТУРА 1. Ахиезер А.И., Рекало М.П. Современная физическая картина мира. М., 1980. … 2. Вайнберг С. Открытие субатомных частиц. М., 1986.

ТЕМА 10 ФИЗИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

ПРОБЛЕМЫ УЧЕНИЯ О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ И ДВИЖЕНИИ

Взаимодействие представляет собой развертывающийся во времени и пространстве процесс воздействия одних объектов на другие путем обмена материей и… Взаимодействие и движение являются формой существования материи. Для всякого… Следуя объективной логике развития природы, можно выделить несколько форм движения: в неживой природе, в живой природе…

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

По современным представлениям взаимодействие любого вида должно иметь своего физического агента, без посредника оно не протекает. В основе такого… Таким образом, каждой частице, участвующей в одном из фундаментальных…

ГРАВИТАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

электронов в 1040 раз больше силы их гравитационного притяжения. И только при экстремально высокой плотности вещества, равной 1094г/см3 (планковская… В классической физике такое взаимодействие описывается известным законом… В рамках полевых представлений гравитационный заряд, согласно Эйнштейну, эквивалентен инертной массе вещества.…

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Благодаря электромагнитным связям возникают атомы, молекулы и макроскопические тела. Все химические реакции представляют собой проявление… На заре развития науки об электричестве электрические и магнитные компоненты… Современная физика создала более совершенную и точную теорию электромагнетизма, в которой учтены и квантово-полевые…

СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Типичный пример слабого взаимодействия - процесс бета-распада, в ходе которого свободный нейтрон в среднем за 15 минут распадается на протон,… Описываемые нами полевые представления о слабом взаимодействии выглядят… радиус действия порядка 10-15см.

СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Цветовые заряды создают поля с присущими им квантами -бозонами. Обмен виртуальными цветовыми бозонами между кварками и (или) антикварками служит… До открытия кварков и цветового взаимодействия фундаментальным считали ядерное… Теория предполагает, что при сближении барионов на расстояние меньшее, чем 10-13 см, они теряют свои индивидуальные…

ТЕОРИИ БОЛЬШОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ И СУПЕРОБЪЕДИНЕНИЯ

Сегодня физики считают, что они смогут создать эту теорию на основе появившейся недавно теории суперструн. Пионерами в создании этой теории явились… Эта новая теория описывает некие протяженные объекты -струны. Это -… Эта теория является следствием объединения квантовой теории поля с общей теорией относительности. Понятие струны в ней…

Темы докладов и рефератов

2. Проблема эфира в современной физике. ЛИТЕРАТУРА 1. Ахиезер А.И., Рекало М.П. Современная физическая картина мира. М., 1980.

ТЕМА 11

КОНЦЕПЦИИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ В СОВРЕМЕННОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ

Понятие времени возникло на основе восприятия человеком смены событий, последовательной смены состояний предметов и круговорота различных… Естественнонаучные представления о пространстве и времени прошли длинный путь… Раскрывая сущность пространства и времени, Ньютон предлагает различать два типа этих понятий: абсолютные (истинные,…

ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Галилей разъяснял это положение различными наглядными примерами. Представим путешественника в закрытой каюте спокойно плывущего корабля. Он не… Из принципа относительности следует, что между покоем и движением - если оно… Например, путешественник в каюте корабля с полным основанием считает, что книга, лежащая на его столе, покоится. Но…

ЕДИНСТВО И МНОГООБРАЗИЕ СВОЙСТВ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Из всеобщих свойств пространства и времени пдрежде всего отметить: 1. Их объективность и независимость от человеческого сознания и сознания всех… 2. Их абсолютность - они являются универсальными формами бытия материи, проявляющимися на всех структурных уровнях ее…

Темы докладов и рефератов

2. Нефизические формы пространства и времени. 3. Возможна ли машина времени? ЛИТЕРАТУРА

ТЕМА 12

ДЕТЕРМИНИЗМ И ПРИЧИННОСТЬ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ. ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

Детерминизм - учение о причинной материальной обусловленности природных, социальных и психических явлений. Сущностью детерминизма является идея о… Индетерминизм - учение, отрицающее объективную причинную обусловленность… В современной физике идея детерминизма выражается в признании существования объективных физических закономерностей и…

ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ И ТЕОРИИ И МЕХАНИЧЕСКИЙ, ДЕТЕРМИНИЗМ

Непосредственно законы механики, сформулированные Ньютоном, относятся к физическому телу, размерами которого можно пренебречь, материальной точке.… Поэтому в современной физике под классической механикой понимают механику… Для расчета движения должна быть известна зависимость взаимодействия между частицами от их координат и от скоростей.…

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ И ТЕОРИИ И ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ДЕТЕРМИНИЗМ

Наряду с ними в естествознании в середине прошлого века были сформулированы законы, предсказания которых являются не определенными, а только… Представления о закономерностях особого типа, в которых связи между… Многочисленные физические и химические опыты показали, что в принципе невозможно не только проследить изменения…

СООТНОШЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИСТИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ

С развитием науки подход к этой проблеме и даже ее постановка менялись. Первоначально основным в проблеме соотношения был вопрос об обосновании… Статистические законы, как новый тип описания закономерностей, были… Но сегодня известно, что закономерности поведения объектов микромира и законы квантовой механики являются…

Темы докладов и рефератов

1. Анализ содержания динамических физических теорий.

2. Анализ содержания статистических физических теорий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мякишев Г.Я. Динамические и статистические закономерности в физике. М„ 1973.

2. Свечников Г.А. Причинность и связь состояний в физике. М., 1971.

3. Философские проблемы естествознания. М., 1985.

ТЕМА 13 ПРИНЦИПЫ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ

Однако, наряду с этим, среди фундаментальных физических теории существуют еще более общие законы, влияние которых распространяется на все физические… Среди целой группы принципов современной физики важнейшим, пожалуй, является…

ПРИНЦИП СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

В природе симметрия также встречается в изобилии. Снежинка обладает удивительнейшей гексагональной симметрией. Кристаллы также имеют характерные… Другой вид симметрии, часто наблюдаемый в природе и в созданных человеком… Симметрии, соответствующие вращению или отражению, наглядны и радуют глаз, но они не исчерпывают весь запас симметрий,…

ПРИНЦИП СООТВЕТСТВИЯ

Каждая фундаментальная теория имеет определенные границы применимости. И эти границы устанавливаются весьма строго и точно, особенно если открыта… Но появление новой теории, например, релятивистской механики, совсем не… Здесь мы вплотную подходим к принципу соответствия, утверждающему преемственность физических теорий. Этот принцип был…

ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ И СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ

В ряде экспериментов электрон и другие элементарные частицы обнаруживают корпускулярные свойства, то есть свойства частиц. Любое устройство для… С другой стороны, при движении все микрочастицы обнаруживают типичные волновые… Таким образом, всем микрообъектам присущ корпускулярно-волновой дуализм. Общий ответ на вопрос о том, каким же образом…

ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ

В микромире, наоборот, принцип суперпозиции - фундаментальный принцип, который наряду с принципом неопределенности составляет основу математического… В релятивистской квантовой теории, предполагающей взаимное превращение частиц,… А теперь ненадолго вернемся к принципам симметрии, которые, как мы уже знаем, лежат в основе законов сохранения…

ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

Когда мы говорим о сохранении энергии, мы имеем в виду механическую, тепловую и внутреннюю энергии, то есть энергию, зависящую лишь от… Следует отметить, что для макроскопических систем энергия не является… Первый закон термодинамики гласит: тепло, сообщенное системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на…

Темы докладов и рефератов

2. Вечные двигатели: история проблемы. ЛИТЕРАТУРА 1. Андреев Э.П. Пространство микромира. М., 1969.

ТЕМА 14 КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ

ЧТО ТАКОЕ КОСМОЛОГИЯ?

Данное определение космологии берет в качестве предмета этой науки только Метагалактику. Это связано с тем, что все данные, которыми располагает… Космология берет свое начало в представлениях древних, в частности в.… После того как появилась философия, пришедшая вместе с наукой на смену мифологии, ответ на эти вопросы стали искать в…

НАЧАЛО НАУЧНОЙ КОСМОЛОГИИ

В одном Коперник был твердо уверен - радиус сферы неподвижных звезд должен был быть очень велик. Иначе было бы трудно объяснить, почему с движущейся… Поставьте перед лицом указательный палец и посмотрите на него попеременно то… Хотя расстояние от Земли до Солнца во времена Коперника в точности не было известно, многие факты говорили о том, что…

КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАДОКСЫ

Если предположить, утверждал Шезо, что в бесконечной Вселенной существует бесчисленное множество звезд и они распределены в пространстве равномерно,… Устранить этот парадокс ученые пытались различными путями. Можно было… Когда открыли, что межзвездное пространство не пусто, а заполнено разреженными газово-пылевыми облаками, некоторые…

НЕЕВКЛИДОВЫ ГЕОМЕТРИИ

Итак, пятый постулат Евклида утверждает, что через точку вне прямой можно провести лишь одну прямую, параллельную данной. Логически рассуждая, легко… - через точку вне прямой нельзя провести ни одной прямой, параллельной данной… - через точку вне прямой можно провести бесчисленное множество прямых, параллельных данной (постулат Лобачевского). …

МОДЕЛЬ РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ВСЕЛЕННОЙ

Пять лет спустя, в 1922 г., советский физик Александр Фридман на основании строгих расчетов показал, что Вселенная Эйнштейна никак не может быть… Идея Фридмана поначалу показалась Эйнштейну слишком смелой и необоснованной.… Из расчетов Фридмана вытекали три возможных следствия:

НЕКОТОРЫЕ ТРУДНОСТИ ГИПОТЕЗЫ РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ВСЕЛЕННОЙ

Так, неоднократно предпринимались попытки истолковать красное смещение не как следствие эффекта Допплера и расширения Вселенной, а как следствие… Но дело в том, что принятие красного смещения как следствия эффекта Допплера… Также необоснованно утверждение о возможности перехода всей материи в точечную сингулярность. Ведь в релятивистской…

Темы докладов и рефератов

2. Отражение космологических проблем в современной научно-фантастической литературе. ЛИТЕРАТУРА 1. Вайнберг С. Первые три минуты. М., 1981.

ТЕМА 15 ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

РОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ

Примерно 15 млрд. лет отделяет нашу эпоху от начала процесса расширения Вселенной, когда вся наблюдаемая нами Вселенная была сжата в комочек, в… В состоянии сингулярности кривизна пространства и времени становится… в 1061г, сжать до плотности 1094 г/см3, оно заняло бы объем

РАННИЙ ЭТАП ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ

При температуре 1027 К, если только справедлива гипотеза Большого объединения, лептоны и кварки в сгустке свободно превращались друг в друга, то… 10-9г , что в 1014 раза больше массы протона. Эти частицы исчезли после… Через 10-33 секунды после «начала» кварки и лептоны разделились, а сильное взаимодействие отделилось от…

СТРУКТУРНАЯ САМООРГАНИЗАЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

Сжатие водородно-гелиевой плазмы в «блины» неизбежно приводило к значительному повышению их температуры. В конечном счете сжатие «блина» порождало… Образование разномасштабных структур во Вселенной открыло возможность для… Согласно современным представлениям, присутствующие в межзвездной среде тяжелые элементы изготовлены в звездах типа…

ОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

На протяжении нескольких лет канадскими учеными измерялись очень слабые периодические изменения скорости движения шестнадцати звезд. Такие изменения… Но следует отметить, что одиночные звезды типа Солнца явление не столь уж… О механизме образования планет, в частности, в Солнечной системе, также нет общепризнанных заключений. Солнечная…

ТЕМА 16 ПРОБЛЕМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

ФОРМИРОВАНИЕ ИДЕИ САМООРГАНИЗАЦИИ

Что же заставило изменить этот, казалось бы, незыблемый взгляд на развитие, прийти к идее самоорганизации материи, которая внедрилась в научное… Прежние представления о развитии сформировались в XIX веке под влиянием двух…

ПОНЯТИЕ САМООРГАНИЗАЦИИ

Прежде чем привести примеры самоорганизации, необходимо уточнить, что же считать усложнением элементов и систем, их переходом от более простых к… Понятия «простой» и «сложный» всегда относительны, их смысл выявляется только… Процессы объединения «простых» элементов с образованием «сложных» систем протекают лишь при выполнении определенных…

ОСНОВЫ СИНЕРГЕТИКИ

В синергетике возникновение упорядоченных сложных систем обусловлено рождением коллективных типов поведения под воздействием флуктуаций, их… Объект изучения синергетики, независимо от его природы, обязан удовлетворять… 1) открытость - обязательный обмен энергией и (или) веществом с окружающей средой;

НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И. ПРИГОЖИНА

До недавнего прошлого физическая наука вполне обходилась равновесной термодинамикой. Предметом этой дисциплины являются процессы преобразования… Чтобы система могла не только поддерживать, но и создавать упорядоченность из… В ходе эволюционного этапа развития диссипативная система достигает в силу самого характера развития состояния сильной…

Темы докладов и рефератов

1. Значение книги И. Пригожина и И. Стенгерс «Порядок из хаоса» для современной науки.

2. Основы теории катастроф.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арнольд А. И. Теория катастроф. М., 1990.

2. Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.М., 1986.

3. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная.М., 1996.

4. Хакен Г. Синергетика. М., 1985.

ТЕМА 17

СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ХИМИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ХИМИИ

Происхождение названия «химия» не выяснено до сих пор, хотя по этому вопросу существует несколько версий. Согласно одной из них, это название… Однако в настоящее время более популярно другое объяснение. Группа ученых… История химии показывает, что ее развитие происходило неравномерно: периоды накопления и систематизации данных…

АЛХИМИЯ

Дело в том, что в течение своей многовековой истории алхимики в процессе проводимых ими исследований решали многие практически важные задачи. В… Наивысшего развития алхимия достигла в трех основных своих типах:… Родиной алхимии был Египет. Там еще в древности были известны способы производства металлов, получения сплавов для…

АРАБСКАЯ АЛХИМИЯ

Самым талантливым и прославленным арабским алхимиком был Джабир ибн Хайям, ставший известным в Европе позднее под именем Гебер. После себя он… Однако основным предметом его исследований стало изучение возможности… Основополагающая идея теории Джабира заключалась в том, что все семь основных металлов образуются из смеси ртути и…

ЗАПАДНОЕВРОПЕЙСКАЯ АЛХИМИЯ

Европейская алхимия находилась в этот период под покровительством астрологии и поэтому приобрела характер тайной науки. Политические условия,… Начиная с 1200 года европейские ученые могли близко познакомиться с наследием… Открытие сильных минеральных кислот было самым важным достижением химии после успешного получения железа из ртути…

ПЕРИОД ЗАРОЖДЕНИЯ НАУЧНОЙ ХИМИИ

Каждая наука, как и каждая истина, есть продукт своего времени. Для того, чтобы они могли появиться, необходимы соответствующие условия и… В XVI веке в европейских странах алхимия утратила то свое назначение, которое… Основателем ятрохимии стал швейцарец Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, который вошел в историю науки под выбранным им…

ТЕОРИЯ ФЛОГИСТОНА

Развитие механики привело к созданию паровой машины и положило начало промышленной революции. Человек получил машину, которая, казалось, может… Задолго до XVIII века греческие и западные алхимики пытались ответить на эти… Основоположником теории флогистона считается немецкий врач и химик Георг Шталь, который постарался последовательно…

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ЛАВУАЗЬЕ

С самого начала своей деятельности на поприще химии Лавуазье понял важность точного измерения веществ, участвующих в химических процессах.… Вопрос о природе процесса горения интересовал всех химиков XVIII в., и… Это позволило ему выдвинуть новую теорию образования металлов и руд. Согласно этой теории, в руде металл соединен с…

ОТКРЫТИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ХИМИИ

Кроме того, многочисленные лабораторные эксперименты и опыты убедительно доказывали, что свойства полученных в результате химических реакций веществ… Первым ученым, который добился значительных успехов в новом направлении… Подобно древним атомистам, Дальтон исходил из положения о корпускулярном строении материи, но, основываясь на…

ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА

Основоположником системного подхода в химии стал русский химик Дмитрий Иванович Менделеев. Во время работы конгресса он находился в Германии и работал над диссертацией. Он, естественно, был участником конгресса и слышал выступление Канниццаро, в котором тот четко изложил свою точку зрения на проблему атомного веса. Вернувшись в Россию, Менделеев приступил к изучению элементов и обратил особое внимание на периодичность изменения валентности у элементов, расположенных в порядке возрастания атомных весов.

Менделеев считал, что любое точное знание составляет систему, в основе которой должен быть единый систематизирующий фактор. В качестве такого фактора он выбрал атомный вес, полагая, что последний является главной характеристикой всех химических элементов.

Основываясь на увеличении и уменьшении валентности элементов в соответствии с их атомным весом, Менделеев разделил элементы на периоды (отсюда название «периодическая система элементов»). Первый период включает только один водород, затем следуют два периода по семь элементов в каждом, а затем периоды, содержащие более семи элементов. Такая периодическая система элементов была яснее и нагляднее, чем график. Благодаря форме таблицы мировое сообщество ученых отдало приоритет открытия периодической системы именно Менделееву, а не другим ученым, которые к тому времени также систематизировали элементы, но в других формах.

Во времена Менделеева было известно всего 62 химических элемента. Поэтому в таблице оказались пустые клетки (пробелы). Наличие этих пробелов он объяснил не несовершенством самой таблицы, а тем, что соответствующие элементы пока еще не открыты. Впоследствии эти элементы были открыты химиками и их свойства оказались именно такими, как предсказал Менделеев.

Хотя классификация Менделеева была выдающимся научным достижением, получила широкое распространение и стала подлинно научной системой химических знаний, она не была идеальной и совершенной. Первый недостаток таблицы заключался в том, что водород как одновалентный элемент был помещен в начале I группы. Однако химики тогда еще не пришли к единому мнению относительно того, следует ли помещать водород в эту группу, так как водород не похож в химическом отношении на другие элементы этой группы. Этот и ряд других недостатков таблицы позволил нескольким ученым внести в нее усовершенствования, последнее из которых было сделано после открытия явления радиоактивности.

По мере совершенствования периодическая система элементов завоевывала у химиков всеобщий авторитет, так как объясняла многие факты, а самое главное, указывала на существование глубокой зависимости между различными элементами, выводила свойства химических элементов из их порядкового номера в таблице Менделеева.

ХИМИЯ КАК НАУКА

Таким образом, основанием химии выступает двуединая проблема - получения веществ с заданными свойствами (на достижение чего направлена… Это и есть основная проблема химии. Она же является системообразующим началом… Вся история химии, все ее развитие является закономерным процессом смены способов решения ее основной проблемы.

Темы докладов и рефератов

2. Периодический закон Д.И.Менделеева и его значение в науке. 3. Химия и ее роль в обществе. ЛИТЕРАТУРА

ТЕМА 18 СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ХИМИИ

СТРУКТУРА ХИМИИ

Современная химическая наука, опираясь на прочные теоретические основы, непрерывно развивается вширь и вглубь. В частности, происходит открытие и… В начале XX века химики открыли радикалы как одну из активных форм химического… К особым формам химического вещества относятся также макромолекулы. Они состоят из сотен и тысяч атомов и вследствие…

ВЗАИМОСВЯЗЬ ХИМИИ С ФИЗИКОЙ

История взаимодействия химии и физики полна примеров обмена идеями, объектами и методами исследования. На разных этапах своего развития физика… Развитие современной науки подтвердило глубокую связь между физикой и химией.… Физика и химия изучают практически одни и те же объекты, но только каждая из них видит в этих объектах свою сторону,…

ПРОБЛЕМА ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

Этот вывод был сделан Д.И. Менделеевым, доказавшим, что свойства химического элемента зависят от места данного элемента в периодической системе,… Сегодня науке известно 110 химических элементов, но их удельное содержание в… Прежде всего исследования в этой области направлены на изучение и использование силикатов, которые составляют 97%…

КОНЦЕПЦИИ СТРУКТУРЫ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Сам термин «структурная химия» - понятие условное. В нем прежде всего подразумевается такой уровень химических знаний, при котором, комбинируя атомы… Во многом развитие этого направления в химии связано с теорией химического… Эта теория наглядно демонстрирует валентность химических элементов как число единиц сродства, присущих

УЧЕНИЕ О ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

Одним из основоположников этого направления в химии стал русский химик Н.Н. Семенов - лауреат Нобелевской премии, основатель химической физики. В… Подавляющее большинство химических реакций находится во власти стихии. Они… Выделение химической термодинамики в самостоятельное направление учения о химических процессах обычно связывают с…

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ХИМИЯ

Возникновению эволюционной химии способствовали исследования в области моделирования биокатализаторов. Искусственный выбор каталитических структур… В результате этих достижений у химиков появилась возможность решать…

ВЗАИМОСВЯЗЬ ХИМИИ С БИОЛОГИЕЙ

Сама по себе эта идея возникла еще в период алхимии и вплоть до XVI века была одной из главных целевых установок. Однако к XVII веку среди ученых… Тем не менее «биологические идеалы» ранних этапов становления химического… Процесс взаимодействия химии и биологии значительно усилился в начале XIX века, когда в составе химии образовались две…

Темы докладов и рефератов

2. Новые материалы в химии и возможность их применения. ЛИТЕРАТУРА 1. Будрейко Н.А. Философские вопросы химии. М., 1970.

ТЕМА 19 ПРОИСХОЖДЕНИЕ И СУЩНОСТЬ ЖИЗНИ

ИСТОРИЯ ПРОБЛЕМЫ

Многовековые исследования и попытки решения этих вопросов породили разные концепции возникновения жизни: креационизм - сотворение жизни Богом;… Концепция креационизма, по существу, научной не является, поскольку она… Остальные концепции появляются позже, но вплоть до XIX века ни одна из них не смогла сформировать единую биологическую…

КОНЦЕПЦИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ А.И. ОПАРИНА

Книга Опарина «Происхождение жизни» была опубликована еще в 1924 г., хотя пик исследований опаринской школы приходится на 50 - 60-е годы. Появление… Согласно гипотезе Опарина, возникновение и развитие химической эволюции… В ходе развивавшегося «естественного отбора» возникли важнейшие свойства жизни, отличающие ее от предыдущего этапа…

СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ И СУЩНОСТИ ЖИЗНИ

Рассматривая ответы на вопрос о первичности белков или нуклеиновых кислот, все существующие гипотезы и концепции можно разделить на две большие… Рассмотренная нами концепция Опарина относится к группе голобиоза -… Сторонники генобиоза исходят из убеждения в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического…

СУЩНОСТЬ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНИ

Большинство ученых убеждены, что жизнь представляет собой особую форму существования материального мира. До конца 50-х годов в научной и философской… Интересны также определения жизни Э. Шредингера как апериодического кристалла,… Есть аксиоматические определения жизни, называющие ее важнейшие черты. Таково определение А.И. Опарина, упоминавшееся…

ПОЯВЛЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Кислород, водород и азот наряду с углеродом можно отнести к «кирпичикам» живого. Клетка состоит на 70% из кислорода, 17% углерода, 10% водорода. 3%… Для появления жизни необходимы также определенные физические и химические… Современное естествознание располагает точными знаниями о самых различных процессах и явлениях нашего мира. Однако…

ФОРМИРОВАНИЕ БИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ

Термин «биосфера» был введен в научный оборот австрийским геологом Эдуардом Зюссом, который подразумевал под ним совокупность живых организмов,… Постепенно, на основе наблюдений, экспериментов и опытов, ученые приходят к… Развитие биосферы Земли можно рассматривать как последовательную смену трех этапов. Первый этап - восстановительный -…

Темы докладов и рефератов

2. Биосфера Земли и ее эволюция. 3. В.И.Вернадский о начале и вечности жизни на Земле. ЛИТЕРАТУРА

ТЕМА 20 ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Миллионы лет тому назад, на заре формирования человека как разумного существа, его воздействие на природу ничем не отличалось от влияния на… Одна из основных особенностей познания биологических объектов заключается в… Эволюционная теория возникла не сразу, а прошла длительный путь становления от научной идеи до научной теории. История…

СТАНОВЛЕНИЕ ИДЕИ РАЗВИТИЯ В БИОЛОГИИ

Более интересна концепция Аристотеля, который занимался систематическим изучением животных и описал более 500 видов, расположив их в определенном… Во всех телах природы Аристотель различал две стороны -материю, обладающую… На протяжении всего периода античности и Средневековья труды Аристотеля были основой представлений о живой природе и…

КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ Ж.-Б.ЛАМАРКА

Ламарк считал, что первые самозародившиеся организмы дали начало всему многообразию ныне существующих органических форм. К этому времени в науке уже… Описывая различные классы животных, Ламарк искал переходные формы между ними,… Отсюда он сделал вывод, что раз виды изменчивы, то реальных границ между ними в природе нет и видов как таковых тоже…

ТЕОРИЯ КАТАСТРОФ Ж. КЮВЬЕ

В процессе своих исследований Кювье заинтересовался историей Земли, земных животных и растений. Он потратил многие годы на ее изучение, сделав при… - Земля на протяжении своей истории изменяла свой облик; - одновременно с изменением Земли изменялось и ее население;

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ Ч.ДАРВИНА

Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Но с опубликованием его… Для признания эволюционной идеи и утверждения дарвинизма, кроме фактических… Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород…

АНТИДАРВИНИЗМ КОНЦА XIX-НАЧАЛА XX ВЕКА

Рост антидарвинистских настроений имел вполне объективные причины - из поля зрения дарвинистов выпал ряд фундаментальных, важных для эволюционной… Неоламаркизм - первое крупное антидарвинистское учение, возникшее еще в конце… на идее наследования приобретенных таким образом признаков; на негативном отношении к созидательной роли естественного…

Темы докладов и рефератов

2. Ч. Дарвин о происхождении человека. ЛИТЕРАТУРА 1. Афанасьев В.Г. Мир живого: системность, эволюция и управление. М., 1986.

ТЕМА 21 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

- в ней ясно выделяется элементарная структура, с которой начинается эволюция. В настоящее время такой элементарной структурой принято считать… - в качестве элементарного проявления процесса эволюции современная теория… - она более аргументирование и обоснованно истолковывает факторы и движущие силы эволюции, выделяя среди них факторы…

ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

Генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем - наследственность и изменчивость, то есть способность живых организмов передавать свои… Признаки и свойства организма, передающиеся по наследству, фиксируются в генах… В основу генетики были положены закономерности наследственности, обнаруженные австрийским ученым Грегором Менделем при…

Темы докладов и рефератов

2. Евгеника - возможное будущее человечества? 3. Научная фантастика о проблеме изменения сущности человека. ЛИТЕРАТУРА

ТЕМА 22 ЧЕЛОВЕК КАК ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Первый вопрос, на который следует ответить в таком аспекте, заключается в том, как биологический организм, принадлежащий к типу хордовых, подтипу…

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Сходство человека с животными состоит в том, что, во-первых, у них одинаковый вещественный состав, строение и поведение организмов. Человек состоит… Однако и отличия человека от животных носят фундаментальный характер.… Вторым главным отличием является то, что человек обладает речью. Опять-таки, у животных может быть очень развита…

СУЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

Кроме того, нет никаких оснований для утверждений об эволюции головного мозга человека. Его размеры остаются неизменными на протяжении 30 - 40 тыс.… Таким образом, процесс антропогенеза завершается вместе с прекращением… Поэтому, говоря о сущности человека, решая вопрос, что же такое человек, нельзя принимать во внимание только…

ТЕЛЕСНОСТЬ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Нарушение гармоничных отношений с природой может иметь опасные и даже трагические последствия для уже живущего и будущих поколений людей. Нарастание… Экология человека исследует адаптационные возможности его организма.… Социальная экология изучает взаимоотношение общества и окружающей среды. Она стремится определить причины появления…

ТЕМА 23 ЧЕЛОВЕК, БИОСФЕРА И КОСМОС

На протяжении многих сотен человеческих поколений взаимодействие человека с окружающей средой заметных изменений в биосфере не вызывало, но все это… Под влиянием человеческого труда с момента появления человечества начался и в… В системе современного научного мировоззрения понятие биосферы занимает ключевое место во многих науках. Разработка…

ЧЕЛОВЕК И КОСМОС

Сегодня основная масса ученых едина во мнении, что человек и человечество составляют часть живого вещества нашей планеты. Это означает, что люди… Обмен веществ у человека протекает в наследуемом из поколения в поколение… На протяжении суток циклично колеблется содержание гемоглобина в крови, максимум его приходится на 11 - 13 часов, а…

КОСМИЗАЦИЯ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ФИЛОСОФИИ

Сегодня уходит в прошлое изучение Земли отдельными науками, никак не связанными между собой, этот подход заменяется изучением нашей планеты с… Частью нового космического мировоззрения является расширение предмета многих… Новое мировоззрение требует введения новой системы ценностей, нового решения «вечных» человеческих вопросов о смысле…

АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП

Неопределенная ситуация с физическими постоянными вызвала желание проверить, какими окажутся для Вселенной последствия изменения значений отдельных… Например, увеличение постоянной Планка более чем на 15 процентов лишает протон… Но на этом не заканчиваются «случайные» совпадения. Напомним о тех из них, с которыми мы уже встречались, говоря об…

Темы докладов и рефератов

2. В.И.Вернадский о биосфере и живом веществе. 3. Русский космизм как явление культуры. ЛИТЕРАТУРА

ТЕМА 24 НА ПУТИ К НООСФЕРЕ

Первая созданная человеком культура - палеолит (каменный век) - существовала примерно 20 -30 тысяч лет. Она совпала с периодом длительного… Несмотря на трудные условия, человек в это время сумел распространиться на… 10-12 тысяч лет назад наступило резкое потепление, отступил ледник, леса распространились в Европе, вымерли крупные…

СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ЭКОЛОГИИ

Жить в согласии с природой - один из основополагающих принципов существования Человека на Земле. Еще великие философы античности учили тому, что… Отсутствие элементарных представлений о допустимых нагрузках на природные… Но самое главное следствие уменьшения разности температур между полярными и экваториальными зонами -изменение…

КОНЦЕПЦИЯ НООСФЕРЫ И УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Еще в 20 - 30-х годах нашего столетия В.И. Вернадский, размышляя о геологической роли человека, вооруженного научной мыслью (разумом), пришел к… Для Вернадского было очевидным, что биосфера под влиянием разумной… Сам термин «ноосфера», в прямом переводе означающий «сфера разума», был введен французскими учеными и философами Е.…

Темы докладов и рефератов

2. Писатели-фантасты о возможных вариантах будущего человечества. ЛИТЕРАТУРА 1. Бережной С. А., Романов В. В., Седов Ю. И. Экология. Тверь, 1993.