Кукк В.А., Сергеев С.В., Решетников Б.А. Учебное пособие концепции современного естествознания

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный университет

В.А. Кукк , С.В. Сергеев, Б.А. Решетников

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Учебное пособие

Издание второе, дополненное и переработанное

Допущено Учебно-методическим объединением вузов по

образованию в области автоматизированного машиностроения

(УМО АМ) в качестве учебного пособия для студентов высших

учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки

бакалавров и магистров «Технология, оборудование и

автоматизация машиностроительных производств», направлениям

подготовки дипломированных специалистов – «Конструкторско-

технологическое обеспечение машиностроительных производств»;

«Автоматизированные технологии и производства»

Челябинск

Издательство ЮУрГУ 2006

5(07),

К896

ББК [Ю251.1:5].я7

УДК 50 (075.8)

В.А. Кукк , С. В. Сергеев, Б. А. Решетников. Концепции современного

естествознания: Учебное пособие. – 2-е изд. доп. и перераб. – Челябинск: Изд-во.

ЮУрГУ, 2006. – 270 с.

В учебном пособии в необходимом и достаточном объеме изложены все

дидактические единицы согласно Государственного образовательного стандарта

высшего профессионального образования для гуманитарно-социальных

специальностей, специальностей экономики и управления.

Содержание учебного пособия поможет студентам сформировать

представления о целостной естественно-научной картине мира, расширить их

кругозор и повысить общую культуру.

Настоящее учебное пособие может быть также использовано для преподавания

дисциплины «Основы научных исследований» студентам технических специальностей.

Отпечатано с авторского оригинала.

Ил. 13, табл. 2, список лит. – 136 назв.

Р е ц е н з е н т ы :

д-р геол.-минерал. наук, гл. науч. сотр. В. А. Попов

(институт минералогии УрО РАН),

д-р физ.-мат. наук, проф. М. М. Кипнис

(кафедра "Математический анализ" Челябинского

государственного педагогического университета),

д-р экон. наук, проф. А. Ф. Блюденов

(кафедра мировой экономики Челябинского

государственного университета)

ISBN 5-696-03563-9 ©Коллектив авторов, 2006

©Издательство ЮУрГУ, 2006.

Книга размещена на сайте http://www.knigka.info/ с согласия коллектива авторов.

Воспроизведение всей книги или любой её части в любом виде (электронный,

отсканированный), размещение ссылок на данное пособие на другие ресурсы

(файловые хостинги) запрещается без письменного разрешения авторов и

издательства.

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государственным

образовательным стандартом высшего профессионального образования,

программой преподавания дисциплины "Концепции современного

естествознания" (КСЕ) студентам гуманитарных специальностей и может

быть использовано для преподавания дисциплины "Основы научных

исследований" (ОНИ) студентам технических специальностей.

Согласно требованиям к уровню подготовки выпускников вузов, они

должны обладать всеми навыками, знаниями и умениями, необходимыми в

своей профессии. Как известно, эти навыки включают в себя: способность к

ведению исследовательской работы, абстрактному логическому мышлению,

использованию методов индукции и дедукции и к критическому анализу;

умение выявлять и преодолевать неструктурированные проблемы в

незнакомых условиях и применять к ним навыки решения возникающих

проблем; умение определять и расставлять приоритеты в условиях

ограниченных ресурсов и строить свои действия с соблюдением жёсткого

графика; способность адаптироваться к новому.

Навыки работы специалиста с людьми предполагают его способность:

взаимодействовать с другими лицами, общаться с ними, в частности в

коллективе; формулировать и делегировать задачи; поощрять стремление

людей к творческому росту и помогать им разрешать конфликты; уметь

взаимодействовать с лицами, представляющими разные культуры и разные

интеллектуальные слои; вести переговоры для достижения приемлемых

решений по профессиональным вопросам; трудиться в разнородной

культурной среде.

Что касается работы специалиста с информацией, здесь требуется от него

обязательное умение излагать, обсуждать и действенно отстаивать свои

решения в формальной и неформальной обстановке, в письменной и устной

форме; слушать и аналитически воспринимать письменную информацию,

включая восприятие культурных и языковых различий; находить, получать,

систематизировать, письменно оформлять и использовать информацию из

устных, печатных и электронных источников.

Как сказано в Госстандарте, выпускник вуза должен в результате

усвоения дисциплины "Концепции современного естествознания"

ознакомиться с основными концепциями в области научных исследований,

физики, химии, космологии, геологии, биологии, генетики, антропологии,

парапсихологии и экологии.

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 данный курс.

Авторы полностью согласны с существующим мнением, что 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, но достаточно определенно они

вытесняют на периферию общественного сознания естественно-научную

картину мира, основанную на рациональных способах его объяснения. Вот

почему научная и педагогическая общественность обращает на это особое

внимание.

Учебное пособие предназначено для студентов вузов, а также для всех

интересующихся вопросами истории естествознания и современной

естественно-научной картиной мира.

Поскольку в процессе учебы студенты-гуманитарии почти не изучают

естественно-научных дисциплин, авторы учебника при изложении материала

старались ограничиваться минимумом конкретных сведений из области

естествознания. Основное же внимание, согласно программе, было обращено

на освещение основных концепций современного естествознания.

Учебное пособие выполнено в рамках методологических и

мировоззренческих проблем научного познания природы. Структура

изложения вопросов такова. Весь материал учебного пособия разбит на

четыре раздела. В первом разделе "Естествознание в науке и культуре"

дается общая характеристика естествознания как основы науки и всей

человеческой культуры в целом. Показано стремление научного познания к

объективной истине, логически и практически доказательному знанию. В

этом разделе анализируется исторический процесс возникновения и развития

естествознания от античной натурфилософии до современного уровня науки.

Авторами рассмотрены наиболее важные вопросы психологии научного

творчества студентов (глава 3). Эта глава построена с учетом

диалектического метода и позволяет практически прививать студентам

любознательность, способность удивляться, активизировать свою

творческую деятельность, как в процессе учебы, так и после нее.

В этой же главе приведены современные концепции применения

математических методов в естественных науках, которые сегодня, по мнению

В. Гейзенберга, все шире используются в психологии, нейрофизиологии,

генетике и т.п. В этой своей роли математика несет объединительную

миссию для отдельных наук и способствует образованию устойчивых связей

между естествознанием и философией.

Как известно, к настоящему времени накоплен большой объем научной

информации, которую очень сложно усвоить за 5–6 лет обучения в вузе.

Поэтому сегодня стало актуальным научить студента успешно

систематизировать информацию, выделять в ней главное, оформлять ее и

правильно использовать в работе. Этот важный момент подробно рассмотрен

в главе 4.

Во втором разделе "Современная естественно-научная картина мира"

показаны достижения физики, химии, наук о Вселенной. Здесь

анализируются проблемы теории относительности, квантовой физики,

космологии, даются общие научные представления о возникновении разума

и материи. В частности, рассматриваются вопросы кибернетики об

управлении сложными системами с обратной связью.

В главе 9 дается совокупное понятие строения сложных систем,

функционального подхода и информации как меры организованности

системы.

Уделено внимание синергетике, которая объясняет сложные вопросы

происхождения материи и самоорганизации материальных систем. Авторами

приведено в качестве примера простое, с точки зрения понимания, явление

неустойчивости вращающегося тела в твердой среде (глава 9).

В третьем разделе "Научное понимание сущности жизни" в общих чертах

представлены достижения естествознания при изучении живой природы:

современное понимание жизни и ее возникновения на Земле, закономерности

исторической эволюции жизни; синтез эволюционной теории и генетики.

Особое внимание уделено вопросам экологии, в том числе экологической

обстановке на Урале с конкретными примерами и фактами.

В четвертом разделе "Современная наука о человеке" анализируются

представления о происхождении человека и цивилизации, структуре

сознания и самосознания, взаимосвязи сознательного и бессознательного,

биологического и социального в жизни человека.

Необходимо отметить, что авторы стремились в доступной форме,

соблюдая последовательность событий, ясно изложить все требуемые для

изучения вопросы. Отдельные фрагменты данного учебного пособия были

использованы в последние годы в процессе преподавания КСЕ. Как нам

кажется, это способствовало приобретению студентами умения обосновывать

свою мировоззренческую позицию в области естествознания, учило их

применять полученные знания при решении своих профессиональных задач,

пользуясь современными научными методами. Нельзя не сказать и о том, что

все это позволяло повышать общую культуру студентов, расширяло их

кругозор.

Раздел I

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ В НАУКЕ И КУЛЬТУРЕ

Глава 1. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ

КУЛЬТУРЫ

1.1. О взаимоотношениях двух типов культур

Человек обладает знанием об окружающей его природе (Вселенной), о

самом себе и собственных произведениях. Это делит всю имеющуюся у него

информацию на два больших раздела — на естественно-научное

(естественное в том смысле, что изучается то, что существует независимо от

человека, в противоположность искусственному — созданному человеком) и

гуманитарное (от "гомо" — человек) знание [1].

Под этими терминами понимают две различные традиции, которые

сформировались в изучении природы, т.е. в естествознании, с одной стороны,

и в исследовании явлений духовной жизни общества, т.е. в гуманитарных

науках, с другой. Это различие обусловлено самой спецификой объектов

изучения естественных и гуманитарных наук.

В природе действуют стихийные и независимые от человека процессы, в

обществе ничего не совершается без сознательных целей, интересов и

мотиваций. На этом основании естественно-научную культуру нередко

противопоставляют культуре гуманитарной. Поскольку методы исследования

в естествознании сформировались раньше, чем в гуманитарных науках, то в

истории познания делались неоднократные попытки перенести их целиком и

полностью, без соответствующих изменений и уточнений, в гуманитарные

науки [2].

Такие попытки не могли не встретить сопротивления и критики со

стороны специалистов, изучавших явления социальной жизни и духовной

культуры. Иногда подобное сопротивление сопровождалось полным

отрицанием какого-либо значения методов естествознания для исследования

социально-культурных и гуманитарных процессов. Однако в последние

десятилетия под влиянием научно-технической революции и возникновения

новых общенаучных и междисциплинарных направлений исследования

былая конфронтация между естествоиспытателями и гуманитариями все

больше уступает место согласию и стремлению понять и использовать

методы друг друга.

Самое главное различие между естественно-научной и гуманитарной

культурами выражается в истолковании их подхода к основным функциям

науки, важнейшие из которых — объяснение, понимание и предсказание

явлений [3, 4].

Сначала определимся с основными понятиями. Поскольку речь идёт о

типах культур, то в определении нуждается само понятие "культура".

Культура (от лат. Cultura — возделывание, воспитание, образование,

развитие, почитание) — определённый уровень развития общества,

творческих сил и способностей человека, выраженный в типах и формах

организации жизни и деятельности людей, а также в создаваемых ими

материальных и духовных ценностях [5].

С помощью данного понятия подчёркивается надприродный, чисто

социальный характер человеческого бытия. Культура — это всё, что создано

человеком как бы в добавление к природному миру, хотя и на основе

последнего.

Однако мир человеческой культуры существует не рядом с природным, а

внутри него и потому неразрывно с ним связан. Следовательно, всякий

предмет культуры имеет природную основу и его социальное содержание и

оформление.

В более узком смысле слово "культура" означает сферу духовной жизни

людей [6]. Она включает в себя предметные результаты деятельности

человека, а также человеческие силы и способности, реализуемые в

деятельности (знания, умения, навыки, уровень интеллекта, нравственного и

эстетического развития, мировоззрение, способы и формы общения людей).

Каждая общественно-экономическая формация характеризуется

определенным типом культуры, который меняется с переходом от одной

общественно-экономической формации к другой. При этом наследуется все

ценное из прошлого.

Развитие культуры, а значит, развитие любого общества зависит от

множества факторов: производственно-экономических, социальных,

политических, этнических, идеологических и т. д. Но всегда творцом

культуры остается живой человек. Процессы овладения культурой новыми

поколениями и механизмы их приобщения к достижениям культуры

изучаются специалистами.

В настоящее время выявлено три типа трансляции культуры.

1. Способ приобщения культуры через обучение старшими поколениями

младших. Этот тип культуры достаточно консервативен и господствует в

традиционных обществах. Здесь люди неохотно включаются в процессы

нововведений, не любят самостоятельности и инициативы. Творчество здесь

не связано сo знанием чего-то принципиального.

2. Обучение взрослых и детей у своих сверстников. В этом случае

новации и нововведения, самостоятельное творчество характерны для людей

любого поколения. При этом типе культуры формируется высокий

творческий потенциал общества. Именно такая передача культурных

достижений свойственна всем великим цивилизациям Земли.

3. Приобщение к культуре, когда старшие поколения учатся у своих

детей. Молодежь значительно легче схватывает новшества, она не отягощена

грузом прошлого опыта, ее характеризует склонность к переменам, и у нее

достаточно высоко развит творческий потенциал (подростки, например,

гораздо быстрее осваивают компьютер, чем люди старшего поколения, то же

относится и к современной радио-, теле- и видеопродукции). К такому виду

культур переходит все большее количество народов, в том числе и Россия

делает шаги в направлении от традиционной трансляции культуры к

формированию современного творческого потенциала.

Интересен взгляд современных исследователей. Они рассматривают

цивилизацию как нечто внешнее по отношению к человеку, противостоящее

ему и на него воздействующее, в то время как культура всегда является

внутренним достоянием человека, показывает меру его развития и служит

как бы символом его духовного богатства. Сегодня все больше приверженцев

получает триада: "человек, человечество, человечность", т.е. все опреде-

леннее проявляется стремление уравнять ритмы истории и ритмы жизни

человека и человечества, приподнять ценности гуманизма. В настоящее

время коренные изменения в культуре происходят на протяжении жизни уже

одного поколения. Потеря национального культурного разнообразия

равноценна утрате разнообразия генетического и очень опасна для будущего

человечества. Люди должны научиться жить вместе, что может стать основой

новой морали и новых отношений в мире человечества. Единство

человечества и национальное разнообразие — две стороны одной и той же

медали.

Культура — одна из важнейших характеристик человеческой жиз-

недеятельности. Каждый индивид представляет собой сложную

биосоциальную систему, функционирующую за счет взаимодействия с

окружающей средой. Необходимые, закономерные связи индивида с

окружающей средой определяют его потребности, т.е. такие вещи природной

и культурной среды, которые необходимы человеку для его нормального

функционирования, жизнедеятельности и развития. Большинство

потребностей человека удовлетворяется посредством труда. Система

человеческой культуры — это мир вещей, предметов, созданных человеком

для удовлетворения его потребностей.

Таким образом, под культурой в самом широком смысле этого слова

принято понимать все то, что создано человеком (его деятельностью,

трудом), человечеством в ходе его истории, в отличие от природных

процессов и явлений, т.е. главная отличительная черта человеческой

культуры состоит в том, что она созидается человеческим трудом. А процесс

труда всегда осуществляется при непосредственном участии и

направляющем воздействии сознания человека, его мышления, знаний,

чувств, воли. Значит, культура — это "опредмеченный" мир человеческой

духовности.

Культура есть продукт человеческой деятельности, а деятельность есть

способ бытия человека в мире. Результаты человеческого труда постоянно

накапливаются, и потому система культуры исторически развивается и

обогащается. Многими поколениями людей создан грандиозный,

колоссальный мир человеческой культуры. Все, что созидается и

используется человеком в производстве (сельскохозяйственном и

промышленном), на транспорте, сооружено строителями, все, что достигнуто

человечеством в правовой, политической, государственной деятельности, в

системах образования, медицинского, бытового и других видов

обслуживания, в науке, искусстве, религии, философии — все это

принадлежит миру человеческой культуры. Поля и фермы, выращенные

человеком леса и парки, промышленные (фабрики, заводы и т.п.) и

гражданские (жилые дома, учреждения и др.) постройки, транспортные

коммуникации (дороги, трубопроводы, мосты и т.д.), линии связи,

политические, правовые, образовательные и другие учреждения, научные

знания, художественные образы, религиозные доктрины и философские

системы — все это вещи человеческой культуры. Сейчас на Земле не просто

найти такое место, которое бы в той или иной мере не было освоено

человеческим трудом, которое не затронули бы деятельные руки человека, на

котором не было бы печати человеческого духа.

Мир культуры окружает каждого. Каждый человек как бы погружен в

море вещей, предметов человеческой культуры. Более того, индивид

становится человеком постольку, поскольку он усваивает (выработанные

предыдущими поколениями людей) формы деятельности по производству и

использованию предметов культуры. В семье, в школе, в высшем учебном

заведении, на работе, в общении с другими людьми мы осваиваем систему

предметных форм культуры, "распредмечиваем" их для себя. Только на этом

пути человек изменяет сам себя, развивает свой внутренний духовный мир,

свои знания, интересы, навыки, умения, мировоззрение, ценности,

потребности и др. Чем выше степень освоения человеком достижений

культуры, тем больший вклад он может внести в ее дальнейшее развитие.

Развитие физики, биологии, общественных наук дало нам множество

факторов, которые невозможно охватить единым взглядом. Ученые,

работающие в близких областях, перестают понимать друг друга. Можно ли

с этой точки зрения говорить о физиках, экономистах, юристах, биологах и

т.д. как о представителях единой культуры, вносящих вклад в общую

цивилизацию?

Английский писатель Чарльз Сноу [5] сформулировал альтернативу "двух

культур" — научно-технической и художественно-гуманитарной. По его

мнению, они настолько разделены в современном мире, что представители

каждой из них не понимают друг друга (вспомним деление на "физиков" и

"лириков" в 60-х и 70-х гг. XX в.). Между ними образовалась пропасть,

которая все время углубляется и расширяется, так как духовное и физическое

необъединимы.

Без высокого профессионализма, конкретных детальных знаний

дальнейшие исследования могут исчерпать себя. Необходим комплексный,

разноплановый анализ, опирающийся на данные различных наук, требующий

синтеза знаний, появления единых точек зрения, ведущий не только к

объединению различных дисциплин, развитию конкретных областей знаний,

но и к новому, целостному видению мира. И оно не менее необходимо для

человека, чем конкретные знания конкретных наук.

Объяснение в самой общей форме можно определить как подведение

явления, факта или события под некоторый общий закон, теорию или

концепцию.

Действительно, чтобы объяснить, например, факт, необходимо логически

вывести высказывание о факте из определенного общего высказывания или

утверждения, в качестве которых чаще всего выступают законы и теории.

Мы должны постараться найти такое высказывание и подвести под него

конкретный факт, случай или событие. Чтобы объяснить, почему яблоки

падают на землю, Ньютону, по малоправдоподобной легенде, пришлось

открыть закон всемирного тяготения. В экономике для объяснения

равновесия на рынке обращаются к закону спроса и предложения и т.п.

Среди историков и других ученых-гуманитариев есть также немало

исследователей, которые заявляют, что методы объяснения оказываются

вообще бесполезными в гуманитарных науках, поскольку в них главное