Степан Карпенков - Концепции современного естествознания

• Название: Концепции современного естествознания
• Автор: Степан Карпенков
• Жанр: Биология

Учебник написан в соответствии с государственными образовательными стандартами. В нем изложены вопросы естественно-научного познания окружающего мира, фундаментальные концепции, принципы и законы природы, рассмотрены актуальные проблемы современного естествознания, связанные с изучением природных процессов и свойств веществ на молекулярном уровне, отражены естественно-научные аспекты энергетики, экологии и освещены важнейшие достижения естествознания, лежащие в основе современных наукоемких технологий. Предназначен для студентов высших учебных заведений. Может быть интересен и полезен широкому кругу читателей.

---

Современные средства естествознания дают возможность исследовать многие сложнейшие процессы на уровне атомных ядер, атомов, молекул, клеток, а затем и синтезировать ранее не существовавшие в природе вещества с необычными свойствами, а из них производить новые материалы для различных машин, устройств, изделий и т. п. Кроме того, благодаря таким исследованиям выращиваются высокоурожайные культурные растения, разрабатываются высокоэффективные средства лечения болезней и т. д.

Любое перспективное направление деятельности человека прямо или косвенно связано с новой материальной базой и новыми технологиями, и знание их естественно-научной сущности – залог успеха. Без фундаментальных знаний о природе может сложиться ошибочное общественное мнение, приводящее к необъективному решению, как это случилось, например, при необоснованном объявлении временного (1975–1985) моратория на генную инженерию. Следовательно, естественно-научные знания нужны не только высококвалифицированным специалистам, но и любому образованному человеку вне зависимости от сферы его деятельности.

В погоне за материальными ценностями современное человечество уже вышло за пределы устойчивого состояния биосферы, включающей все живое вместе со средой обитания. Это означает, что в результате нашествия цивилизации в природе уже нарушено устойчивое равновесие, которое в течение длительного времени обеспечивает круговорот веществ. Об этом напоминают участившиеся за последнее десятилетие разрушительные природные явления: ураганы, смерчи, наводнения, землетрясение, засухи, – вызывающие громадный материальный ущерб и сопровождающийся все большим числом человеческих жертв.

Превращение современного потребительского общества в духовно-развитое просвещенное общество – задача чрезвычайно сложная. Ее можно решить, только развивая всю систему образования общими силами воспитанных людей, для которых путеводной звездой является не роскошь, не нажива и другие соблазнительные кумиры, а царство добра, свободы и правды. Благородный, но тернистый путь к такому царству начинается с воспитания любовью в самом раннем детстве, когда закладывается духовно-нравственная основа для усвоения знаний на всех ступенях обучения, и продолжается в течение всей жизни каждого человека.

Знания не приходят сами по себе. Нужно усердно работать, прилежно учиться. «Надо учиться не стыдясь, а учить не скупясь», так сказал в далекие времена известный мыслитель Василий Великий (ок. 330– 379), и только в этом случае можно надеяться на успех.

ЧАСТЬ I ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И СОВРЕМЕННЫЙ МИР

Учись, мой сын: наука сокращает нам опыты быстротекущей жизни…

А.С. Пушкин

Для нас наука естествознание – тот самый рычаг, который единственно способен повернуть весь мир лицом к солнцу.

М. Горький

В результате изучения части I студент должен знать:

– объект и предмет изучения дисциплины «Концепции современного естествознания»;

– современные естественно-научные проблемы;

– основные положения естественно-научного познания;

уметь:

– применить свои знания при решении проблем сохранения природы;

владеть навыками:

– бережного отношения к природе в любой практической де ятельности человека.

1 . ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И ОКРУЖАЮЩИЙ МИР

1.1. Естественно-научные знания и образование

История развития знаний о природе. На протяжении всей истории развития общества основу образования составляли знания о природе, знания о человеке и знания об обществе. Очевидно, эти три составляющие образования взаимосвязаны: природа породила человека, а люди составляют общество. По мнению выдающегося российского историка В.О. Ключевского (1841–1911), «человеческая личность, людское общество и природа страны – вот те три основные силы, которые строят людское общежитие… Идеал исторического воспитания народа состоит в полном и стройном развитии всех элементов общежития и в таком их соотношении, при котором каждый элемент развивается и действует в меру своего нормального значения в общественном составе, не принижая себя и не угнетая других».

Длительная история развития цивилизации показывает, что далеко не всегда названные элементы разных по форме и содержанию образовательных систем находились в полном стройном соответствии и составляли гармоничное единство. Так, в древние времена знания о природе – естественно-научные знания – носили описательный, умозрительный, натурфилософский характер. Основное внимание уделялось знаниям о человеке.

Древнегреческий мыслитель Сократ (ок. 470–399 до н.э.) полагал, что главная функция знаний – это самопознание и интеллектуальный, нравственный, духовный рост человека. Его современник, древнегреческий философ Протагор (ок. 480–410 до н.э.), утверждал, что цель знаний – сделать деятельность человека более успешной и плодотворной. Однако оба философа не считали, что знания – прямой путь к умениям и навыкам. Освоить то или иное ремесло в те времена можно было у мастера или накопив собственный опыт. Вплоть до начала XVIII в. в английском языке понятие «ремесло» выражалось словом mystery, означающим таинство, и не только потому, что обладавший секретом того или иного ремесла давал клятву не раскрывать секретов, но и потому что ремесло было недоступно для человека, не прошедшего обучение у мастера и не перенявшего на практике его опыта.

На Руси уже в XIV в. возникла уникальная общность вольных мастеров, известная под название «артель». В отличие от подобных общностей на Западе артель на русской земле была не только и не столько коммерческим объединением мастеров узкого профиля в современном понимании, а скорее общностью единоверцев, исповедовавших православие и соблюдавших законы свободы и справедливости. Будучи своеобразной формой общественного труда, артель устанавливала правила жизни и влияла на характер и поведение каждого, воздавая по делам его и делам окружающего рода. Достоинства человека оценивались, прежде всего, принадлежностью к тому или иному роду мастеров.

Зарождение технологий. С развитием естественно-научных знаний, когда начиная с XVIII в. открывались первые фундаментальные законы природы с последующим их практическим применением, появилось понятие «технология». Оно происходит от слов techne – искусство, ремесло и logos – понятие, учение, что вместе означает организованное, систематизированное, целенаправленное знание.

Для изучения технологий создавались учебные заведения. Первое из них – Школа мостов и дорог – основано во Франции в 1747 г.; за ним последовали Школа сельского хозяйства в 1770 г. и Школа горного дела в 1776 г. (обе в Германии). В 1794 г. во Франции было открыто высшее учебное заведение – Политехнический университет. Это был первый университет технического профиля по подготовке инженеров. В основанных ранее высших учебных заведениях, например, в старейшем в Европе Болонском университете, открытом в 1088 г. в Италии, изучались нетехнические и неестественные науки: математика, логика, философия и др. В дальнейшем в систематизированную отрасль научных знаний была преобразована и медицинская практика.

Вхождение в науку и постижение технологий в России определялось особенностями ее природы и хозяйственного быта вместе со складом характера и ума великороссов, которые, по мнению В.О. Ключевского, «мыслят и действуют, как ходят; кажется, что можно придумать кривее и извилистее великорусского проселка? Точно змея проползла. А попробуйте пройти прямо: только проплутаете и выйдете на ту же извилистую тропу». И вместе с тем «ни один народ в Европе не способен к такому напряжению труда на короткое время, какое может развить великоросс».

В найденных немногочисленных летописях и сводах Древней Руси описывались явления природы: солнечные и лунные затмения, северное сияние, движение комет и падение метеоритов, грозы, бури, наводнения; приводились сведения технического характера о видах и устройстве оружия, возведении крепостей и церквей, о литье колоколов и пушек, о часовых механизмах, о строительстве мостов и др. Причем астрономические явления отмечены с «великой точностью». Время донесло до нас имя первого русского ученого, астронома и математика Кирика Новгородца, написавшего в 1136 г. научный трактат «Учение им же ведати человеку числа всех лет», аналога которому нет ни в древнерусской, ни в византийской, ни в южнославянской литературе. Феодальная раздробленность, татаро-монгольское нашествие и другие факторы сдерживали развитие культуры, науки и образования в России. Если в Европе после изобретения И. Гутенбергом (1399–1468) книгопечатания множились типографии и печатались книги на латинском языке, то на Руси в то время только что налаживалось свое книгопечатание, основанное Иваном Федоровым (ок. 1510–1583), выпустившим в 1564 г. первую русскую печатную книгу «Апостол». Коренной перелом в развитии науки, образования и культуры в России наступил при Петре I (1672–1725).