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.

---

Любому преподавателю, любому студенту понятно, что на всех стадиях обучения, начиная со школьной парты, надзор, или, лучше сказать, контроль, играет второстепенную роль. Очевидно, качество образования зависит, прежде всего, от того, насколько совершенно и современно учебно-методическое обеспечение, включая техническую базу, учебно-методические разработки, учебники и учебные пособия и вовсе не зависят от того, сколько и какие бумаги должен составить преподаватель для так называемой отчетности. Очевидно и другое: любая хорошая работа, в том числе творческий труд преподавателя, требует и хорошей оплаты, а чиновники образовательных структур своим директивным бумаготворчеством должны способствовать развитию образования, а не его деградации.

Система образования будет развиваться и принесет свои драгоценные плоды только тогда, когда каждый – и тот, кто учится, и тот, кто учит и воспитывает, и тот, кто руководит образованием – осознает известную с древних времен истину: научиться можно, а научить нельзя.

От образования к действиям. Любая система образования, какой бы совершенной она не была, любые знания, какими бы ценными они не были, окажутся бесполезными, если не превратятся в действия и дела. В конкретные действия и дела каждого человека, причем без промедления. Чтобы создать условия устойчивого состояния окружающего нас мира, предстоит сделать многое: разрабатывать ресурсосберегающие технологии промышленного производства, внедрять новые способы ведения сельского хозяйства, модернизировать промышленные и энергетические предприятия; способствовать развитию бизнеса с целью сокращения потоков потребляемых природных ресурсов, материалов и энергии, постоянно совершенствовать систему международных отношений, обновлять законодательную базу (принимать действенные законы и отменять потерявшие свою значимость), возродить духовно-нравственное начало воспитания и обучения детей, налаживать непрерывную систему образования для взрослых, помня о том, что учиться никогда не поздно; создавать художественные и музыкальные произведения, восстанавливать духовно-нравственные ценности в обществе.

Спектр конкретных дел и действий обширен. И каждый человек свободен в выборе того или иного дела. Конечный результат в значительной степени зависит не от того, чем заниматься, а от того, как заниматься. Добросовестное отношение к своему делу – залог успеха. Всякое полезное дело способно чему-нибудь научить, а учиться всегда полезно.

Невежество гораздо опаснее, чем может показаться на первый взгляд. В наше время, когда в природе наблюдаются сложнейшие явления, когда стремительно меняется отношение человека к природе, трудно понять и осознать все происходящее в этом мире. Поэтому нужна усердная работа, чтобы получить всесторонние знания, необходимые не только для своей работы, но и для дальнейшего развития общества и человечества. Такие знания особенно важны для лидеров.

Учиться – значит продвигаться вперед. Нельзя чему-нибудь научиться, не делая ошибок, не признавая их. Как говорят, на ошибках учатся. Гораздо легче видеть чужие ошибки, чем свои. Ошибки показывают, что есть другой путь достижения желаемой цели.

В наше время некоторые лидеры утратили желание учиться и свободу учиться. Во многих случаях система взаимоотношений людей выстраивается таким образом, что большинство выполняющих роль исполнителей верят в то, что лидеры способны дать ответы на все вопросы, а сами лидеры претендуют на знание всех ответов. Такая искаженная система не способствует развитию лидерства среди исполнителей и не стимулирует стремление лидеров учиться. Многие лидеры, как и большинство людей, не знают, какой путь ведет к устойчивому состоянию общества. А некоторые из них даже не осознают необходимости таких знаний. Новый подход в решении проблемы устойчивого состояния заключается в том, чтобы каждый человек поднялся до уровня обучающегося лидера во всех сферах общества, начиная от семьи, кончая государством и человечеством в целом. Для этого необходима поддержка лидеров в их постоянном, непрерывном обучении.

Трудно научиться чему-нибудь, не обладая терпением. В современных условиях надвигающейся экологической катастрофы терпение должно сочетаться с решительностью, смелостью и ответственностью. Такое сложное и противоречивое сочетание характерных человеческих черт станет возможным только тогда, когда каждый человек осознает, что в основе всякого благородного дела заложено не стремление стать богаче других, приобретая все больше и больше материальных ценностей; не желание стать выше других, а духовно-нравственные начало: любовь в ближнему, добросовестность, смирение, сострадание и др. – которые выковывались в течение всей длительной истории развития человечества и направлены на спасение человека.

1.2. Структура и развитие естествознания

Объекты исследования. Объекты исследования естествознания – материя, ее строение и движение, ее виды и взаимосвязи между ними; время и пространство как универсальные формы движения материи. Материальные системы условно делят на микромир (молекулы, атомы и элементарные частицы), макромир (все непосредственно наблюдаемые тела) и мегамир (планеты, звезды, галактики и Вселенная). В живой природе самая крупная система – биосфера – область распространения жизни на Земле. Вне зависимости от структурной организации материальных систем можно выделить нуклонный, атомный и молекулярный уровни строения материи. В каждой отрасли естествознания эти уровни дополняются своими подуровнями, учитывающими специфику исследуемого объекта.

Фундаментальные законы природы характеризуют материальные объекты и явления независимо от того, где они находятся или происходят. Например, с помощью законов сохранения энергии и импульса можно описывать движение тел на Земле, взаимодействие элементарных частиц, движения планет и звезд. Строение материи на нуклонном, атомном и молекулярном уровнях одинаково на Земле и в космическом пространстве. Все это означает, что фундаментальные законы природы универсальны, что в свою очередь свидетельствует о материальном единстве объектов природы и Вселенной в целом. В процессе естественно-научного познания обнаруживаются новые явления и свойства объектов природы, что позволяет создавать более совершенные экспериментальные средства исследований и глубже проникать в тайны окружающего мира. Внедренные естественно-научные разработки – важнейший фактор экономики, ее базовый ресурс, по своей значимости превосходящий такие традиционные ресурсы, как природное сырье, рабочая сила и др.

Структура естествознания. Попытки классификации естественных наук, предпринимаемые с античных времен (Платон, Аристотель), возобновились в эпоху Возрождения (Ф. Бэкон) и продолжились энциклопедистами (Ж.Л. Д’Аламбер и др.). Одну из наиболее совершенных классификаций естественных наук представил в начале XIX в. А. Ампер. Естественно-научные знания он представил в виде единой иерархической системы, в которой физика располагалась на первом уровне, химия – на втором, как бы основывающаяся на физике и т. д. Позднее, в середине XIX в., изучая историю развития естествознания, Ф.А. Кекуле предложил иерархию естественных наук в виде четырех последовательных ступеней: механика, физика, химия и биология.

Возможны и другие подходы в определении структуры естествознания с учетом свойств и специфики объектов исследований. Например, все естественные науки можно условно разделить на две большие группы – науки о неживой и живой природе. Такое деление в какой-то степени отражают неорганическая химия для изучения объектов неживой природы и органическая химия, через которую прослеживается путь к зарождению живой материи.

С учетом масштабности объектов исследования можно определить еще одну иерархическую структуру естествознания: астрономия – геология – география – биология. В астрономии изучают крупномасштабные объекты Вселенной (галактики, звезды, планеты и их спутники), а объекты исследования геологии, географии и биологии относятся к нашей планете с ее сложной структурой, включающей биосферу.

В разветвленную структуру естествознания формально не входят математика и логика. Однако без этих наук невозможно развитие ни одной из естественно-научных отраслей. Благодаря математике все естественно-научные науки переходят от качественной характеристики явлений и свойств объектов природы к их количественному описанию на основании фундаментальных законов и стройных теорий логики. Все естественные науки в той или иной мере используют универсальный язык математики, выражающийся в общепринятых знаках и составленных на их основе формулах. Другой универсальный язык естествознания – химические знаки и формулы.