В данном пособии самым подробным образом рассмотрены основные естественноисторические этапы становления и развития науки, вопросы философии науки и естествознания, фундаментальные концепции, принципы и положения классического механистического и термодинамического, неклассического полевого и квантово-полевого и постнеклассического эволюционно-синергетического и диссипативно-структурного естествознания. Рассмотрены вопросы связи математики и отражаемой ей естественнонаучной реальности мира. В конце каждой главы и некоторых наиболее сложных параграфов даны резюме, предложены вопросы для обсуждения. Дано около 400 тем рефератов и свыше 400 тестовых вопросов для контроля усвоения и аттестации теоретического материала пособия.
Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения гуманитарных и социально-экономических специальностей вузов, а также для обучающихся по дистанционным технологиям. Пособие может быть полезно преподавателям данной учебной дисциплины и широкому кругу лиц других специальностей и профессий, в том числе, студентам естественнонаучных и инженерно-технических специальностей, всем, интересующимся вопросами истории, становления и развития классического, неклассического и постнеклассическтого естествознания, а также проблемами естествознания новейшего времени и его ролью в развитии науки и культуры.
Содержание:
НАЧАЛА СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ - КОНЦЕПЦИИ И ПРИНЦИПЫ 1
Предисловие 1
РАЗДЕЛ I - Теоретико-концептуальный и естественноисторический - 1. Принципы, методы и философские концепции науки и естественнонаучного познания 2
2. Генезис основных концептуальных понятий современного естествознания античными и средневековыми цивилизациями 6
3. Концепции и принципы классического физического - механистического и термодинамического естествознания 20
4. Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания 26
5. Фундаментальные принципы и обобщенные положения современного физического естествознания 33
6. Космологические и космогонические концепции естествознания о Вселенной 38
7. Естествознание о Земле и планетах Солнечной системы 44
8. Концепции и принципы химического естествознания 47
9. Концепции и принципы биологического естествознания 53
10. Концепции и гипотезы естествознания о человеке 61
11. Антропный принцип и мега-история Вселенной 68
12. Концепции постнеклассического естествознания и теорий самоорганизации 74
13. Математика и естественнонаучная реальность мира 85
Заключение 88
РАЗДЕЛ II 89
РАЗДЕЛ III. Контрольно-аттестационный 92
НАЧАЛА СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
КОНЦЕПЦИИ И ПРИНЦИПЫ
Серия "Высшее образование"
Предисловие
Популяризация достижений в области естествознания или ее отдельных наук, таких как физика, химия, биология, география, геология, палеонтология, антропология, всегда была предметом интересов многих крупных ученых. В недавнем прошлом как отечественные, так и зарубежные ученые написали немало замечательных книг, раскрывающих достаточно просто, но в то же время точно основы тех или иных наук. Среди них в первую очередь надо отметить книгу великого Альберта Эйнштейна и его тогдашнего ассистента Леопольда Инфельда "Эволюция физики", появившуюся на свет в 1938 году. "Мысль о книге родилась в голове у Эйнштейна, - вспоминал позже Л. Инфельд. - Он намеревался написать популярную книгу, содержащую основные идеи физики в ее логическом развитии. По Эйнштейну, в физике имеется лишь несколько принципиальных идей, и они могут быть выражены словами. Ни один ученый не мыслит формулами (выделено нами. - Авт.), - говорил он часто". В книге Эйнштейна и Инфельда дается "представление о вечной борьбе изобретательного человеческого разума за более полное понимание законов, управляющих физическими явлениями", в ней показано, как каждая последующая уточненная картина мира закономерно сменяет предыдущую научную картину. В 60-70-е годы появились книги В. Вайскопфа "Наука и удивительное", Р. Пайерлса "Законы природы", Р. Фейнмана "Характер физических законов", Нильса Бора "Атомная физика и человеческое познание", Иосифа Шкловского "Вселенная. Жизнь. Разум", Ф. Кемпфера "Путь в современную физику" Тогда же родоначальник всемирно известного курса теоретической физики, советский физик, лауреат нобелевской премии Лев Ландау, в соавторстве с А. Китайгородским и Ю. Румером, написал популярные книги "Физика для всех" и "Что такое теория относительности". Широкий мировой резонанс вызвала лекция "Две культуры и научная революция", прочитанная английским писателем Чарльзом Сноу в 1959 г. в Кембридже (Англия), затем его книга "Две культуры", в которых рассматривались вопросы взаимодействия гуманитарной и естественнонаучной культур. Несколько позднее на полках книжных магазинов появилась книга выдающегося английского астрофизика Стивена Хокинга "Краткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр", популярно излагавшая представления о рождении и эволюции Вселенной. Эти книги и проблемы, поднятые в них, предопределили появление в середине 90-х годов в вузах России новой учебной дисциплины - "Концепции современного естествознания". Основные идеи этой дисциплины были заложены в ряде монографий математика и философа академика Никиты Моисеева, программных статьях А. Суханова, В. Арши-нова и В. Буданова "Естественнонаучное образование гуманитариев: на пути к единой культуре" (журнал "Общественные науки и современность", 1994) и А. Суханова "Целостность естественнонаучного образования" (журнал "Высшее образование в России", 1994).
В последней статье профессора А. Суханова впервые была дана примерная программа обсуждаемой дисциплины, вскоре положенная в основу государственного образовательного стандарта. С того времени эта дисциплина - "Концепции современного естествознания" - является обязательным федеральным компонентом по специальностям и направлениям гуманитарного и социально-экономического профиля.
Цели преподавания предлагаемой дисциплины, по сути, направлены на:
- понимание специфики естественнонаучного и гуманитарного компонентов культуры, ее связей с особенностями мышления;
- формирование представлений о ключевых особенностях стратегий естественнонаучного мышления;
- понимание сущности трансдисциплинарных и междисциплинарных связей и идей и важнейших естественнонаучных концепций, лежащих в основе современного естествознания;
- осознание проблем экологии и безопасности жизнедеятельности общества в связи с основными концепциями и законами естествознания;
- формирование представлений о смене типов научной рациональности, о революциях в естествознании и смене научных парадигм как ключевых этапах развития естествознания;
- понимание роли исторических, естественноисторических и социокультурных факторов и законов самоорганизации в процессе развития естествознания и техники, а также в процессе диалога науки и общества;
- формирование представлений о естественнонаучной картине мира как глобальной (универсальной) модели природы, отражающей целостность и многообразие естественного мира.
Основные задачи изучения дисциплины состоят в том, чтобы выработать представления:
- об основных этапах развития естествознания, галилеево-ньютоновской (классической), неклассической (квантово-полевой) и постнеклассической (эволюционо-синергетической) парадигмах естествознания, об особенностях современного естествознания;
- о принципах научности, методологии и философии науки;
- о концепциях пространства и времени;
- о принципах симметрии и законах сохранения;
- о понятии состояния в естествознании;
- о корпускулярных и континуальных традициях в описании природы;
- о динамических и статистических закономерностях в естествознании;
- о соотношении порядка и беспорядка (хаоса) в природе;
- о самоорганизации в живой и неживой природе;
- об иерархии структур и элементов материи микро-, макро- и мегамиров;
- о взаимосвязях физических, химических и биологических процессов;
- о специфике живого, принципах эволюции, воспроизводства и развития живых систем, их целостности и гомеостазе;
- о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики;
- о физиологических основах психики, социального поведения, экологии и здоровья человека;
- о месте человека в естественной истории Земли, антропном принципе, о ноосфере и парадигме единой культуры.