Скачать карпенков практикум по концепции современного естествознания. Концепции современного естествознания

Все книги автора: Карпенков С. (2)

Карпенков С. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов

Введение.. 4
ЧАСТЬ I. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И СОВРЕМЕННЫЙ МИР.. 6
Глава I. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И ОКРУЖАЮЩИЙ МИР 6
1.1. Роль естествознания в формировании профессиональных знаний 6
1.2. Естествознание в изменяющемся мире... 10
1.3. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания... 12
1.4. Естествознание и математика... 14
1.5. Развитие естествознания и антинаучные тенденции 16
1.6. Естествознание и нравственность... 19
1.7. Рациональная и реальная картина мира.. 22
1.8. Естественно-научные и религиозные знания. 24
Контрольные вопросы . 28
Глава II. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА 29
2.1. Естественно-научное познание - процесс постижения истины... 29
2.2. Формы естественно-научного познания. 32
2.4. Научное открытие и доказательство 41
2.5. Эксперимент - основа естествознания 44
2.6. Современные средства естественно-научных исследований... 49
2.7. Важнейшие достижения современного естествознания 52
Контрольные вопросы . 55
ЧАСТЬ II. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И КОНЦЕПЦИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. 56
Глава 3. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЗАКОНЫ... 56
3.1. Физика - фундаментальная отрасль естествознания.. 56
3.2. Концепция атомизма и универсальность физических законов. 61
3.3. Фундаментальные взаимодействия. 63
3.4. Концепции материи, движения, пространства и времени.. 66
3.5. Принцип относительности и инвариантность... 69
3.6. Свойства пространства, времени и законы сохранения 71
3.7. Фундаментальные законы Ньютона 73
3.8. Статистические и термодинамические свойства макросистем 75
3.9. Термодинамические законы. 78
3.10. Электромагнитная концепция 80
3.11. Корпускулярно-волновые свойства света. 83
Контрольные вопросы . 87
Глава 4. АТОМНЫЙ И НУКЛОННЫЙ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ... 87
4.1. Эволюция представлений о строении атомов... 87
4.2. Постулаты Бора.. 89
4.3. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц. 90
4.4. Вероятностный характер микропроцессов.. 92
4.5. Элементарные частицы 93
4.6. Строение атомного ядра... 95
4.7. Ядерные процессы 97
4.8. Перспективы развития физики микромира... 100
Контрольные вопросы ... 103
ЧАСТЬ III. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ 103
Глава 5. КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ. 103
5.1. Сущность концепции развития.. 103
5.2. Эволюция Вселенной.. 106
5.3. Структура Вселенной.. 109
5.4. Средства наблюдения объектов Вселенной.. 111
5.5. Проблема поиска внеземных цивилизаций.. 113
5.6. Солнечная система - часть Вселенной.. 114
5.7. Земля - планета Солнечной системы 118
Контрольные вопросы .. 123
Глава 6. ЭВОЛЮЦИЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ О ВЕЩЕСТВЕ 123
6.1. Развитие химических знаний. 123
6.2. Управление химическими процессами. 127
6.3. Синтез химических веществ... 128
6.4. Современный катализ. 131
6.5. Образование земных и внеземных веществ.. 135
6.6. Природные запасы сырья 136
6.7. Органическое сырье 141
6.8. Новые химические элементы и изотопы... 146
6.9. Перспективные химические процессы.. 149
6.10. Синтетические материалы 153
6.11. Традиционные материалы с новыми свойствами 158
6.12. Перспективные материалы... 162
Контрольные вопросы ... 171
Глава 7. БИОСФЕРНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ 172
7.1. Основополагающие жизненные системы. 172
7.2. Равновесие биохимических процессов. 173
7.3. Носитель генетической информации. 174
7.4. Генетические свойства 176
7.5. Белки - основа живых систем . 179
7.6. Строение и разновидности клеток. 181
7.7. Современное представление о происхождении жизни ... 183
7.8. Предпосылки эволюционной идеи 187
7.9. Эволюция жизни . 189
7.10. Растительный и животный мир... 197
7.11. Человек - феномен природы . 203
7.12. Жизнеобеспечение человека 206
7.13. Продление жизни организма 213
7.14. Формирование ноосферы. 217
Контрольные вопросы ... 218
ЧАСТЬ IV. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ЭНЕРГЕТИКИ И ЭКОЛОГИИ. 219
Глава 8. КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЭНЕРГЕТИКИ. 219
1.1. Развитие технических средств информационных технологий 219
8.2. Современные средства накопления информации 223
8.3. Мультимедийные системы и виртуальный мир... 228
8.4. Микро- и наноэлектронная технологии 230
8.5. Лазерные технологии.. 236
8. 6. Современные биотехнологии 241
8.7. Генные технологии.. 242
8. 8. Проблемы клонирования... 244
Контрольные вопросы ... 245
Глава 9. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ.. 246
9.1. Современное представление об энергии.. 246
9. 2. Преобразование и потребление энергии.. 248
9.3. Эффективность производства н потребления энергии 250
9.4. Тепловые электростанции .. 251
9.5. ... 255
9.7 Гелиоэнергетика... 258
9.8 Энергия ветра 260
9.9. Атомная энергетика. 262
9.10. Особенности развития отечественной энергетики 266
9.11. Энергии Мирового океана 267
9.12. Энергетика будущего. 269
Контрольные вопросы ... 269
Глава 10. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ.. 270
10.1. Глобальные катастрофы и эволюция жизни... 270
10.2. Биосфера и предотвращение экологической катастрофы.. 272
10.З. Природные катастрофы и климат. 275
10.4. Парниковый аффект и кислотные осадки 279
10.5. Сохранение озонового слоя.. 281
10.6. Водные ресурсы и проблемы их сохранения.. 283
10.7. Потребление анергии и среда нашего обитания. 285
10.8. Радиоактивное воздействие на биосферу 286
10.9. Естественно-научные проблемы защиты окружающей среды.. 291
Контрольные вопросы ... 292
Глава 11. ГАРМОНИЯ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЮДЕЙ И ПРИРОДЫ.. 293
11.1. Обновление энергосистем 293
11.2. Промышленность, автотранспорт и окружающая среда 294
11.3. Города и природа... 297
11.4. Решение проблем утилизации.. 300
11.5. Перспективные материалы, технологии и окружающая среда.. 304
Контрольные вопросы ... 306
Заключение.. 307
Словарь специальных терминов... 307
Указатель имен ... 317

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Издание второе,
исправленное и дополненное

издательство
«Академический Проект» 2000

УДК50
ББК 20
К 26

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

кафедра философии Финансовой академии
при Правительстве Российской Федерации
(зав. кафедрой проф. М.В. Вальяно )
и лауреат Государственной премии СССР
в области науки и техники, д-р техн. наук,
проф. В.А. Шахнов

Карпенков С.Х.
К26 Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Академический Проект, 2000. Изд. 2-е, испр. и доп. - 639 с.

ISBN 5-8291-0085-1

Учебник написан в соответствии с Государственным образовательным стандартом. В нем изложены фундаментальные принципы, законы, концепции и важнейшие достижения естествознания, а также освещены естественно-научные основы современных технологий, энергетики и экологии.
Для студентов высших учебных заведений. Может быть интересен и полезен широкому кругу читателей.

УДК50
ББК 20

ISBN 5-8291-0085-1

Карпенков С.Х, 2000
Академический Проект, оригинал-
макет, оформление, 2000

Посвящается всем тем, кто
хотел бы поведать тайны,
могущество и красоту природы

Предисловие

В современном обществе большое внимание уделяется не только различным отраслям естествознания, но и бурно развивающимся наукоемким технологиям, энергетике и экологии. Фундаментальным концепциям естествознания и естественно-научным основам современных технологий, энергетики и экологии посвящен настоящий учебник.
Учебник состоит из четырех частей. В части I обоснована практическая значимость естествознания в современном обществе и рассмотрены основные положения естественно-научного познания окружающего мира. В части II изложены фундаментальные законы и концепции естествознания. Часть III посвящена естественно-научным концепциям развития процессов в природе. В части IV рассмотрены естественно-научные основы современных технологий, энергетики и экологии.
Материал учебника изложен на уровне концепций, т.е. с учетом основополагающих идей и систем взглядов на рассматриваемые естественно-научные вопросы. При изложении материала использованы простые известные школьникам математические выражения, формулы и термины. Естественно-научная сущность рассматриваемых вопросов представлена в наглядной и доступной для выпускника средней школы форме.
Учебник написан в соответствии с содержанием учебных пособий автора: «Основные концепции современного естествознания» (ЮНИТИ, 1998) и «Концепции современного естествознания: Практикум» (ЮНИТИ, 1998),- а также с учетом исправлений, изменений и дополнений материала, изложенного в ранее изданном учебнике автора «Концепции современного естествознания» (ЮНИТИ, 1997).
Автор выражает благодарность коллегам и рецензентам, чьи замечания и пожелания способствовали улучшению качества книги.
При изучении концепций современного естествознания полезно помнить мудрое наставление русского публициста Дмитрия Писарева (1840-1868): «Надо учиться в школе, но еще гораздо более надо учиться по выходе из школы».
Книга предназначена для студентов высших учебных заведений дневной, вечерней и заочной форм обучения экономических, юридических, философских, а также специальностей и специализаций управления, социологии, технологии, менеджмента, маркетинга, товароведения, туризма, бизнеса, финансов, предпринимательства и др.

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Наконец-то я подаю руку по-настоящему полезной науке.
Гораций

Введение

У любого человека еще в самом раннем возрасте возникает любопытство - естественное стремление познать окружающий мир. «Любопытство сродно человеку, и просвещенному, и дикому»,- утверждал выдающийся русский историк и писатель Николай Карамзин (1766-1826). С возрастом неосознанное стремление познать окружающий мир постепенно перерастает в осознанную форму любопытства - желание познать законы, которые управляют природой, и способы их применения, позволяющие человеку предвидеть возможные последствия своих действий. Законы о природе и способы их применения - концентрированный опыт человечества, составляющий опору практической деятельности человека, способную защитить его от возможных ошибок и неудач и помочь достичь желаемых целей. Концентрированный опыт человечества - фундаментальная и необходимая основа любого образовательного процесса: человек должен знать, как функционирует сложнейшая система - природа Земли - его единственный дом, которому он обязан своим появлением на свет и частью которого является сам.
Естествознание - наука о явлениях и законах природы. Современное естествознание включает многие естественно-научные отрасли: физику, химию, биологию, а также многочисленные смежные отрасли, такие как физическая химия, биофизика, биохимия и многие другие. Естествознание затрагивает широкий спектр вопросов о многочисленных и многосторонних проявлениях свойств объектов природы, которую можно рассматривать как единое целое.
Если излагать подробно весь научный материал, накопленный в течение длительного периода времени во всех отраслях естествознания, то получится огромный фолиант, может быть и нужный, но мало полезный даже для узких специалистов естественнонаучного профиля, не говоря уже о специалистах гуманитарных направлений. Задача изложения материала естествознания усложняется еще и тем, что его форма должна быть доступной будущим специалистам, для которых естествознание не является дисциплиной, формирующей профессиональные знания.
Для решения данной задачи нужен обобщающий философский подход с учетом передовых методов дидактики, основанных на закономерностях усвоения знаний и приобретения умений и навыков. Сущность такого подхода заключается в изложении естественнонаучного материала на уровне концепций - основополагающих идей и системы взглядов. Концептуальный системный подход полезен не только для понимания развития самого естествознания и изучаемых им явлений и законов природы, но и для знакомства с важнейшими достижениями естествознания, на основе которых успешно развиваются современные наукоемкие технологии, способствующие повышению качества выпускаемой продукции и бережному отношению к природе.
Многие достижения современного естествознания, составляющие базу для наукоемких технологий, связаны со всесторонним изучением объектов и явлений природы. С привлечением современных технических средств эксперимента именно такое изучение позволило не только создать сверхпрочные, сверхпроводящие и многие другие материалы с необычными свойствами, но и по-новому взглянуть на биологические процессы, происходящие внутри клетки и даже внутри молекулы. Большинство отраслей современного естествознания так или иначе связано с молекулярным исследованием тех или иных объектов, которое объединяет многих естествоиспытателей, занимающихся узкоспециализированными проблемами. Результаты подобного рода исследований - разработка и производство новой высококачественной продукции, и прежде всего товаров повседневного спроса. Для того, чтобы знать, какой ценой дается такая продукция - важнейшая составляющая экономики, каковы перспективы развития современных наукоемких технологий, тесно связанных с экономическими, социальными, политическими и другими проблемами, нужны фундаментальные естественно-научные знания, в том числе и общее концептуальное представление о молекулярных процессах, на которых основаны важнейшие достижения современного естествознания.
Современные средства естествознания - науки о фундаментальных законах, природных явлениях и разнообразных свойствах объектов природы - позволяют изучать многие сложнейшие процессы на уровне ядер, атомов, молекул, клеток. Плоды постижения истинных знаний о природе именно на таком глубинном уровне известны каждому образованному человеку. Синтетические и композиционные материалы, искусственные ферменты, искусственные кристаллы - все это не только реальные объекты разработок ученых-естествоиспытателей, но и продукты потребления различных отраслей промышленности, производящих в широком ассортименте товары повседневного спроса. В этой связи изучение естественно-научных проблем на молекулярном уровне в рамках основополагающих идей - концепций - вне всякого сомнения актуально, полезно и необходимо для будущих специалистов высокой квалификации естественно-научного и технического профиля, а также для тех, чья профессиональная деятельность не имеет прямого отношения к естествознанию, т. е. для будущих экономистов, специалистов управления, товароведов, юристов, социологов, психологов, журналистов, менеджеров и др.
В последнее время все чаще говорят не о химическом взаимодействии веществ и повышении их химической активности, а об изменении структуры молекулы, о разрыве цепи молекул, о взаимодействии молекулярных пучков, о соединении фрагментов молекул ДНК и т. д. В лексиконе специалистов и научных комментаторов-журналистов все чаще встречаются слова «молекула», «молекулярная структура» и т. п. А это означает, что современный уровень естествознания отражает понимание происходящих в природе явлений, а также процессов, наблюдаемых в лабораториях, с учетом строения и поведения каждой молекулы. Именно благодаря такому пониманию синтезируются ранее не существовавшие в природе вещества с принципиально новыми свойствами, а из них создаются новые машины, устройства, изделия и т.п., выращиваются высококачественные сорта культурных растений, разрабатываются эффективные способы и средства лечения болезней и т. д.
На первый взгляд может показаться, что подобного рода знания совсем не нужны, например, будущему специалисту управления или журналисту. В действительности же без них специалист управления не сможет выбрать перспективное направление своей деятельности, ибо любое дело так или иначе связано с новой материальной базой и новыми технологиями. Следовательно, специалист управления, если он истинный специалист, должен обладать глубокими и всесторонними знаниями. То же самое можно сказать и о журналисте: без глубокого понимания комментируемой проблемы журналист не в состоянии правильно и в популярной форме донести до широкого круга читателей важнейшие естественно-научные достижения. Не обладая нужными знаниями журналист может ошибочно сориентировать общественное мнение и спровоцировать необъективное решение, как это случилось, например, при необоснованном объявлении временного моратория на генную инженерию (1975 - 1985 гг.).
Надо сказать, что естественно-научные знания с концептуальным представлением о важнейших достижениях современного естествознания нужны не только будущим экономистам, юристам, менеджерам, предпринимателям и другим высококвалифицированным специалистам, но и любому образованному человеку вне зависимости от рода его деятельности.
Знания сами по себе не приходят. Нужно усердно работать, прилежно учиться, понимая свободу как осознанную необходимость. «Надобно 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.

Заключение

Природа как объект изучения естествознания сложна и многообразна в своих проявлениях: она непрерывно изменяется и находится в постоянном движении. Круг знаний о ней становится все шире, и область сопряжения его с безграничным полем незнания превращается в громадное размытое кольцо, усеянное научными идеями - зернами естествознания. Некоторые из них своими ростками пробьются в круг классических знаний и дадут жизнь новым идеям, новым естественно-научным концепциям, другие же останутся лишь в истории развития науки. Их сменят затем более совершенные. Такова диалектика развития естественно-научного познания окружающего мира.
О природе как о предмете естествознания можно говорить строгим научным языком. Про нее же можно сказать и простые слова, несущие глубокий смысл, как это сделал немецкий мыслитель и естествоиспытатель Иоганн Гете:
«Природа! Окруженные и охваченные ею, мы не можем ни выйти из нее, ни глубже в нее проникнуть... Захватывает она нас в вихре своей пляски и несется с нами, пока, утомленные, мы не выпадем из рук ее.
Она вечно говорит с нами, но тайн своих не открывает. Мы постоянно действуем на нее, но нет у нас над ней никакой власти.
Она - единственный художник: из простейшего вещества творит она противоположнейшие произведения, без малейшего усилия, с величайшим совершенством и на все кладет какое-то нежное покрывало. Она беспрерывно думала и мыслит постоянно, но не как человек, а как природа, У нее собственный всеобъемлющий смысл...
Нет числа ее детям. Ко всем она равно щедра, но у нее есть любимицы, которым много она расточает, много приносит в жертву. Великое она принимает под свой покров.
Жизнь - ее лучшее изобретение; смерть для нее средство для большей жизни.
Она окружает человека мраком и гонит его к свету. Всякое ее деяние - благо, ибо всякое необходимо; она медлит, чтобы к ней стремились; она спешит, чтобы ею не насытились.
У нее нет речей и языка, но она создает тысячи языков и сердец, которыми она говорит и чувствует. Венец ее - любовь. Любовью только приближаются к ней. Одним прикосновением уст к чаше любви искупает она целую жизнь страданий.
Она сурова и кротка, любит и ужасает, немощна и всемогуща. Не вырвать у нее признания в любви, не выманить у нее подарка, разве добровольно она подарит. Как она творит, так можно творить вечно».
.

Концепции современного естествознания
Год : 2000, 2003, 2009
Автор : Карпенков С.Х.
Жанр : Учебное издание
Издательство : КНОРУС
ISBN : 978-5-390-00316-9
Язык : Русский
Формат : 2000 - DOC, 2003-PDF, 2009 - DjVu
Качество : Отсканированные страницы
Количество страниц : 672
Описание : Учебник написан в соответствии с Государственными образовательными стандартами. В нем изложены вопросы естественнонаучного познания окружающего мира, фундаментальные концепции, принципы и законы природы, рассмотрены актуальные проблемы современного естествознания, связанные с изучением природных процессов и свойств вещества на молекулярном уровне, отражены естественно-научные аспекты энергетики, экологии и освещены важнейшие достижения естествознания, лежащие в основе современных наукоемких технологий.
Для студентов высших учебных заведений. Может быть интересен и полезен широкому кругу читателей.

Примеры страниц 11 издания

Нажмите чтобы закрыть спойлер: Примеры страниц 11 издания

Предисловие к одиннадцатому изданию..........................3
Из предисловия к десятому изданию................................3
Из предисловия к седьмому изданию................................4
Из предисловия к первому изданию..................................5
Введение..............................................................................6
Часть 1
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И СОВРЕМЕННЫЙ МИР
Глава 1.
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И ОКРУЖАЮЩИЙ МИР
1.1. Естественно-научные знания
и современное образование................... 11
1.2. Структура и развитие естествознания.......... 20
1.3. Устойчивое развитие и естественно-научное образование............................... 25
1.4. Роль естествознания в формировании профессиональных знаний................... 35
1.5. Естественно-научные знания и сфера управления.............................. 38
1.6. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания............................. 43
1.7. Естествознание и математика.................49
1.8. Развитие естествознания и псевдонаучные тенденции................................. 55
1.9. Естествознание и нравственность.............. 62
1.10. Рациональное и иррациональное начала познания.................................. 68
Контрольные вопросы........................... 81
Глава 2.
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА
2.1. Процесс естественно-научного познания........ 84
2.2. Формы естественно-научного познания.........96
2.3. Методы и приемы естественно-научных исследований..............................105
2.4. Научное открытие и доказательство............113
2.5. Эксперимент - основа естествознания..........119
2.6. Современные средства естественно-научных исследований..............................121
2.7. Важнейшие достижения современного естествознания.............................126
Контрольные вопросы...........................131
Часть II
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И КОНЦЕПЦИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Глава 3.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И ПРИНЦИПЫ
3.1. Физика - фундаментальная отрасль естествознания.............................135
3.2. Материя и движение, время и пространство.....144
3.3. Концепция атомизма. Дискретность
и непрерывность материи....................149
3.4. Фундаментальные взаимодействия.............151
3.5. Принцип относительности....................159
3.6. Свойства пространства, времени
и законы сохранения........................161
3.7. Фундаментальные законы Ньютона............165
3.8. Статистические и термодинамические
свойства макросистем.......................169
3.9. Термодинамические законы..................173
3.10. Электромагнитная концепция................178
3.11. Корпускулярно-волновые свойства света........183
Контрольные вопросы...........................189
Глава 4.
АТОМНЫЙ И НУКЛОННЫЙ УРОВНИ СТРОЕНИЯ МАТЕРИИ
4.1. Структура атомов...........................192
4.2. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц.195
4.3. Вероятностный характер микропроцессов.......198
4.4. Современные атомные системы................203
4.5. Ядерные процессы.......... ................206
4.6. Элементарные частицы......................215
4.7. Перспективы развития физики микромира......217
Контрольные вопросы...........................221
Часть III ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ Глава 5.
КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ
5.1. Сущность концепции развития................225
5.2. Эволюция Вселенной........................229
5.3. Структура Вселенной. .......................236
5.4. Средства наблюдения объектов Вселенной.......239
5.5. Проблема поиска внеземных цивилизаций......242
5.6. Солнечная система - часть Вселенной..........245
5.7. Земля - планета Солнечной системы...........252
Контрольные вопросы...........................260
Глава 6.
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ О ВЕЩЕСТВЕ
6.1. Развитие химических знаний.................262
6.2. Синтез химических веществ..................267
6.3. Современный катализ.......................272
6.4. Образование земных и внеземных веществ......279
6.5. Природные запасы сырья.....................282
6.6. Органическое сырье.........................290
6.7. Новые химические элементы..................299
6.8. Перспективные химические процессы..........304
6.9. Современные материалы.....................310
6.10. Перспективные материалы...................321
Контрольные вопросы...........................331
Глава 7.
БИОСФЕРНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ
7.1. Зарождение живой материи..................334
7.2. Носитель генетической информации...........337
7.3. Структура и функции белков..................342
7.4. Строение и разновидности клеток..............345
7.5. Происхождение жизни.......................350
7.6. Предпосылки эволюционной идеи.............360
7.7. Эволюция жизни...........................366
7.8. Растительный и животный мир................382
7.9. Человек - феномен природы..................393
7.10. Жизнеобеспечение человека..................402
7.11. Продление жизни организма..................415
7.12. Формирование ноосферы.....................421
Контрольные вопросы...........................423
Часть IV
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ЭНЕРГЕТИКИ И ЭКОЛОГИИ
Глава 8.
ЕСТЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИЙ
8.1. Развитие средств информационных технологий..427
8.2. Современные средства накопления информации. .434
8.3. Альтернативные компьютеры.................440
8.4. Мультимедийные системы и виртуальный мир. . .447
8.5. Микроэлектронные технологии...............450
8.6. Нанотехнологии............................456
8.7. Лазерные технологии........................462
8.8. Ракетно-космические технологии..............470
8.9. Современные биотехнологии..................473
8.10. Генные технологии..........................476
8.11. Проблема клонирования.....................479
Контрольные вопросы...........................481
Глава 9.
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
9.1. Энергия - источник благосостояния............484
9.2. Преобразование энергии.....................487
9.3. Эффективность производства
и потребления энергии.......................492
9.4. Тепловые электростанции....................493
9.5. Повышение эффективности энергосистем.......495
9.6. Гидроисточники и геотермальные
источники энергии..........................503
9.7. Гелиоэнергетика............................510
9.8. Энергия ветра..............................513
9.9. Атомная энергетика.........................516
9.10. Особенности отечественной энергетики.........524
Контрольные вопросы...........................527
Глава 10.
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ
10.1. Глобальные катастрофы и эволюция жизни.....529
10.2. Предотвращение экологической катастрофы.....533
10.3. Природные катастрофы и климат..............536
10.4. Парниковый эффект и кислотные осадки.......544
10.5. Сохранение озонового слоя...................550
10.6. Водные ресурсы и их сохранение..............554
10.7. Потребление энергии и среда нашего обитания. . .557
10.8. Воздействие излучения на биосферу...........560
10.9. Естественно-научные аспекты защиты окружающей среды.........................570
Контрольные вопросы...........................575
Глава 11.
ГАРМОНИЯ ПРИРОДЫ И ЧЕЛОВЕКА
11.1. Пределы биосферы..........................577
11.2. Сохранение природных ресурсов..............584
11.3. Экономия энергоресурсов....................588
11.4. Экономия ресурсов на транспорте..............595
11.5. Города и природа...........................600
11.6. Решение проблем утилизации.................604
11.7. Глобализация биосферных процессов...........610
11.8. К развитию через воспитание.................614
Контрольные вопросы...........................623
Заключение.....................................625
Словарь специальных терминов......................628
Указатель имен...................................649
Список литературы................................665

Текущая страница: 1 (всего у книги 51 страниц) [доступный отрывок для чтения: 34 страниц]

Шрифт:

100% +

Степан Карпенков
Концепции современного естествознания

ПРЕДИСЛОВИЕ К ДВЕНАДЦАТОМУ ИЗДАНИЮ

Посвящается молодым людям, одержимым жаждой знаний – источником гармонии и совершенства

Предлагаемый учебник вместе с другими книгами автора удостоен высокой государственной награды – премии Правительства Российской Федерации в области образования.

Прошедшие более пятнадцати лет со времени первого издания (1997 г.) показали, что этот учебник оказался полезным и интересным для широкого круга читателей и прежде всего для студентов высших учебных заведений, в том числе и дипломированных специалистов, решивших получить второе высшее образование. Об этом свидетельствуют его многократные переиздания.

Учебник по своему содержанию носит междисциплинарный характер: охватывает широкий комплекс знаний о природе, нужных каждому образованному человеку. Такие знания – базовый ресурс развития общества, созидательная сила человечества и действенное средство сохранения естественного состояния природы.

В результате изучения концепций современного естествознания студент должен знать:

– основные положения познания окружающего мира;

– фундаментальные законы природы;

– естественно-научные концепции развития;

– естественно-научные основы современных технологий, энергетики и экологии;

– пути решения естественно-научных проблем;

– опираясь на естественно-научные знания, ориентировать свою практическую деятельность на сохранение природы и ее бога тейших ресурсов;

– оказывать всемерное содействие в решении естественно-научных проблем;

владеть навыками:

– практического применения знаний о природе как базового ресурса развития экономики;

– организации трудовой деятельности при гармоничном сочетании природы и человека;

быть компетентным:

– в решении практических задач сохранения биосферы и спасения жизни на Земле.

Многократные издания предлагаемого учебника перерабатывались, дополнялись и изменялись. В сравнении с первым последнее издание – по существу новая книга с дидактическими элементами, соответствующими государственным образовательным стандартам. Во все ее главы включены новые сведения и последние естественно-научные достижения.

Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям менеджмента, экономики, юриспруденции, туризма, предпринимательства, бизнеса, экологии, социологии и др., дневных, вечерних и заочных форм обучения.

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К СЕДЬМОМУ ИЗДАНИЮ

По мере накопления новых материалов и сведений последующие издания существенно дорабатывались, дополнялись и в них вносились исправления и уточнения. При доработке учитывался многолетний опыт чтения лекций и проведения практических занятий студентам различных специальностей. В результате учебник совершенствовался и видоизменялся: сократилось число глав с девятнадцати (в первом издании) до одиннадцати (в более поздних изданиях), устаревшие сведения заменены новыми, некоторые разделы написаны заново и т. п. Седьмое издание переработано и исправлено.

На страницах книги рассеяны драгоценные зерна, собранные в течение тысячелетий многими поколениями естествоиспытателей и содержащие самое необходимое, путеводное, без чего нельзя начинать любую созидательную работу.

Концепции современного естествознания – важнейшее звено, связывающее естественно-научные и гуманитарные знания и укрепляющее фундаментальную базу всех форм образования.

В современном мире стремительно приближаются экономический, экологический и духовно-нравственный кризисы. Выход из них вполне возможен, если в каждом человеке, живущем на нашей планете, пробудится воля к естественно-научной и духовно-нравственной истине и если каждый человек внесет свой, пусть и небольшой, но посильный вклад в решение этой сложной, глобальной проблемы. Эта книга поможет найти собственный путь познания истины.

При изучении концепций современного естествознания полезно помнить наставление русского публициста Д.И. Писарева (1840–1868): «Надо учиться в школе, но еще гораздо более надо учиться по выходе из школы».

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЯТОМУ ИЗДАНИЮ

Предлагаемое пятое издание настоящего учебника переработано и по сравнению с предыдущим содержит новые сведения о последних важнейших достижениях в области естествознания.

Учебник состоит из четырех частей. В части I обоснована практическая значимость естествознания в современном обществе и рассмотрены основные положения естественно-научного познания окружающего мира. В части II изложены фундаментальные законы и концепции естествознания. Часть III посвящена естественно-научным концепциям развития процессов в природе. В части IV рассмотрены естественно-научные основы современных технологий, энергетики и экологии.

Материал учебника изложен в рамках концепций – основополагающих идей и системного подхода – и представлен в наглядной и доступной форме.

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ

Он состоит из пяти частей, в которых последовательно излагаются основные вопросы, предусмотренные государственными образовательными стандартами для изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» в высших учебных заведениях.

Учебник написан на уровне концепций естественно-научных проблем, т. е. с учетом основополагающих идей, систем взглядов на изучаемые вопросы. При изложении материала использованы широко известные термины и простые математические формулы, отражающие фундаментальные законы природы. Естественно-научная сущность освещаемых вопросов представлена в доступной форме для широкого круга читателей.

Книга предназначена для студентов высших учебных заведений дневной, вечерней и заочной форм обучения экономических, юридических, философских и других гуманитарных специальностей.

ВВЕДЕНИЕ

Наконец-то подаю руку по-настоящему полезной науке.

Гораций

Каждого человека, начиная с самого раннего возраста, отличает любопытство – естественное стремление познать окружающий мир. «Любопытство сродно человеку и просвещенному, и дикому», – утверждал выдающийся русский историк и писатель Н.М. Карамзин (1766– 1826). С возрастом неосознанное любопытство постепенно перерастает в любознательность – осознанное желание познавать законы, которые управляют природой, научиться применять их в своей трудовой деятельности, предвидя возможные ее последствия. Законы природы и способы их применения отражают концентрированный опыт человечества. Опираясь на него, человек способен защитить себя от ошибок, и ему легче достичь желаемых целей. Концентрированный опыт человечества лежит в основе любого образовательного процесса.

Естествознание – единая система наук о законах, явлениях и свойствах объектов природы, включающая множество отраслей – естественных наук.

Важнейшие достижения естествознания составляют фундаментальную базу современных наукоемких технологий производства разнообразной продукции, в том числе и товаров повседневного спроса. Для того чтобы знать, какой ценой дается такая продукция – важнейшая составляющая экономики, каковы перспективы развития современных технологий, тесно связанных с экономическими, социальными и политическим проблемами, нужны фундаментальные знания о природе – естественно-научные знания. В наше время естественно-научные знания превратились в сферу активных действий и представляют собой базовый ресурс экономики, по своей значимости превосходящий материальные ресурсы: капитал, землю, рабочую силу и т. п. Естественно-научные знания и основанные на них современные технологии формируют новый образ жизни, и высокообразованный человек не может дистанцироваться от фундаментальных знаний об окружающем мире, не рискуя оказаться беспомощным в профессиональной деятельности. «Без естественных наук нет спасения современному человеку; без этой здоровой пищи, без этого строгого воспитания мысли фактами, без этой близости к окружающей нас жизни», – такую высокую оценку естественно-научным знаниям дал русский писатель и философ А.И. Герцен (1812–1879).

Если излагать подробно естественно-научные знания, накопленные во всех отраслях естествознания, то получится огромный фолиант, может быть, и нужный, но мало полезный даже для специалистов естественно-научного профиля, не говоря уже о специалистах гуманитарных и социально-экономических направлений. Задача изложения усложняется еще и тем, что его форма должна быть доступной для студентов, чья будущая профессиональная деятельность не имеет прямого отношения к естествознанию. Для решения этой задачи нужен обобщающий философский принцип. Сущность его заключается в изложении естественно-научных знаний в рамках концепций – основополагающих идей и системного подхода. Концептуальный принцип позволяет студентам получить фундаментальные, комплексные знания о природе, а на их основе более глубоко изучить узкоспециализированные дисциплины.

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;

– 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).

По мере развития естественно-научных знаний на Западе, и прежде всего в Великобритании, стали внедряться изобретения, и ремесло мастеров перестало быть таинством и секретом. Восхождению к технологиям от ремесел в значительной степени способствовало издание первой «Энциклопедии», составленной в 1751–1780 гг. Дени Дидро (1713–1784), Жаном Д’Аламбером (1717–1783) и др. В этом величайшем фундаментальном труде были представлены в организованном и систематизированном виде сведения о многих видах ремесел, что позволяло получить специализированные знания, не нанимаясь в ученики. Научные статьи для «Энциклопедии» писали выдающиеся ученые того времени – Вольтер (1694–1778), Руссо (1712–1778) и др.

Первые технические школы и «Энциклопедия» решили важнейшую задачу для развития науки и технологий – они свели воедино, систематизировали и сделали всеобщим достоянием знания, навыки и секреты различных ремесел, передаваемые ранее в устной форме от поколения к поколению на протяжении многих веков и даже тысячелетий. Практический опыт они преобразовали в профессиональные знания, практическое обучение – в учебники, секреты – в методологию, а конкретные действия – в прикладные науки. Все это способствовало развитию науки, технологий и промышленного производства.

Универсальность образования. «Три пути ведут к знанию: путь размышления – это путь самый благородный, путь подражания – это самый легкий путь, путь опыта – это самый горький», – утверждал древнекитайский мыслитель Конфуций (ок. 551–479 до н.э.). Вне всяких сомнений, именно так всегда развивались все отрасли знаний. Однако если в древние времена преобладал путь размышления, то в последние столетия определяющими стали опыт, эксперимент и практика – самый трудный, но результативный путь познания окружающего мира, ведущий к развитию естественно-научных знаний, а вместе с ними и специализированных, отраслевых наук для достижения конкретных результатов, полезных не только самому человеку, но и обществу. То, что сейчас принято считать истинными знаниями, постоянно доказывает свою практическую значимость и проверяется опытом, на практике.

В современном обобщенном представлении знания – это информация, имеющая практическую ценность. В последнее время во многих странах наметился переход к экономике, основанной на движении не только традиционных материальных ресурсов и товаров, но и новых идей и отраслевых знаний, составляющих информационные ресурсы. При этом определяющую роль играют информационные технологии. Благодаря их внедрению, например, в США ежегодный прирост внутреннего валового продукта составляет более 30 %, или около 600 млрд долл., и по этому показателю информационная отрасль опережает авиационную и автомобильную промышленность.

Однако бессистемный подход к массовому потреблению информации и ее чрезмерность порождают информационный хаос, который зависит от многих факторов и, прежде всего, от системы образования. Диктуемое временем стремление к узкой специализации, многопредметность в средней и высшей школах, перенасыщенность учебных программ, компьютерная зависимость и другие «инновации» ведут к тому, что не только учителя и преподаватели, но и их ученики – будущие специалисты разных отраслей – подобно строителям Вавилонской башни перестают понимать друг друга. При этом постепенно утрачиваются универсальность и широта образования. Избыточность, излишнее структурирование информации и вместе с ними информационный хаос отвращают от знаний и, как следствие, вызывают панику и порождают невежество. «Общество, гонимое паникой, отвращается от знания и ищет спасения в невежестве», – справедливо заметил русский писатель М.Е. Салтыков-Щедрин (1826–1889). С потерей универсальности и широты образования теряется возможность усваивать практические знания, необходимые для разработки новых технологий.

В прошлом столетии ощутимо и явно стала проявляться обособленность естественно-научных и гуманитарных знаний, и между ними образовалась огромная пропасть, на которую еще в 50-х годах XX в. обратил внимание английский писатель Чарлз Сноу (1905–1980). По его мнению, общество не может выжить без знаний того дома, в котором живет, или без знаний об окружающем мире – без естественно-научных знаний. Однако таким практически значимым знаниям в отечественном образовании в последние десятилетия не уделяется должного внимания со стороны государства, отдающего по упущению предпочтение массовому гуманитарному образованию. Любое общество, отгораживаясь от естественно-научных знаний, не может согласовать свои действия с фундаментальными законами природы и особенно если оно теряет духовно-нравственные ориентиры. Эту мысль можно продолжить словами Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II (1929–2008): «Я убежден: как бы ни возросло человечество за прошедший век в собственных глазах, ему надо вновь сесть за школьную парту. Нужно снова учиться тому, что люди растеряли за годы упоение собственной силой и гордыней, – учиться смирению, умению аскетически ограничивать свои желания, послушанию воле Божией, нравственному образу жизни. Иначе все достижения науки и техники обратят свою силу против нас, а Вавилонская башня человеческого могущества падет, погребая своих строителей под обломками. Труднейшей для каждого из нас будет работа не внешняя, а внутренняя. Евангелие советует нам обратить взор прежде внутрь самих себя».

К пониманию необходимости универсальности и фундаментальности современного образования, основанного на знаниях о природе, человеке и обществе, пришли многие исследователи как в России, так и в других странах. Пришли разными путями и из разных соображений. И предлагают решить эту проблему по-разному: одни видят выход в гуманитаризации естественно-научного и технического образования, а другие – в необходимости преподавания естественно-научных основ для студентов гуманитарных направлений и специальностей. При этом те и другие приходят к единому мнению: цель изучения всех дисциплин одна и та же – обеспечить будущность существования человека в биосфере. Однако четко обозначенная цель не определяет средства ее достижения. Действительно, объем информации, необходимой для изучения, чрезвычайно велик. Возникает вполне правомерный вопрос: можно ли ее изучить? А вслед за ним и другой вопрос: как ее изучать? Оказывается, можно, если воспользоваться концептуальным принципом, позволяющим изучать предмет в рамках основополагающих идей и системного подхода. Этот фундаментальный принцип образования является не только предметом обсуждений, но и руководством к действию при изложении изучаемого предмета.

Образование на рубеже тысячелетий. В связи с усиливающимся антропогенным воздействием на биосферу и обострением экологической проблемы современное естественно-научное образование становится действенным средством освоения знаний не только для решения многих научных и технологических задач, но и для защиты окружающей среды ради спасения жизни на нашей планете.

На протяжении многих столетий система образования постоянно совершенствовалась и в наше время позволяет за более короткий срок получить существенно больший объем знаний, который постоянно растет. Если в 1870-е годы объем знаний всего человечества увеличивался примерно вдвое за десятилетие, в 1980-е – за 5 лет, в 1990-е – каждый год, то в начале нынешнего века такой срок сократился до нескольких месяцев.

Развитие образования – важнейшая задача любого государства и человечества в целом. Во многих странах просвещенные власти осознают: вложение финансовых средств в образование – интеллектуальный потенциал – прибыльный вид инвестирования. Однако система образования в разных странах финансируется по-разному. Например, ежегодные расходы на обучение одного студента составляют в США 18,57 тыс. долл., Дании – 11,60, Испании – 6,03, а в Мексике – всего 5,30 тыс. долл.

Стремительный рост объема новых знаний, подчиняющийся экспоненциальной закономерности, требует повышения эффективности обучения и увеличения его продолжительности. В настоящее время средняя продолжительность обучения составляет в Европе 15 лет, в Северной Америке – 14 лет, в Южной Америке – 13 лет, в Азии – 9,2 года, в Африке – 7 лет и во всем мире – в среднем 10 лет. Предполагается, что в ближайшие десятилетия продолжительность обучения, необходимого для высококвалифицированного специалиста, приблизится к 18 годам. Несмотря на широкое распространение образования, оно охватывает далеко не все население земного шара даже на начальном уровне. Согласно статистике ООН, сегодня в мире около 3,5 млрд человек умеют читать и писать, что примерно в 3 раза больше, чем 40 лет назад. В то же время приблизительно 900 млн взрослых не умеют ни читать, ни писать, причем две трети из них – женщины. Уровень неграмотности взрослого населения во многих развивающихся странах составляет более 50 %: в Нигерии – 80 %, в Мали – 73 %, в Ираке, Эфиопии и Бангладеше – 60 %, в Пакистане – 58 %.

Ежегодно, начиная с 1990 г., во всем мире число детей, обучающихся в школе, увеличивается примерно на 10 млн., и сегодня их – около 700 млн. В то же время более 100 млн детей школьного возраста не имеют возможности сесть за школьную парту. Обеспечение всеобщего начального образования – одна из приоритетных задач, сформулированных в Декларации тысячелетия ООН.

Проблемы образования обсуждались в 2006 г. на саммите «Группы восьми» в Санкт-Петербурге, где приняты решения по международному сотрудничеству, нацеленные на повышение качества национального образования и на его доступность для широких слоев населения.

Только через совершенную систему образования, включающую духовн-о-нравственное воспитание, современное общество сможет сохранить природную среду и обеспечить дальнейшее развитие цивилизации.

Плоды отечественного образования . Не погружаясь в дебри истории российского образования, можно безошибочно утверждать, что систему образования пытались реформировать во все времена, хотя и не всегда была в этом необходимость. Не было крайней необходимости реформировать образование в последние десятилетия. Ведь при всех изъянах прежнего социального устройства и утопичности коммунистической идеологии в недалеком прошлом в нашей стране была налажена система образования, позволявшая получать хорошие знания всем желающим.

Поспешные, провальные реформы, начатые в нашей стране в 1990-х годах и продолжающиеся до сих пор под знаком демократизации, либерализации, гуманизации и прочей модернизации, привели не только к массовому обнищанию российского народа и обогащению небольшой группы дельцов, свободных от совести, но и к резкому падению уровня образования, который сейчас по указанию министерских чиновников называют качеством образования. При этом политика качественного образования превратилась в политику полного заблуждения. В результате обесценились знания. Потеряли уважение и почет учителя и преподаватели. Резко уменьшилась их заработная плата. Пышным цветом расцветают разные формы платных «образовательных» услуг, под видом которых наживаются многие руководители так называемых учебных заведений, а преподаватели получают нищенскую зарплату. Ученики перестали слушать учителей и родителей, а студенты – преподавателей. Иногда совершаются страшные преступления: учителя и преподаватели, стремящиеся дать самое дорогое – знания, становятся жертвой агрессии своих дурно воспитанных учеников.

Драгоценное время молодежи стали поглощать различные фильмы и постановки с показом интимных отношений, компьютерные игры и, особенно, Интернет с неисчерпаемыми соблазнительными услугами. У детей стали активнее проявляться скрытые способности писать и рисовать на фасадах домов, на стенах школ и на партах. Некоторые школы и вузы стали притонами наркоманов. Вошли в моду курение и даже алкоголь, к которым приобщаются дети в самом раннем детстве. И результат, как говорится, не замедлил ждать: для детей и подростков стало доступным множество развлечений, где под видом культурного отдыха происходит одурманивание молодежи, и в этой замутненной среде хорошо наживаются многие проходимцы, устраивая сборища, где все средства хороши: и мощная аудио– и видеотехника, и наркотики, и алкоголь.

Судя по определению образования, данному в Законе Российской Федерации «Об образовании» (образование – это воспитание и обучение в интересах человека, общества и государства), процесс образования включает важную составляющую – воспитание. Хорошее образование может вырасти только на благодатной почве с укрепившимися воспитанием духовно-нравственными ориентирами.

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.

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Концепции современного естествознания (С. Х. Карпенков) предоставлен нашим книжным партнёром - компанией ЛитРес .

ВВЕДЕНИЕ

Наконец-то подаю руку по-настоящему полезной науке.

Гораций