Глава 3. Концепция дополнительности............................. 88

3.1. Корпускулярная и континуальная концепции описания
природы...........................................................:........... 88'

3.2. Корпускулярно-волновой дуализм............................. 90

3.3. Развитие представлений о механизмах взаимодействия 92

шмишшшшшшшшшшшшишшишшишшшшш

а-

3.4. Несостоятельность механического детерминизма........ 101

3.5. Принципы квантовой механики................................... 106

3.6. Этот случайный, случайный мир.............................. 112

Тренировочные задания.................................................... 115

Вопросы для самоконтроля …………………………………...116

Тест................................................... ………………………117

Глава 4. Эволюционная концепция.......................................... 120

'4.1. Понятие эволюции..................................................... 120

4.2. Возникновение представлений о развитии науки,
общества и природы.................................................. 121

4.3. Биологический эволюционизм................................... 124

4.4. Второй закон термодинамики. Энтропия............... 145

4.5. Основной парадокс эволюционной картины мира.... 155

4.6. Энтропийный баланс Земли и глобальный
экологический кризис................................................. 157

4.7. Проблема «тепловой смерти Вселенной»................. 165

4.8. Синергетика................................................................ 171

4.9. Универсальный эволюционизм.................................. 183

4.10. Иерархия структурных элементов материи........... 186

4.11. Фрактальная геометрия природы........,.................. 187

Тренировочные задания.................................................... 197

Вопросы для самоконтроля.............................................. 197

Тест..................................................................................... 199

Глава 5. Естественная история природы и человека.............. 202

5.1. Возникновение и развитие Вселенной: научная
космология.................................................................. 202

5.2. Возникновение Солнечной системы и Земли........... 216

5.3. Геологическая эволюция............................................ 219

5.4. Специфика биологического этапа естественной истории 226

5.5. Предбиологическая химическая эволюция............... 228

5.6. История жизни на Земле........................................... 233

5.7. Физиологические основы психики: нейронные сети.... 241

5.8. Этология: поведение и социальная организация
животных.................................................................... 246

5.9. Антропогенез.................................................-........... 254

5.10.................................................................................... Коэволюция человека и биосферы 264

Тренировочные задания................................................... 282

Вопросы для самоконтроля............................................. 282

Тест.................................................................................... 285

Содержание 5

Глава 6. Научная картина мира................................................ ²⁸⁸

6.1. Понятие научной картины мира............. _{:......................} 288

6.2. Эволюция научной картины мира............................ 289

6.3. Естественнонаучная информационная картина мира... 298

6.4. Общие выводы............................................................ 311

Приложение I. Решение тренировочных заданий.................... 313

К главе 1 ………………………………………………………313

К главе 2........................................................................... 314

К главеЗ.......................................................................... 314

К главе 4............................................................................ 315

К главе 5........................................................................ …316

Приложение II. Тест для повторения....................................... 319

Приложение III. Примерные вопросы к экзамену..................... 329

Приложение IV. Толковый словарь......................................... 331

Рекомендуемая литература..................................................... 337

Указатель.............................................................................. 339

Введение 7

ВВЕДЕНИЕ

Первоочередная цель образования — приобщить нового члена обще­ства к культуре, созданной за тысячелетнюю историю человечества. Понятие «культурный человек» традиционно ассоциируется с лич­ностью, свободно ориентирующейся в истории, литературе, музыке, живописи: акцент, как видим, падает на гуманитарные формы отра­жения мира. Однако в наше время пришло понимание того, что не­отъемлемой и важнейшей частью общечеловеческой культуры явля­ются достижения естественных наук.

Именно поэтому курс «Концепции современного естествозна­ния» установлен в качестве обязательного государственными требо­ваниями практически по всем гуманитарным и экономическим на­правлениям высшего профессионального образования. Этими же требованиями определено примерное содержание курса. Основная идея заключается в том, что естественнонаучное и социогуманитар-ное знания рассматриваются не как взаимоисключающие, а как вза­имно дополняющие, хотя и разные, компоненты единой культуры. Знание естественных наук, а главное, научного метода, воздействуя на самый характер мышления, способствует выработке адекватного отношения к окружающему миру. Любому важно знать, что мир по­знаваем, причем познаваем рационально; что им управляют объек­тивные законы, которые при самом горячем желании нельзя отме­нить или обойти даже с помощью колдунов и экстрасенсов или гипотетических инопланетян.

«Концепции современного естествознания» — это курс, призван­ный показать место и значение естествознания в культуре цивили­зации, познакомить на уровне общих представлений с наиболее важ­ными для понимания мира и человека в мире концепциями наук о природе в их развитии.

♦ Наука не существует помимо человека и есть его создание, как его созданием является слово, без которого не может быть науки. Нахо­дя правильности и законности в окружающем его мире, человек неиз­бежно сводит их к себе, к своему слову и к своему разуму. В научно

выраженной истине всегда есть отражение — может быть чрезвы­чайно большое — духовной личности человека, его разума (В. И. Вер­надский).

Основной особенностью курса «Концепции современного естест­вознания» является то, что он охватывает чрезвычайно широкую предметную область при скромном объеме времени, отводимого на его изучение. Отсюда вытекает необходимость концептуально строй­ной структуры курса, которая опирается на действительно важней­шие, имеющие первостепенное мировоззренческое" значение естест­веннонаучные концепции.

В одобренной Министерством образования РФ Примерной про­грамме дисциплины «Концепции современного естествознания» (Го-лубева, Добротина, Суханов, 2000) перечислены трансдисциплинар­ные идеи, которые образуют несущую конструкцию научной картины мира.

1. Идея модельности описания и иерархичности моделей природы.

2. Идея экспериментальной достоверности.

3. Идея пространственно-временных отношений в природе.

4. Идея единства объекта и его окружения.

5. Идея целостности природы.

Кроме того, в программе в¹ отдельный раздел особо выделено эво­люционное естествознание.

Настоящее учебное пособие в полной мере опирается на перечис­ленные идеи. Они, однако, не выделяются явным образом (например, в заголовках частей и глав), поскольку в силу своей трансдисципли-нарности пронизывают все содержание книги. Кроме того, в соответ­ствии с методической установкой автора формирование в сознании учащихся абстракций высшего порядка достигается путем освоения более конкретного материала. Так, первые две трансдисциплинарные идеи наиболее интенсивно обсуждаются в главе 1, посвященной на­учному методу, взятому в историческом развитии и в сопоставлении с вненаучными формами освоения действительности. Идея про­странственно-временных отношений в Природе также дается в исто­рическом контексте и в тесной связи с концепцией симметрии при­родных законов и объектов (глава 2). Идея единства объекта pi его окружения в наиболее яркой и парадоксальной форме проявляется в концепции дополнительности в широком смысле, которой посвя­щена глава 3. Наиболее поучительными примерами, иллюстриру-

8 Введение

Введение 9

ющими идею целостности Природы, как следует из программы, слу­жат биологические и экологические системы, системные свойства которых достаточно подробно раскрываются в главах 4 и 5. Наконец, эволюционная концепция дается автором не как отдельный незави­симый раздел курса, а как системообразующая концепция действи­тельно современного естествознания, также пронизывающая все по­собие.

Еще одна важнейшая особенность курса «Концепции современ­ного естествознания» вытекает из его предназначения: служить мос­тиком, связывающим культуру научно-техническую и культуру об­щечеловеческую. В связи с этим необходимыми элементами курса должны служить:

♦ ♦

♦ сопоставление научной и гуманитарно-художественной культур;

♦ освещение ключевых моментов истории развития науки;
обсуждение вопросов этики и эстетики научного творчества;
акцент на вопросах, имеющих непосредственное отношение к
науке и в наибольшей степени волнующих современное общество
(псевдонаука; происхождение жизни и Вселенной и т. д.).

Все указанные моменты учтены при разработке настоящего учеб­
ного пособия. '

Освоение курса «Концепции современного естествознания» пред­полагает наличие базовых знаний по физике, химии, биологии, аст­рономии и математике в объеме общеобразовательной школы..Так как основным содержанием курса является естественнонаучная кар­тина мира, возникающая в результате образно-философского обобще­ния достижений естественных наук, то материал пособия неизбежно соприкасается с материалом, изучаемым в курсе философии. Нако­нец, поскольку полноценное восприятие основных концепций есте­ствознания возможно лишь при включении их в широкий культур­но-исторический контекст, несомненна взаимосвязь данного курса с такими дисциплинами, как «История мировых цивилизаций», «Оте­чественная история» и «Культурология».

Внимательного изучения материалов учебного пособия, подкреп­ленного их обсуждением на семинарских занятиях, должно быть до­статочно для выполнения тестовых заданий и сдачи экзамена (за­чета). Однако студентам настоятельно рекомендуется обращение к общедоступной справочной литературе (энциклопедиям и слова­рям) для выяснения или уточнения смысла новых для них терминов и понятий. Некоторые слова, часто используемые в настоящем посо-

бии, поясняются в небольшом толковом словаре. Большую пользу может принести дополнительное чтение рекомендуемой литературы, приведенной в конце учебника.

Автор хотел бы выразить искреннюю благодарность О. А. Зайцевой — ректору Института менеджмента, маркетинга и финансов, в госте­приимных стенах которого было создано и прошло апробацию на­стоящее пособие, а также проректору по учебной работе Т. Б. Гарши-ной за постоянную и эффективную поддержку во всех начинаниях. Кроме того, эта книга вряд ли появилась бы на свет без того вдохно­вения, которым автор обязан Е. И. Свиридовой.

Все замечания, критика, предложения и просто отзывы о книге будут с благодарностью приняты автором. Направлять их можно по адресу:

Институт менеджмента, маркетинга и финансов

ул. К. Маркса, 67

394030 Воронеж

Россия или по электронной почте:

science@immf.ru

1.2. Две культуры 11

Глава 1 НАУЧНЫЙ МЕТОД

1.1. Место естествознания в культуре

Согласно одному из определений,

Г

культура — принятая в данном обществе система ориентиров, по­зволяющая человеку определить свое место и роль в мире, оценить свершившееся и выбрать образ действий на будущее.

Ориентиры, о которых идет речь, формируются и в быту (котлету полагается есть вилкой, а отбивную резать ножом), и при восприятии произведений искусства, показывающих, что прекрасно, а что без­образно. Свою систему точек отсчета и норм поведения создает каж­дая религия. Естествознание также предлагает систему мировоззрен­ческих ориентиров, отличающихся следующими качествами.

♦ Непреходящий характер. Законы природы, однажды открытые,
со временем не стареют и не утрачивают силу, а лишь уточняются
и расширяются. Вечный двигатель всегда будет утопией, и закон
Архимеда никто никогда не отменит.

♦ Необходимость. Невозможно построить автомобиль или решить
экологические проблемы, не зная или игнорируя соответствую­
щие законы природы, которые нельзя отменить ни постановлени­
ем правительства, ни с божьей помощью.

♦ Универсальность, всеобщность. Естествознание, выражающее объ­
ективные, независимые от национальности, расы и вероисповеда­
ния законы природы, играет роль универсального языка, объеди­
няющего человечество. Ученые — американские и японские, веру­
ющие и неверующие — прекрасно понимают друг друга, встречаясь на научных конференциях. Если мы когда-нибудь встретимся с иными разумными существами, то проще всего будет достичь по­ нимания, начав разговор с понятий, обозначающих природные явления и закономерности. Действительно, дважды два — четыре

и на Земле, и на Марсе, а водород имеет одни и те же физические

и химические свойства по всей Вселенной.

В наше время быстрых перемен, когда социальные и бытовые ори­ентиры полностью сменяются за время жизни человека порою не один раз, особенно ценными оказываются универсальные и непрехо­дящие естественнонаучные ориентиры.

Современное естествознание вносит большой вклад в создание нового стиля мышления — глобального или планетарного, в котором в качестве проблемы номер один рассматривается задача выживания человечества на уникальной планете Земля. Этот стиль мышления требует понимания сложности и хрупкости нашего мира, уважения к естественным процессам в природе и обществе.