Институт Физики им.Л.В.Киренского
Победитель конкурса сайтов СО РАН - 2010
Яndex

www.yandex.ru
  Главная
  Офис
  Новости
  Службы
  Семинары
  Достижения
  Научные отчеты
  Лаборатории
  Направления
  Интеграция
  Разработки
  Ученый совет
  Советы по защитам
  Аспирантура
  Конференции
  Конкурсы, Гранты
  Публикации
  Препринты
  Издательство
  Библиотека
  Совет молодых учёных
  Студентам
  Виртлаб
  История
  Фоторепортажи
  Персоналии
  О  Киренском
  Ученики и соратники
  Мемориальный музей
  Бухг-рия, план. отдел
  Download
  Карта  сервера

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА

В.Г.Архипкин, В.П.Тимофеев

Обложка

В учебном пособии рассматривается специфика естественно-научного познания, его роль в развитии культуры; формулируются основные фундаментальные концепции и принципы современного естествознания. Обсуждается современная естественно-научная картина мира и принципы ее построения с позиции глобального эволюционизма. Показывается взаимная необходимость рационального и образного отражения окружающего мира.

Пособие написано на основе лекций, прочитанных для студентов гуманитарных и экономических факультетов в КГТУ и КрасГУ, а также, частично, для студентов инженерно-физического факультета КГТУ. Рекомендуется для студентов гуманитарных и социально-экономических специальностей университетов по дисциплине ``Концепции современного естествознания''.


ВВЕДЕНИЕ

Современное миропонимание - важный компонент человеческой культуры. Огромную и особую роль в его формировании играет общение человека с природой. Очевидно, что каждый культурный человек должен хотя бы в общих чертах представлять, как устроен мир, в котором он живет, как ''работают'' в нем законы природы. Это необходимо не только для общего развития. Любовь к природе предполагает уважение к происходящим в ней процессам, а для это надо понимать, по каким законам они совершаются. Знание законов природы позволяет взглянуть на деятельность человека и ее последствия в организованном мире и является эффективным средством борьбы с мистическими представлениями.

В XX в. воздействие цивилизации на экосферу Земли достигло такого уровня, что невозможно представить себе не только дальнейший прогресс, но и само выживание человечества без осознания его единства с окружающей природой. Экологический кризис, который поставил человечество практически на грань катастрофы, прежде всего обязан недостаточному распространению в обществе научных и культурных знаний, что породило почву для принятия безответственных решений, бесконтрольного производства человеческих потребностей и их удовлетворения в ущерб окружающей природе. Причиной создавшейся ситуации является не наука, как считают некоторые, а дефицит современного миропонимания, недостаток образованных и компетентных руководителей на всех уровнях. С. Капица считает, что причины современного кризиса ''обусловлены той упрощенной, даже механической моделью социального развития, которая до сих пор владеет умами''. У многих людей образование остановилось на механической картине мира, и они не могут, а порой и не желают разобраться в новых для них явлениях. Поэтому формирование правильного мировоззрения, которое соответствовало бы современному этапу развития цивилизации, имеет первостепенную важность для человечества в целом.

Влияние науки на все сферы человеческой жизни - производство, технику, технологию, экономику, политику, культуру, военное дело, мировоззрение - стремительно возрастает. Открытия ученых и технические достижения гораздо больше повлияли на жизнь каждого из нас и на судьбы цивилизации в целом, чем это сделали все политические деятели прошлого. Становится очевидным, что только культурный и образованный человек сможет соответствовать современному уровню развития цивилизации. Последнее предполагает обязательное изучение хотя бы основных концепций современного естествознания, где интегрированы основные идеи, принципы и методы естественных наук, знать которые необходимо любому человеку, получающему высшее образование, в том числе и гуманитарное. Термин ''концепции'' означает основополагающие, наиболее общие понятия и идеи, а естествознание, в простейшем понимании, - наука о явлениях и законах природы. Эти знания многообразны, но едины в контексте человеческой культуры.

В настоящее время человечество стоит перед необходимостью пересмотра самых глубинных основ своего мировоззрения, понимания своего места в природе, своих отношений с окружающим миром, своей цивилизационной парадигмы. Сегодня переломный период, когда в истории нашей цивилизации природные ограничения вторгаются в саму жизнь, и новые мировоззренческие установки становятся общественной необходимостью. Если человек не найдет нужного ключа для своих взаимоотношений с природой, то он будет обречен, какова бы ни была политика, демократия, государственное устройство. Мы постепенно начинаем понимать, что наши нравственные основы, наш духовный мир, наше поведение в биосфере уже не соответствуют условиям жизни, в которое погружается общество, а наше понимание обстановки недостаточно для преодоления трудностей развития. Уже ясно просматривается несоответствие деятельности человека как единого биологического вида тем общим законам, которыми управляется развитие биосферы. Деятельность человека, выработанная на прежних цивилизационных парадигмах, ведет, вероятно, к деградации биосферы и не способна гарантировать сохранения человека в ее составе. Вот почему необходимо знать рационалистическую картину мира, цель которой - дать те знания, которые, быть может, помогут облегчить остроту неизбежного кризиса. Ее могут дать только естественные науки и система мышления, которая выросла на их основе и которую называют рационализмом, но это уже современный рационализм, выросший на базе достижений науки XX столетия.

Науки о природе не только обеспечивают технологический прогресс, но и формируют менталитет людей, особый тип научного рационального мышления. Критически-аналитическая рациональность, свойственная естественно-научному знанию, важна для мировоззренческих ориентаций человека. Она приучает людей к осознанию относительности систем отсчета и суждений, к обоснованному, а не подсказанному эмоциями пути поиска решений, к пониманию ограниченности и модельности наших представлений о мире, к новым представлениям об объективности наших знаний и не единственности правильного решения, к пониманию дополнительности и альтернативности как природных, так и социальных явлений. Новое мировоззрение основывается на идее эволюции и единстве мира, на понятиях вероятности и самоорганизации. Этот взгляд обязательно должен проявиться и в гуманитарных науках. Сходство систем в биологии, химии, лингвистике, экономике, физике замечено давно, и сегодня все больше растет потребность в описании их единым естественно-научным языком, языком математики. Более того, все больше выявляется сходство между объектами неживой и живой природы и общественными явлениями. Новая картина мира, которая формируется, должна обрести новый универсальный язык, адекватный природе. ''Наша первейшая задача - научиться слушать природу, чтобы понять ее язык'', - говорил И. Тамм.

Наука занимает лидирующее место в жизни нашей эпохи. Научный метод, рожденный естествознанием, последние сто лет доминирует в духовном мире. Ему мы обязаны созданием техногенной цивилизации, которая привела не только к быстрому развитию экономической и социальной сфер общества, но и способствовала, в определенной степени, глобальному экологическому кризису, отчуждению человека от природы, все большую дегуманизацию общества. Одной из причин столь глубоких негативных явлений считается существование двух культур, обладающих разными языками, критериями и ценностями: культуры естествознания с преобладанием научного метода и культуры гуманитарной. Сейчас эти культуры не столько дополняют друг друга, сколько противостоят, разделяя людей на ''физиков'' и ''лириков'', в большинстве своем не слишком стремящихся понимать проблемы друг друга. Это обусловлено не только отсутствием взаимной любознательности, но и отчасти тем, что научный метод был мало эффективен в решении многих проблем в литературе и искусстве. Такое искусственное размежевание произошло около трехсот лет назад, и сейчас уже ясно, что многие проблемы человечества могли бы быть решены на пути гармонизации изначально единой культуры.

Естественно-научные знания дают фундаментальные представления о структуре окружающего мира и месте в нем человека, а гуманитарные знания, являясь логическим продолжением естественно-научных сведений, строятся на этом фундаменте, вот почему изучение естествознания студентами гуманитарных специальностей является важным элементом их общего образования. Эти знания формируют характер мышления студентов и способствуют выработке адекватного отношения к окружающему миру. Систематическое естественно-научное образование нужно не только для дальнейшей работы в области избранной специальности. Оно помогает приобрести не только менталитет и ориентиры в мире, насыщенном достижениями наукоемких технологий, но и освоить универсальные приемы решения сложных задач, выходящих за рамки конкретной профессии. На важность общеобразовательной подготовки указывает такой пример. Более двух тысяч руководителей предприятий разного уровня в США на вопрос: ''Какими качествами должен обладать современный работник?'' - ответили: ''Хорошая общеобразовательная подготовка''.

Хорошая общеобразовательная подготовка студентов гуманитарных специальностей, несомненно, подразумевает изучение естественно-научной культуры, которая развивает рационально-логический тип мышления и которая все более проникает в гуманитарную сферу. Естественно-научные знания позволяют отличить шарлатана от специалиста и развивают способности, которые затем могут быть использованы в любой карьере. Значимость образования определяется не только тем, что на его основе можно успешно решать различные проблемы, стоящие перед человеком и обществом. Оно важно и само по себе как неотъемлемая составляющая духовной жизни каждого человека, дающая возможность ориентироваться не только в мире вещей, но и в мире идей, ценностей, в измерениях человеческой культуры. Действительно, современные условия жизни требуют специалистов, овладевших не только профессиональными знаниями в рамках избранной специальности, но и ценностным и интеллектуальным аспектом знаний. Последние предполагают формирование собственных взглядов на мир и на свое место в нем, а также представляют основу для успешного решения своих различных жизненных проблем. Это позволит бывшим студентам не чувствовать себя растерянными, когда им придется работать в областях, сильно отличающихся от их основной специализации.

В наше время, когда науки раздроблены на многочисленные разделы и специализации, когда каждый специалист говорит на своем языке, остро стоит проблема широкого кругозора, который позволил бы охватить мир в целом, познавать его важнейшие связи, отыскивать пути к пониманию его функционирования. В этом ''слоистом пироге'' знаний и мышления надо прокладывать каналы, пересекающие все слои, и создавать пространства для объединения всех слоев знаний. Проблема широкого кругозора - это проблема реализации всех специализаций, создание обстановки взаимосвязи и взаимопроникновения наук и формирование общего понимания мира. Изучение данного курса ведет к расширению общего кругозора, столь необходимого в современном мире.

Целостность и динамизм современной картины мира - одна из важнейших особенностей нашего мира. Каждому человеку сегодня, быть может как никогда в прошлом, необходимо иметь целостное представление о природе и мире, опирающееся на современную науку и, в первую очередь, на естественно-научные знания, которые, конечно же, должны быть совмещены с глубоким гуманитарным образованием и иметь гуманистическую направленность. Мы надеемся, что наше пособие поможет преодолеть психологический барьер гуманитариев перед естественно-научным знанием и будет способствовать формированию открытого для постоянного развития мировоззрения.

Данное учебное пособие позволит студентам гуманитарных специальностей познакомиться с естествознанием как неотъемлемой компонентой единой культуры человечества, спецификой рационального научного мышления, заложить основы целостного взгляда на окружающий мир как единство природы и человека. Здесь предложена обзорная картина современного состояния естественно-научных представлений о мире и показано место и значение естественных наук в современной культуре. Рассматриваются современные представления о физической картине мира как основе целостности и многообразия природы; дана достаточно целостная естественно-научная картина мира; показана взаимная необходимость рационального и образного отражения окружающего мира, а также взаимосвязь науки с миром культуры, искусства, общечеловеческими этическими и нравственными ценностями. Предложенный материал может служить дополнением к существующим учебникам.

Изложение материала, принятое в данном пособии, не предполагает высказываний истин в последней инстанции, а задача студента не в том, чтобы безоговорочно принять позицию, содержащуюся в учебном пособии, но в том, чтобы при его помощи вникнуть в существо обсуждаемых проблем и понять их мировоззренческое значение; научиться ориентироваться в окружающем мире природы и отличать научные знания от псевдонаучных идей; увидеть незавершенность и открытость в решении многих проблем естествознания.


Скачать полный текст [3.6 Mb]
либо по главам 1 [0.2 Mb]; 2 [0.68 Mb]; 3 [0.2 Mb]; 4 [0.15 Mb]; 5 [0.87 Mb]; 6 [0.40 Mb]; 7 [0.30 Mb]; 8 [0.21 Mb]; 9 [1 Mb], глоссарий [0.16 Mb],
список литературы [0.1 Mb].


СОДЕРЖАНИЕ

1. Наука и ее роль в современном мире
  1.1. Цивилизация, культура, наука
  1.2. Природа и ее изучение, естествознание
  1.3. Значение естествознания в современном мире
  1.4. Особенности современной науки
2. Научный метод и принципы познания естественных наук
  2.1. Особенности и методы научного познания
  2.2. Научный метод - основа науки
  2.3. Принципы познания в естествознании
    2.3.1. Принцип причинности
    2.3.2. Принцип наблюдаемости
    2.3.3. Принципы отбора
    2.3.4. Принципы симметрии
    2.3.5. Принципы оптимальности
    2.3.6. Принцип соответствия
    2.3.7. Редукционизм
    2.3.8. Парадоксы как движущая сила науки
    2.3.9. Красота науки
3.Законы природы и их особенности
  3.1. Универсальность законов природы
  3.2. Фундаментальность вероятностных закономерностей
  3.3. Математическая гармония природы
  3.4. Язык и реальность в современной физике
4. Картины мира
  4.1. Разные способы видеть мир, мировоззрение
  4.2. Механическая и электромагнитная картины мира
  4.3. Кризис физики и "новейшая революция в естествознании"
  4.4. Научные революции
5. Концепция самоорганизации и универсальный эволюционизм
  5.1. Синергетика и становление нового понимания мира
  5.2. Универсальный (глобальный) эволюционизм
6.Фундаментальные концепции физического описания природы
  6.1. Материя, движение и взаимодействие, структурная организация материи
  6.2. Концепции атомизма и поля
  6.3. Концепции пространства и времени
    6.3.1. Классическая физическая модель пространства и времени
    6.3.2. Пространство-время в специальной теории относительности
    6.3.3. Пространство и время в общей теории относительности
    6.3.4. Черные дыры
  6.4. Симметрия пространства и времени
7.Квантово-механические концепции описания природы
  7.1. Что изучает квантовая физика?
  7.2. Основные идеи и принципы квантовой механики
    7.2.1. Дискретность (квантование)
    7.2.2. Корпускулярно-волновой дуализм
    7.2.3. Соотношение неопределенности и принцип дополнительности
    7.2.4. Волновая функция
  7.3. Квантовая лестница
  7.4. Элементарные частицы как глубинный уровень организации материи
    7.4.1. Элементарны ли элементарные частицы
    7.4.2. Типы фундаментальных взаимодействий и квантовые поля - поля и частицы
    7.4.3. Кварковая природа материи и единство сил природы
8. Динамическая Вселенная
  8.1. Космология
  8.2. Расширяющаяся Вселенная
  8.3. Горячая Вселенная
  8.4. Антропный принцип и эволюция Вселенной
9. Современная естественно-научная картина мира
  9.1. Современная физическая картина мира
  9.2. Смена естественно-научной традиции
  9.3. Современный рационализм
  9.4. Наука и искусство - два способа познания мира
Глоссарий (краткий словарь терминов)
Список литературы

© И н с т и т у т Ф и з и к и
им. Л. В. Киренского СО РАН 1998—2012 Для вопросов и предложений

Российская академия наук СО РАН TopList