Горбачев ксе. Концепции современного естествознания. Горбачев В.В. планета ГДЗ. Роль асимметрии в возникновении живого

СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ 3 Часть первая
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА 5
Глава 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ 5
1.1. Этапы развития и становления естествознания 11
1.1.1. Программа Платона 12
1.1.2. Представления Аристотеля 13
1.1.3. Модель Демокрита 15
1.2. Проблемы естествознания на пути познания мира 16
1.2.1.Физический рационализм 16
1.2.2. Методы познания 17
1.2.3. Целостное восприятие мира 19
1.2.4. Физика и восточный мистицизм 20
1.2.5. Взаимосвязь естественных и гуманитарных наук 26
1.2.6. Синергетическая парадигма 30
1.2.7. Универсальный принцип естествознания - принцип дополнительности Бора 31
Контрольные вопросы. .41
Литература 41
Глава 2. МЕХАНИКА ДИСКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ 42
2.1. Трехмерность пространства 43
2.2. Пространство и время 48
2.3. Особенности механики Ньютона 54
2.4. Движение в механике 59
2.5. Законы Ньютона - Галилея 60
2.6. Законы сохранения 64
2.7. Принципы оптимальности 68
2.8. Механическая картина мира 71
Контрольные вопросы 73
Литература 73
Глава 3. ФИЗИКА ПОЛЕЙ 73
3.1. Определение понятия поля 73
3.2. Законы Фарадея - Максвелла для электромагнетизма 77
3.3. Электромагнитное поле 79
3.4. Гравитационное поле 81
3.5. Электромагнитная картина мира 83
Контрольные вопросы 84
Литература 84
Глава 4. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА - МОСТ МЕЖДУ МЕХАНИКОЙ И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМОМ... 85
4.1. Физические начала специальной теории относительности (СТО) 85
4.1.1. Постулаты А. Эйнштейна в СТО 86
4.1.2. Принцип относительности Г. Галилея 88
4.1.3. Теория относительности и инвариантность времени 91
4.1.4. Постоянство скорости света 92
4.1.5. Преобразования Г. Лоренца 93
4.1.6. Изменение длины и длительности времени в СТО 94
4.1.7. «Парадокс близнецов» 96
4.1.8. Изменение массы в СТО 98
4.2. Общая теория относительности (ОТО) 99
4.2.1. Постулаты ОТО 99
4.2.2. Экспериментальная проверка ОТО 100
4.2.3. Гравитация и искривление пространства 103
4.2.4. Основные итоги основ теории относительности 106
Контрольные вопросы 107
Литература 107
Глава 5. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 107
5.1. Описание процессов в микромире. 107
5.2. Необходимость введения квантовой механики 109
5.3. Гипотеза Планка 113
5.4. Измерения в квантовой механике 116
5.5. Волновая функция и принцип неопределенности В. Гейзенберга 117
5.6. Квантовая механика и обратимость времени 119
5.7. Квантовая электродинамика 120
Контрольные вопросы 121
Литература 121
Глава 6. ФИЗИКА ВСЕЛЕННОЙ 122
6.1. Космологическая модель А. Эйнштейна - А.А. Фридмана 123
6.2. Другие модели происхождения Вселенной 125
6.2.1. Модель Большого Взрыва 126
6.2.2. Реликтовое излучение 130
6.2.3. Расширяется или сжимается Вселенная? 131
6.2.4. Сценарий развития Вселенной после Большого Взрыва 133
6.2.5. Модель раздувающейся Вселенной 136
6.3. Современные представления об элементарных частицах как первооснове строения материи Вселенной 138
6.3.1. Классификация элементарных частиц 140
6.3.2. Кварковая модель 142
6.4. Фундаментальные взаимодействия и мировые константы. ..... 145
6.4.1. Мировые константы 147
6.4.2. Фундаментальные взаимодействия и их роль в природе 149
6.4.3. Из чего же состоит вещество Вселенной?. 150
6.4.4. Черные дыры 152
6.5. Модель единого физического поля и многомерность пространства - времени 156
6.5.1. Возможность многомерности пространства 157
6.6. Устойчивость Вселенной и антропный принцип 160
6.6.1. Множественность миров. . 161
6.6.2. Иерархичность структуры Вселенной 164
6.7. Антивещество во Вселенной и антигалактики 167
6.8. Механизм образования и эволюции звезд 169
6.8.1. Протон-протонный цикл 169
6.8.2. Углеродно-азотный цикл 171
6.8.3. Эволюция звезд 172
6.8.4. Пульсары 175
6.8.5. Квазары 178
Контрольные вопросы 181
Литература 181
Глава 7. ПРОБЛЕМА «ПОРЯДОК-БЕСПОРЯДОК» В ПРИРОДЕ И ОБЩЕСТВЕ. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ 182
7.1. Неравновесная термодинамика и синергетика 183
7.2. Динамика хаоса и порядка 185
7.3. Модель Э. Лоренца 186
7.4. Диссипативные структуры 187
7.5. Ячейки Бенара 187
7.6. Реакции Белоусова - Жаботинского 188
7.7. Динамический хаос 190
7.8. Фазовое пространство 191
7.9. Аттракторы 192
7.10. Режим с обострением 198
7.11. Модель Пуанкаре описания изменения состояния системы 203
7.12. Динамические неустойчивости 205
7.13. Изменение энергии при эволюции системы 206
7.14. Гармония хаоса и порядка и «золотое» сечение 207
7.15. Открытые системы 212
7.16. Принцип производства минимума энтропии 213
Контрольные вопросы 215
Литература 215
Глава 8. СИММЕТРИЯ И АСИММЕТРИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЯХ 216
8.1. Симметрия и законы сохранения 219
8.2. Симметрия-асимметрия 221
8.3. Закон сохранения электрического заряда 222
8.4. Зеркальная симметрия 223
8.5. Другие виды симметрии 224
8.6. Хиральность живой и неживой природы 227
8.7. Симметрия и энтропия 229
Контрольные вопросы 230
Литература 230
Глава 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА С ПОЗИЦИИ ФИЗИКИ 231
9.1. Классификация механик 232
9.2. Современная физическая картина мира 234
Контрольные вопросы 238
Литература 238
Часть вторая
ФИЗИКА ЖИВОГО И ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА 239
Глава 10. ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ ЖИВОГО 239
Глава 11. ОТ ФИЗИКИ СУЩЕСТВУЮЩЕГО К ФИЗИКЕ ВОЗНИКАЮЩЕГО 241
11.1. Термодинамические особенности развития живых систем 243
11.1.1. Роль энтропии для живых организмов 244
11.1.2. Неустойчивость как фактор развития живого 247
11.2. Энергетический подход к описанию живого 249
11.2.1. Устойчивое неравновесие 251
11.3. Уровни организации живых систем и системный подход к эволюции живого 253
11.3.1. Иерархия уровней организации живого 253
11.3.2. Метод Фибоначчи как фактор гармонической самоорганизации 255
11.3.3. Физический и биологический методы изучения природы живого 257
11.3.4. Антропный принцип в физике живого 259
11.3.5. Физическая эволюция Л. Больцмана и биологическая эволюция Ч. Дарвина 262
11.4. Физическая интерпретация биологических законов 264
11.4.1. Физические модели в биологии 265
11.4.2. Физические факторы развития живого 268
11.5. Пространство и время для живых организмов >. . , 270
11.5.1. Связь пространства и энергии для живого 271
11.5.2. Биологическое время живой системы 272
11.5.3. Психологическое время живых организмов 276
11.6. Энтропия и информация в живых системах 280
11.6.1. Ценность информации, . . 282
11.6.2. Кибернетический подход к описанию живого 285
11.6.3. Роль физических законов в понимании живого 287
Контрольные вопросы 289
Литература 289
Глава 12. ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИИ 289
12.1. От атомов к протожизни 289
12.1.1. Гипотезы происхождения жизни 289
12.1.2. Необходимые факторы возникновения жизни 293
12.1.3. Теория абиогенного происхождения жизни А. И. Опарина. . .294
12.1.4. Гетеротрофы и автотрофы 297
12.2. Химические процессы и молекулярная самоорганизация 299
12.2.1. Химические понятия и определения 300
12.2.2. Аминокислоты 306
12.2.3. Теория химической эволюции в биогенезе 307
12.2.4. Теория молекулярной самоорганизации М. Эйгена 308
12.2.5. Циклическая организация химических реакций и гиперциклы 310
12. 3. Биохимические составляющие живого вещества 313
12.3.1. Молекулы живой природы 313
12.3.2. Мономеры и макромолекулы 315
12.3.3. Белки 316
12.3.4. Нуклеиновые кислоты 321
12.3.5. Углеводы 323
12.3.6. Липиды 327
12.3.7. Роль воды для живых организмов 330
12.4. Клетка как элементарная частица молекулярной биологии.... 332
12.4.1. Строение клетки 334
12.4.2. Процессы в клетке 338
12.4.3. Клеточные мембраны 339
12.4.4. Фотосинтез 341
12.4.5. Деление клеток и образование организма 342
12.5. Роль асимметрии в возникновении живого 346
12.5.1. Оптическая активность вещества и хиральность 347
12.5.2. Гомохиральность и самоорганизация в живых организмах 349
Контрольные вопросы. 353
Литература 353
Глава 13. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА И РАЗВИТИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ 354
13.1. Информационные молекулы наследственности 354
13.1.1. Генетический код 355
13.1.2. Гены и квантовый мир 359
13.2. Воспроизводство и наследование признаков 360
13.2.1. Генотип и фенотип 361
13.2.2. Законы генетики Г. Менделя 362
13.2.3. Хромосомная теория наследственности 363
13.3. Процессы мутагенеза и передача наследственной информации 365
13.3.1. Мутации и радиационный мутагенез 365
13.3.2. Мутации и развитие организма 370
13.4. Матричный принцип синтеза информационных макромолекул и молекулярная генетика 373
13.4.1. Передача наследственной информации через репликации. . . 373
13.4.2. Матричный синтез путем конвариантной редупликации 375
13.4.3. Транскрипция 375
13.4.4. Трансляция 376
13.4.5. Отличия белков и нуклеиновых кислот 379
13.4.6. Новый механизм передачи наследственной информации и прионные болезни 380
Контрольные вопросы 382
Литература 382
Глава 14. ФИЗИЧЕСКОЕ ПОНИМАНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОГО И ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМОВ 383
14.1. Онтогенез и филогенез. Онтогенетический и популяционный уровни организации жизни 383
14.1.1. Закон Геккеля для онтогенеза и филогенеза 383
14.1.2. Онтогенетический уровень жизни 384
14.1.3. Популяции и популяционно-видовой уровень живого 385
14.2. Физическое представление эволюции 387
14.2.1. Синтетическая теория эволюции 387
14.2.2. Эволюция популяций 388
14.2.3. Элементарные факторы эволюции 391
14.2.4. Живой организм в индивидуальном и историческом развитии 392
14.2.5. Геологическая эволюция и общая схема эволюции Земли по Н.Н. Моисееву 393
14.3. Аксиомы биологии 396
14.3.1. Первая аксиома 397
14.3.2. Вторая аксиома 398
14.3.3. Третья аксиома 400
14.3.4. Четвертая аксиома 402
14.3.5. Физические представления аксиом биологии 404
14.4. Признаки живого и определения жизни 406
14.4.1. Совокупность признаков живого 407
14.4.2. Определения жизни 410
14.5. Физическая модель демографического развития СП. Капицы 414
Контрольные вопросы 419
Литература 419
Глава 15. ФИЗИЧЕСКИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР 420
15.1. Физические поля и излучения функционирующего организма человека 420
15.1.1. Электромагнитные поля и излучения живого организма 422
15.1.2. Тепловое и другие виды излучений 429
15.2. Механизм взаимодействия излучений человека с окружающей средой. . 431
15.2.1. Электромагнитное и ионизирующее излучения 431
15.2.2. Возможности медицинской диагностики и лечения на основе излучений из организма человека 436
15.3. Устройство памяти. Воспроизводство и передача информации в организме 440
15.3.1. Физические процессы передачи информационного сигнала в живом организме 441
15.3.2. Физическая основа памяти 444
15.3.3. Человеческий мозг и компьютер 448
Контрольные вопросы 450
Литература 450
Глава 16. ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОСФЕРЫ И ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ 450
16.1. Структурная организованность биосферы 450
16.1.1. Биоценозы. - 451
16.1.2. Геоценозы и биогеоценозы. Экосистемы 452
16.1.3. Понятие биосферы 453
16.1.4. Биологический круговорот веществ в природе 455
16.1.5. Роль энергии в эволюции 456
16.2. Биогеохимические принципы В. И. Вернадского и живое вещество 458
16.2.1. Живое вещество 458
16.2.2. Биогеохимические принципы В. И. Вернадского 460
16.3. Физические представления эволюции биосферы и переход к ноосфере 462
16.3.1. Основные этапы эволюции биосферы 462
16.3.2. Ноосфера 463
16.3.3. Преобразование биосферы в ноосферу. 464
16.4. Физические факторы влияния Космоса на земные процессы 467
16.4.1. Связь Космоса с Землей по концепции А. Л. Чижевского 470
16.5. Физические основы экологии 474
16.5.1. Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду 474
16.5.2. Физические принципы ухудшения экологии 479
16.6. Принципы устойчивого развития 481
16.6.1. Оценки устойчивости биосферы 481
16.6.2. Концепция устойчивого развития и необходимость экологического образования 484
Контрольные вопросы 486
Литература 486
Часть третья
КОНЦЕПЦИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ГУМАНИТАРНЫХ НАУКАХ 487
Глава 17. ОБЩИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕХАНИЗМЫ В ЭВОЛЮЦИОННОЙ КАРТИНЕ МИРА 487
17.1. Основные принципы универсального эволюционизма 489
17.2. Универсальный эволюционизм и методология применения дарвиновской триады в эволюции сложных систем любой природы. . 490
17.3. Универсальный эволюционизм и синергетика 493
17.4. Современный рационализм и универсальный эволюционизм. .498
17.5. Физическое понимание теории пассионарности Л. Н. Гумилева 503
Глава 18. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОСТИ 505
18.1. Возникновение информационного общества 505
18.2. Глобализация и устойчивое развитие 512
18.3. Социосинергетика 515
18.4. Цивилизация и синергетика 521
18.5. Глобализация и синергетический прогноз развития человечества 527
Глава 19. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И МЕНЕДЖМЕНТА 533
19.1. Физические модели самоорганизации в экономике 533
19.2. Экономическая модель длинных волн Н. Д. Кондратьева 537
19.3. Обратимость и необратимость процессов в экономике 540
19.4. Синергетические представления устойчивости в экономике 541
19.5. Физическое моделирование рынка 543
19.6. Циклический характер экономических процессов в модели Н. Д. Кондратьева 544
19.7. Модель колебательных процессов в экономике 548
19.8. Эволюционный менеджмент 550
Контрольные вопросы 555
Литература 555
Заключение
ЭВОЛЮЦИОННО-СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПАРАДИГМА: ОТ ЦЕЛОСТНОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ К ЦЕЛОСТНОЙ КУЛЬТУРЕ 503
Приложения
1. Ньютоновские представления о времени и пространстве 566
2. Антропный принцип (АЛ) 567
3. Золотая пропорция как критерий гармонии 570
4. Синергетическая парадигма 576
5. Роль воды в природе и живых организмах, 580
6. Влияние радиационных воздействий на экологию 584
Примечания 587
Литература 593
Темы курсовых работ, рефератов и докладов 600
Вопросы к зачету и экзамену 604
Словарь терминов 608

2-е изд., испр. и доп. - М.: ОНИКС 21 век, Мир и Образование», 2005. -672 с.

В учебном пособии изложены физические принципы, позволяющие объяснить окружающий нас мир живой и неживой природы с позиций современной, в том числе постнеклассической, физики. Рассмотрены общие фундаментальные физические проблемы движения материальных объектов в представлениях классической, квантовой и релятивистской механик, взаимосвязи пространства и времени, модели происхождения, эволюции и организации Вселенной. Изложены физические основы экологии и роль биосферы и ноосферы в жизни человека и синергетические модели в экономике.

Пособие содержит интересные факты и гипотезы из различных областей физики и техники, биологии, химии, социологии и других наук. В книгу включены вопросы для самопроверки, обширный список литературы, темы рефератов, словарь терминов, используемых в современном естествознании.

Предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей вузов. Полезно широкому кругу читателей, интересующихся проблемами современного естествознания.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ 3
Часть первая
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА 5
Глава 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ 5
1.1. Этапы развития и становления естествознания 11
1.1.1. Программа Платона 12
1.1.2. Представления Аристотеля 13
1.1.3. Модель Демокрита 15
1.2. Проблемы естествознания на пути познания мира 16
1.2.1.Физический рационализм 16
1.2.2. Методы познания 17
1.2.3. Целостное восприятие мира 19
1.2.4. Физика и восточный мистицизм 20
1.2.5. Взаимосвязь естественных и гуманитарных наук 26
1.2.6. Синергетическая парадигма 30
1.2.7. Универсальный принцип естествознания - принцип дополнительности Бора 31
Контрольные вопросы. .41
Литература 41
Глава 2. МЕХАНИКА ДИСКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ 42
2.1. Трехмерность пространства 43
2.2. Пространство и время 48
2.3. Особенности механики Ньютона 54
2.4. Движение в механике 59
2.5. Законы Ньютона - Галилея 60
2.6. Законы сохранения 64
2.7. Принципы оптимальности 68
2.8. Механическая картина мира 71
Контрольные вопросы 73
Литература 73
Глава 3. ФИЗИКА ПОЛЕЙ 73
3.1. Определение понятия поля 73
3.2. Законы Фарадея - Максвелла для электромагнетизма 77
3.3. Электромагнитное поле 79
3.4. Гравитационное поле 81
3.5. Электромагнитная картина мира 83
Контрольные вопросы 84
Литература 84
Глава 4. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА - МОСТ МЕЖДУ МЕХАНИКОЙ И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМОМ... 85
4.1. Физические начала специальной теории относительности (СТО) 85
4.1.1. Постулаты А. Эйнштейна в СТО 86
4.1.2. Принцип относительности Г. Галилея 88
4.1.3. Теория относительности и инвариантность времени 91
4.1.4. Постоянство скорости света 92
4.1.5. Преобразования Г. Лоренца 93
4.1.6. Изменение длины и длительности времени в СТО 94
4.1.7. «Парадокс близнецов» 96
4.1.8. Изменение массы в СТО 98
4.2. Общая теория относительности (ОТО) 99
4.2.1. Постулаты ОТО 99
4.2.2. Экспериментальная проверка ОТО 100
4.2.3. Гравитация и искривление пространства 103
4.2.4. Основные итоги основ теории относительности 106
Контрольные вопросы 107
Литература 107
Глава 5. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 107
5.1. Описание процессов в микромире. 107
5.2. Необходимость введения квантовой механики 109
5.3. Гипотеза Планка 113
5.4. Измерения в квантовой механике 116
5.5. Волновая функция и принцип неопределенности В. Гейзенберга 117
5.6. Квантовая механика и обратимость времени 119
5.7. Квантовая электродинамика 120
Контрольные вопросы 121
Литература 121
Глава 6. ФИЗИКА ВСЕЛЕННОЙ 122
6.1. Космологическая модель А. Эйнштейна - А.А. Фридмана 123
6.2. Другие модели происхождения Вселенной 125
6.2.1. Модель Большого Взрыва 126
6.2.2. Реликтовое излучение 130
6.2.3. Расширяется или сжимается Вселенная? 131
6.2.4. Сценарий развития Вселенной после Большого Взрыва 133
6.2.5. Модель раздувающейся Вселенной 136
6.3. Современные представления об элементарных частицах как первооснове строения материи Вселенной 138
6.3.1. Классификация элементарных частиц 140
6.3.2. Кварковая модель 142
6.4. Фундаментальные взаимодействия и мировые константы. ..... 145
6.4.1. Мировые константы 147
6.4.2. Фундаментальные взаимодействия и их роль в природе 149
6.4.3. Из чего же состоит вещество Вселенной?. 150
6.4.4. Черные дыры 152
6.5. Модель единого физического поля и многомерность пространства - времени 156
6.5.1. Возможность многомерности пространства 157
6.6. Устойчивость Вселенной и антропный принцип 160
6.6.1. Множественность миров. . 161
6.6.2. Иерархичность структуры Вселенной 164
6.7. Антивещество во Вселенной и антигалактики 167
6.8. Механизм образования и эволюции звезд 169
6.8.1. Протон-протонный цикл 169
6.8.2. Углеродно-азотный цикл 171
6.8.3. Эволюция звезд 172
6.8.4. Пульсары 175
6.8.5. Квазары 178
Контрольные вопросы 181
Литература 181
Глава 7. ПРОБЛЕМА «ПОРЯДОК-БЕСПОРЯДОК» В ПРИРОДЕ И ОБЩЕСТВЕ. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ 182
7.1. Неравновесная термодинамика и синергетика 183
7.2. Динамика хаоса и порядка 185
7.3. Модель Э. Лоренца 186
7.4. Диссипативные структуры 187
7.5. Ячейки Бенара 187
7.6. Реакции Белоусова - Жаботинского 188
7.7. Динамический хаос 190
7.8. Фазовое пространство 191
7.9. Аттракторы 192
7.10. Режим с обострением 198
7.11. Модель Пуанкаре описания изменения состояния системы 203
7.12. Динамические неустойчивости 205
7.13. Изменение энергии при эволюции системы 206
7.14. Гармония хаоса и порядка и «золотое» сечение 207
7.15. Открытые системы 212
7.16. Принцип производства минимума энтропии 213
Контрольные вопросы 215
Литература 215
Глава 8. СИММЕТРИЯ И АСИММЕТРИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЯХ 216
8.1. Симметрия и законы сохранения 219
8.2. Симметрия-асимметрия 221
8.3. Закон сохранения электрического заряда 222
8.4. Зеркальная симметрия 223
8.5. Другие виды симметрии 224
8.6. Хиральность живой и неживой природы 227
8.7. Симметрия и энтропия 229
Контрольные вопросы 230
Литература 230
Глава 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА С ПОЗИЦИИ ФИЗИКИ 231
9.1. Классификация механик 232
9.2. Современная физическая картина мира 234
Контрольные вопросы 238
Литература 238
Часть вторая
ФИЗИКА ЖИВОГО И ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА 239
Глава 10. ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ ЖИВОГО 239
Глава 11. ОТ ФИЗИКИ СУЩЕСТВУЮЩЕГО К ФИЗИКЕ ВОЗНИКАЮЩЕГО 241
11.1. Термодинамические особенности развития живых систем 243
11.1.1. Роль энтропии для живых организмов 244
11.1.2. Неустойчивость как фактор развития живого 247
11.2. Энергетический подход к описанию живого 249
11.2.1. Устойчивое неравновесие 251
11.3. Уровни организации живых систем и системный подход к эволюции живого 253
11.3.1. Иерархия уровней организации живого 253
11.3.2. Метод Фибоначчи как фактор гармонической самоорганизации 255
11.3.3. Физический и биологический методы изучения природы живого 257
11.3.4. Антропный принцип в физике живого 259
11.3.5. Физическая эволюция Л. Больцмана и биологическая эволюция Ч. Дарвина 262
11.4. Физическая интерпретация биологических законов 264
11.4.1. Физические модели в биологии 265
11.4.2. Физические факторы развития живого 268
11.5. Пространство и время для живых организмов >. . , 270
11.5.1. Связь пространства и энергии для живого 271
11.5.2. Биологическое время живой системы 272
11.5.3. Психологическое время живых организмов 276
11.6. Энтропия и информация в живых системах 280
11.6.1. Ценность информации, . . 282
11.6.2. Кибернетический подход к описанию живого 285
11.6.3. Роль физических законов в понимании живого 287
Контрольные вопросы 289
Литература 289
Глава 12. ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИИ 289
12.1. От атомов к протожизни 289
12.1.1. Гипотезы происхождения жизни 289
12.1.2. Необходимые факторы возникновения жизни 293
12.1.3. Теория абиогенного происхождения жизни А. И. Опарина. . .294
12.1.4. Гетеротрофы и автотрофы 297
12.2. Химические процессы и молекулярная самоорганизация 299
12.2.1. Химические понятия и определения 300
12.2.2. Аминокислоты 306
12.2.3. Теория химической эволюции в биогенезе 307
12.2.4. Теория молекулярной самоорганизации М. Эйгена 308
12.2.5. Циклическая организация химических реакций и гиперциклы 310
12. 3. Биохимические составляющие живого вещества 313
12.3.1. Молекулы живой природы 313
12.3.2. Мономеры и макромолекулы 315
12.3.3. Белки 316
12.3.4. Нуклеиновые кислоты 321
12.3.5. Углеводы 323
12.3.6. Липиды 327
12.3.7. Роль воды для живых организмов 330
12.4. Клетка как элементарная частица молекулярной биологии.... 332
12.4.1. Строение клетки 334
12.4.2. Процессы в клетке 338
12.4.3. Клеточные мембраны 339
12.4.4. Фотосинтез 341
12.4.5. Деление клеток и образование организма 342
12.5. Роль асимметрии в возникновении живого 346
12.5.1. Оптическая активность вещества и хиральность 347
12.5.2. Гомохиральность и самоорганизация в живых организмах 349
Контрольные вопросы. 353
Литература 353
Глава 13. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА И РАЗВИТИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ 354
13.1. Информационные молекулы наследственности 354
13.1.1. Генетический код 355
13.1.2. Гены и квантовый мир 359
13.2. Воспроизводство и наследование признаков 360
13.2.1. Генотип и фенотип 361
13.2.2. Законы генетики Г. Менделя 362
13.2.3. Хромосомная теория наследственности 363
13.3. Процессы мутагенеза и передача наследственной информации 365
13.3.1. Мутации и радиационный мутагенез 365
13.3.2. Мутации и развитие организма 370
13.4. Матричный принцип синтеза информационных макромолекул и молекулярная генетика 373
13.4.1. Передача наследственной информации через репликации. . . 373
13.4.2. Матричный синтез путем конвариантной редупликации 375
13.4.3. Транскрипция 375
13.4.4. Трансляция 376
13.4.5. Отличия белков и нуклеиновых кислот 379
13.4.6. Новый механизм передачи наследственной информации и прионные болезни 380
Контрольные вопросы 382
Литература 382
Глава 14. ФИЗИЧЕСКОЕ ПОНИМАНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОГО И ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМОВ 383
14.1. Онтогенез и филогенез. Онтогенетический и популяционный уровни организации жизни 383
14.1.1. Закон Геккеля для онтогенеза и филогенеза 383
14.1.2. Онтогенетический уровень жизни 384
14.1.3. Популяции и популяционно-видовой уровень живого 385
14.2. Физическое представление эволюции 387
14.2.1. Синтетическая теория эволюции 387
14.2.2. Эволюция популяций 388
14.2.3. Элементарные факторы эволюции 391
14.2.4. Живой организм в индивидуальном и историческом развитии 392
14.2.5. Геологическая эволюция и общая схема эволюции Земли по Н.Н. Моисееву 393
14.3. Аксиомы биологии 396
14.3.1. Первая аксиома 397
14.3.2. Вторая аксиома 398
14.3.3. Третья аксиома 400
14.3.4. Четвертая аксиома 402
14.3.5. Физические представления аксиом биологии 404
14.4. Признаки живого и определения жизни 406
14.4.1. Совокупность признаков живого 407
14.4.2. Определения жизни 410
14.5. Физическая модель демографического развития СП. Капицы 414
Контрольные вопросы 419
Литература 419
Глава 15. ФИЗИЧЕСКИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР 420
15.1. Физические поля и излучения функционирующего организма человека 420
15.1.1. Электромагнитные поля и излучения живого организма 422
15.1.2. Тепловое и другие виды излучений 429
15.2. Механизм взаимодействия излучений человека с окружающей средой. . 431
15.2.1. Электромагнитное и ионизирующее излучения 431
15.2.2. Возможности медицинской диагностики и лечения на основе излучений из организма человека 436
15.3. Устройство памяти. Воспроизводство и передача информации в организме 440
15.3.1. Физические процессы передачи информационного сигнала в живом организме 441
15.3.2. Физическая основа памяти 444
15.3.3. Человеческий мозг и компьютер 448
Контрольные вопросы 450
Литература 450
Глава 16. ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОСФЕРЫ И ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ 450
16.1. Структурная организованность биосферы 450
16.1.1. Биоценозы. - 451
16.1.2. Геоценозы и биогеоценозы. Экосистемы 452
16.1.3. Понятие биосферы 453
16.1.4. Биологический круговорот веществ в природе 455
16.1.5. Роль энергии в эволюции 456
16.2. Биогеохимические принципы В. И. Вернадского и живое вещество 458
16.2.1. Живое вещество 458
16.2.2. Биогеохимические принципы В. И. Вернадского 460
16.3. Физические представления эволюции биосферы и переход к ноосфере 462
16.3.1. Основные этапы эволюции биосферы 462
16.3.2. Ноосфера 463
16.3.3. Преобразование биосферы в ноосферу. 464
16.4. Физические факторы влияния Космоса на земные процессы 467
16.4.1. Связь Космоса с Землей по концепции А. Л. Чижевского 470
16.5. Физические основы экологии 474
16.5.1. Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду 474
16.5.2. Физические принципы ухудшения экологии 479
16.6. Принципы устойчивого развития 481
16.6.1. Оценки устойчивости биосферы 481
16.6.2. Концепция устойчивого развития и необходимость экологического образования 484
Контрольные вопросы 486
Литература 486

Часть третья
КОНЦЕПЦИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ГУМАНИТАРНЫХ НАУКАХ 487
Глава 17. ОБЩИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕХАНИЗМЫ В ЭВОЛЮЦИОННОЙ КАРТИНЕ МИРА 487
17.1. Основные принципы универсального эволюционизма 489
17.2. Универсальный эволюционизм и методология применения дарвиновской триады в эволюции сложных систем любой природы. . 490
17.3. Универсальный эволюционизм и синергетика 493
17.4. Современный рационализм и универсальный эволюционизм. .498
17.5. Физическое понимание теории пассионарности Л. Н. Гумилева 503
Глава 18. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОСТИ 505
18.1. Возникновение информационного общества 505
18.2. Глобализация и устойчивое развитие 512
18.3. Социосинергетика 515
18.4. Цивилизация и синергетика 521
18.5. Глобализация и синергетический прогноз развития человечества 527
Глава 19. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И МЕНЕДЖМЕНТА 533
19.1. Физические модели самоорганизации в экономике 533
19.2. Экономическая модель длинных волн Н. Д. Кондратьева 537
19.3. Обратимость и необратимость процессов в экономике 540
19.4. Синергетические представления устойчивости в экономике 541
19.5. Физическое моделирование рынка 543
19.6. Циклический характер экономических процессов в модели Н. Д. Кондратьева 544
19.7. Модель колебательных процессов в экономике 548
19.8. Эволюционный менеджмент 550
Контрольные вопросы 555
Литература 555

Заключение
ЭВОЛЮЦИОННО-СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПАРАДИГМА: ОТ ЦЕЛОСТНОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ К ЦЕЛОСТНОЙ КУЛЬТУРЕ 503
Приложения
1. Ньютоновские представления о времени и пространстве 566
2. Антропный принцип (АЛ) 567
3. Золотая пропорция как критерий гармонии 570
4. Синергетическая парадигма 576
5. Роль воды в природе и живых организмах, 580
6. Влияние радиационных воздействий на экологию 584
Примечания 587
Литература 593
Темы курсовых работ, рефератов и докладов 600
Вопросы к зачету и экзамену 604
Словарь терминов 608

Концепции современного естествознания. Горбачев В.В. В учебном пособии изложены физические принципы, позволяющие объяснить окружающий нас мир живой и неживой природы с позиций современной, в том числе постнеклассической, физики. Рассмотрены общие фундаментальные физические проблемы движения материальных объектов в представлениях классической, квантовой и релятивистской механик, взаимосвязи пространства и времени, модели происхождения, эволюции и организации Вселенной. Изложены физические основы экологии и роль биосферы и ноосферы в жизни человека и синергетические модели в экономике.
Пособие содержит интересные факты и гипотезы из различных областей физики и техники, биологии, химии, социологии и других наук. В книгу включены вопросы для самопроверки, обширный список литературы, темы рефератов, словарь терминов, используемых в современном естествознании.
Предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей вузов. Полезно широкому кругу читателей, интересующихся проблемами современного естествознания.
Формат: djvu / zip (2-е изд., 2005, 672с.)
Размер: 7,23 Мб
Скачать
Формат: pdf / zip (1-е изд., 2003, 592с.)
Размер: 7,2 Мб
Скачать Примечание: Здесь http://www.hi-edu.ru/e-books/xbook131/01/index.html выложена Электронная версия печатного издания: Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. В 2 ч.: Учебное пособие. - М.: Издательство МГУП, 2000, 274 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ 3
Часть первая
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА 5
Глава 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ 5
1.1. Этапы развития и становления естествознания 11
1.1.1. Программа Платона 12
1.1.2. Представления Аристотеля 13
1.1.3. Модель Демокрита 15
1.2. Проблемы естествознания на пути познания мира 16
1.2.1.Физический рационализм 16
1.2.2. Методы познания 17
1.2.3. Целостное восприятие мира 19
1.2.4. Физика и восточный мистицизм 20
1.2.5. Взаимосвязь естественных и гуманитарных наук 26
1.2.6. Синергетическая парадигма 30
1.2.7. Универсальный принцип естествознания - принцип дополнительности Бора 31
Контрольные вопросы. .41
Литература 41
Глава 2. МЕХАНИКА ДИСКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ 42
2.1. Трехмерность пространства 43
2.2. Пространство и время 48
2.3. Особенности механики Ньютона 54
2.4. Движение в механике 59
2.5. Законы Ньютона - Галилея 60
2.6. Законы сохранения 64
2.7. Принципы оптимальности 68
2.8. Механическая картина мира 71
Контрольные вопросы 73
Литература 73
Глава 3. ФИЗИКА ПОЛЕЙ 73
3.1. Определение понятия поля 73
3.2. Законы Фарадея - Максвелла для электромагнетизма 77
3.3. Электромагнитное поле 79
3.4. Гравитационное поле 81
3.5. Электромагнитная картина мира 83
Контрольные вопросы 84
Литература 84
Глава 4. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА - МОСТ МЕЖДУ МЕХАНИКОЙ И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМОМ... 85
4.1. Физические начала специальной теории относительности (СТО) 85
4.1.1. Постулаты А. Эйнштейна в СТО 86
4.1.2. Принцип относительности Г. Галилея 88
4.1.3. Теория относительности и инвариантность времени 91
4.1.4. Постоянство скорости света 92
4.1.5. Преобразования Г. Лоренца 93
4.1.6. Изменение длины и длительности времени в СТО 94
4.1.7. «Парадокс близнецов» 96
4.1.8. Изменение массы в СТО 98
4.2. Общая теория относительности (ОТО) 99
4.2.1. Постулаты ОТО 99
4.2.2. Экспериментальная проверка ОТО 100
4.2.3. Гравитация и искривление пространства 103
4.2.4. Основные итоги основ теории относительности 106
Контрольные вопросы 107
Литература 107
Глава 5. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 107
5.1. Описание процессов в микромире. 107
5.2. Необходимость введения квантовой механики 109
5.3. Гипотеза Планка 113
5.4. Измерения в квантовой механике 116
5.5. Волновая функция и принцип неопределенности В. Гейзенберга 117
5.6. Квантовая механика и обратимость времени 119
5.7. Квантовая электродинамика 120
Контрольные вопросы 121
Литература 121
Глава 6. ФИЗИКА ВСЕЛЕННОЙ 122
6.1. Космологическая модель А. Эйнштейна - А.А. Фридмана 123
6.2. Другие модели происхождения Вселенной 125
6.2.1. Модель Большого Взрыва 126
6.2.2. Реликтовое излучение 130
6.2.3. Расширяется или сжимается Вселенная? 131
6.2.4. Сценарий развития Вселенной после Большого Взрыва 133
6.2.5. Модель раздувающейся Вселенной 136
6.3. Современные представления об элементарных частицах как первооснове строения материи Вселенной 138
6.3.1. Классификация элементарных частиц 140
6.3.2. Кварковая модель 142
6.4. Фундаментальные взаимодействия и мировые константы. ..... 145
6.4.1. Мировые константы 147
6.4.2. Фундаментальные взаимодействия и их роль в природе 149
6.4.3. Из чего же состоит вещество Вселенной?. 150
6.4.4. Черные дыры 152
6.5. Модель единого физического поля и многомерность пространства - времени 156
6.5.1. Возможность многомерности пространства 157
6.6. Устойчивость Вселенной и антропный принцип 160
6.6.1. Множественность миров. . 161
6.6.2. Иерархичность структуры Вселенной 164
6.7. Антивещество во Вселенной и антигалактики 167
6.8. Механизм образования и эволюции звезд 169
6.8.1. Протон-протонный цикл 169
6.8.2. Углеродно-азотный цикл 171
6.8.3. Эволюция звезд 172
6.8.4. Пульсары 175
6.8.5. Квазары 178
Контрольные вопросы 181
Литература 181
Глава 7. ПРОБЛЕМА «ПОРЯДОК-БЕСПОРЯДОК» В ПРИРОДЕ И ОБЩЕСТВЕ. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ 182
7.1. Неравновесная термодинамика и синергетика 183
7.2. Динамика хаоса и порядка 185
7.3. Модель Э. Лоренца 186
7.4. Диссипативные структуры 187
7.5. Ячейки Бенара 187
7.6. Реакции Белоусова - Жаботинского 188
7.7. Динамический хаос 190
7.8. Фазовое пространство 191
7.9. Аттракторы 192
7.10. Режим с обострением 198
7.11. Модель Пуанкаре описания изменения состояния системы 203
7.12. Динамические неустойчивости 205
7.13. Изменение энергии при эволюции системы 206
7.14. Гармония хаоса и порядка и «золотое» сечение 207
7.15. Открытые системы 212
7.16. Принцип производства минимума энтропии 213
Контрольные вопросы 215
Литература 215
Глава 8. СИММЕТРИЯ И АСИММЕТРИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЯХ 216
8.1. Симметрия и законы сохранения 219
8.2. Симметрия-асимметрия 221
8.3. Закон сохранения электрического заряда 222
8.4. Зеркальная симметрия 223
8.5. Другие виды симметрии 224
8.6. Хиральность живой и неживой природы 227
8.7. Симметрия и энтропия 229
Контрольные вопросы 230
Литература 230
Глава 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА С ПОЗИЦИИ ФИЗИКИ 231
9.1. Классификация механик 232
9.2. Современная физическая картина мира 234
Контрольные вопросы 238
Литература 238

Часть вторая
ФИЗИКА ЖИВОГО И ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА 239
Глава 10. ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ ЖИВОГО 239
Глава 11. ОТ ФИЗИКИ СУЩЕСТВУЮЩЕГО К ФИЗИКЕ ВОЗНИКАЮЩЕГО 241
11.1. Термодинамические особенности развития живых систем 243
11.1.1. Роль энтропии для живых организмов 244
11.1.2. Неустойчивость как фактор развития живого 247
11.2. Энергетический подход к описанию живого 249
11.2.1. Устойчивое неравновесие 251
11.3. Уровни организации живых систем и системный подход к эволюции живого 253
11.3.1. Иерархия уровней организации живого 253
11.3.2. Метод Фибоначчи как фактор гармонической самоорганизации 255
11.3.3. Физический и биологический методы изучения природы живого 257
11.3.4. Антропный принцип в физике живого 259
11.3.5. Физическая эволюция Л. Больцмана и биологическая эволюция Ч. Дарвина 262
11.4. Физическая интерпретация биологических законов 264
11.4.1. Физические модели в биологии 265
11.4.2. Физические факторы развития живого 268
11.5. Пространство и время для живых организмов >. . , 270
11.5.1. Связь пространства и энергии для живого 271
11.5.2. Биологическое время живой системы 272
11.5.3. Психологическое время живых организмов 276
11.6. Энтропия и информация в живых системах 280
11.6.1. Ценность информации, . . 282
11.6.2. Кибернетический подход к описанию живого 285
11.6.3. Роль физических законов в понимании живого 287
Контрольные вопросы 289
Литература 289
Глава 12. ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИИ 289
12.1. От атомов к протожизни 289
12.1.1. Гипотезы происхождения жизни 289
12.1.2. Необходимые факторы возникновения жизни 293
12.1.3. Теория абиогенного происхождения жизни А. И. Опарина. . .294
12.1.4. Гетеротрофы и автотрофы 297
12.2. Химические процессы и молекулярная самоорганизация 299
12.2.1. Химические понятия и определения 300
12.2.2. Аминокислоты 306
12.2.3. Теория химической эволюции в биогенезе 307
12.2.4. Теория молекулярной самоорганизации М. Эйгена 308
12.2.5. Циклическая организация химических реакций и гиперциклы 310
12. 3. Биохимические составляющие живого вещества 313
12.3.1. Молекулы живой природы 313
12.3.2. Мономеры и макромолекулы 315
12.3.3. Белки 316
12.3.4. Нуклеиновые кислоты 321
12.3.5. Углеводы 323
12.3.6. Липиды 327
12.3.7. Роль воды для живых организмов 330
12.4. Клетка как элементарная частица молекулярной биологии.... 332
12.4.1. Строение клетки 334
12.4.2. Процессы в клетке 338
12.4.3. Клеточные мембраны 339
12.4.4. Фотосинтез 341
12.4.5. Деление клеток и образование организма 342
12.5. Роль асимметрии в возникновении живого 346
12.5.1. Оптическая активность вещества и хиральность 347
12.5.2. Гомохиральность и самоорганизация в живых организмах 349
Контрольные вопросы. 353
Литература 353
Глава 13. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА И РАЗВИТИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ 354
13.1. Информационные молекулы наследственности 354
13.1.1. Генетический код 355
13.1.2. Гены и квантовый мир 359
13.2. Воспроизводство и наследование признаков 360
13.2.1. Генотип и фенотип 361
13.2.2. Законы генетики Г. Менделя 362
13.2.3. Хромосомная теория наследственности 363
13.3. Процессы мутагенеза и передача наследственной информации 365
13.3.1. Мутации и радиационный мутагенез 365
13.3.2. Мутации и развитие организма 370
13.4. Матричный принцип синтеза информационных макромолекул и молекулярная генетика 373
13.4.1. Передача наследственной информации через репликации. . . 373
13.4.2. Матричный синтез путем конвариантной редупликации 375
13.4.3. Транскрипция 375
13.4.4. Трансляция 376
13.4.5. Отличия белков и нуклеиновых кислот 379
13.4.6. Новый механизм передачи наследственной информации и прионные болезни 380
Контрольные вопросы 382
Литература 382
Глава 14. ФИЗИЧЕСКОЕ ПОНИМАНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОГО И ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМОВ 383
14.1. Онтогенез и филогенез. Онтогенетический и популяционный уровни организации жизни 383
14.1.1. Закон Геккеля для онтогенеза и филогенеза 383
14.1.2. Онтогенетический уровень жизни 384
14.1.3. Популяции и популяционно-видовой уровень живого 385
14.2. Физическое представление эволюции 387
14.2.1. Синтетическая теория эволюции 387
14.2.2. Эволюция популяций 388
14.2.3. Элементарные факторы эволюции 391
14.2.4. Живой организм в индивидуальном и историческом развитии 392
14.2.5. Геологическая эволюция и общая схема эволюции Земли по Н.Н. Моисееву 393
14.3. Аксиомы биологии 396
14.3.1. Первая аксиома 397
14.3.2. Вторая аксиома 398
14.3.3. Третья аксиома 400
14.3.4. Четвертая аксиома 402
14.3.5. Физические представления аксиом биологии 404
14.4. Признаки живого и определения жизни 406
14.4.1. Совокупность признаков живого 407
14.4.2. Определения жизни 410
14.5. Физическая модель демографического развития СП. Капицы 414
Контрольные вопросы 419
Литература 419
Глава 15. ФИЗИЧЕСКИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР 420
15.1. Физические поля и излучения функционирующего организма человека 420
15.1.1. Электромагнитные поля и излучения живого организма 422
15.1.2. Тепловое и другие виды излучений 429
15.2. Механизм взаимодействия излучений человека с окружающей средой. . 431
15.2.1. Электромагнитное и ионизирующее излучения 431
15.2.2. Возможности медицинской диагностики и лечения на основе излучений из организма человека 436
15.3. Устройство памяти. Воспроизводство и передача информации в организме 440
15.3.1. Физические процессы передачи информационного сигнала в живом организме 441
15.3.2. Физическая основа памяти 444
15.3.3. Человеческий мозг и компьютер 448
Контрольные вопросы 450
Литература 450
Глава 16. ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОСФЕРЫ И ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ 450
16.1. Структурная организованность биосферы 450
16.1.1. Биоценозы. - 451
16.1.2. Геоценозы и биогеоценозы. Экосистемы 452
16.1.3. Понятие биосферы 453
16.1.4. Биологический круговорот веществ в природе 455
16.1.5. Роль энергии в эволюции 456
16.2. Биогеохимические принципы В. И. Вернадского и живое вещество 458
16.2.1. Живое вещество 458
16.2.2. Биогеохимические принципы В. И. Вернадского 460
16.3. Физические представления эволюции биосферы и переход к ноосфере 462
16.3.1. Основные этапы эволюции биосферы 462
16.3.2. Ноосфера 463
16.3.3. Преобразование биосферы в ноосферу. 464
16.4. Физические факторы влияния Космоса на земные процессы 467
16.4.1. Связь Космоса с Землей по концепции А. Л. Чижевского 470
16.5. Физические основы экологии 474
16.5.1. Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду 474
16.5.2. Физические принципы ухудшения экологии 479
16.6. Принципы устойчивого развития 481
16.6.1. Оценки устойчивости биосферы 481
16.6.2. Концепция устойчивого развития и необходимость экологического образования 484
Контрольные вопросы 486
Литература 486

Внимание: о не рабочих ссылок на скачку сообщаем администратору через комментарий ниже текущей страницы, или через контакты вверху!

Итак, подведем итоги сегодняшнего дня: Вы всегда можете скачать бесплатно с нашего сайта любой доступный материал. Если вы не нашли на нашем сайте планета ГДЗ, тот материал, готовые домашние задания, билеты для экзаменов, тесты или реферат. Есть несколько решений этого вопроса: 1. вернуться на главную планета гдз , выбрать ту категорию которая вам больше подходит. 2.воспользоваться умным поиском, но это возможно сделать и с текущей страницы в правом углу сайта. В вести текст, фразу для поиска. 3. если после выше сказанных процедур вы так и не нашли нужный вам материал, тогда у нас к вам будет большая просьба, сообщить нашему администратору что бы вы хотели найти на нашем портале планета гдз. И в ближайшее время наш администратор разыщет не запрашиваемый вами материал и опубликует на сайте, если не будут нарушены авторские права! Внимание: если Вы уважаемый пользователь заметали нарушение авторских прав, просьба сообщить администратору, с минимальным доказательством на право. Всем удачи в учебе и закончить учебное заведение на отлично!

Бесплатная программа Stdu Viewer для чтения файлов PDF, DJVU, fb2, epub и других форматов, вы можете здесь или в верху сайта в разделе: программа для чтения файлов, книг, гдз.

Транскрипт

1 Сканирование и форматирование: Янко Слава (Библиотека Fort/Da) Icq# Библиотека: Номера страниц - внизу update В. В. Горбачев КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений Москва «ОНИКС 21 век» «Мир и Образование» 2003 УДК 50(075.8) ББК 20.1 Г67 Г67 Горбачев В. В.

2 Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студентов вузов / В. В. Горбачев. М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», с: ил. ISBN (ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век») ISBN (ООО «Издательство «Мир и Образование») В учебном пособии изложены физические принципы, позволяющие объяснить ок ружающий нас мир живой и неживой природы с позиций современной, в том числе постнеклассической, физики. Рассмотрены общие фундаментальные физические проблемы движения материальных объектов в представлениях классической, квантовой и релятивистской механик, взаимосвязи пространства и времени, модели происхождения, эволюции и организации Вселенной. Изложены физические основы экологии и роль биосферы и ноосферы в жизни человека и синергетические модели в экономике. Пособие содержит интересные факты и гипотезы из различных областей физики и техники, биологии, химии, социологии и других наук. В книгу включены вопросы для самопроверки, обширный список литературы, темы рефератов, словарь терминов, используемых в современном естествознании. Предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей вузов. Полезно широкому кругу читателей, интересующихся проблемами современного естествознания. Автор: ГОРБАЧЕВ В. В. академик-секретарь секции физики Российской Академии естественных наук и действительный член Российской академии космонавтики им. Э. К. Циолковского, профессор, доктор физико-математических наук. Автор более 20 монографий и учебников. Заслуженный деятель науки РФ. Лауреат именных медалей РАЕН им. П. Л. Капицы и Петра I. Награжден серебряным крестом РАЕН, орденом Татищева «За пользу Отечеству». Лауреат премии А. Л. Чижевского «За вклад в пропаганду идей Чижевского и развития современного естествознания». УДК 50(075.8) ББК 20.1 ISBN (ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век») ISBN (ООО «Издательство «Мир и Образование») Горбачев В. В., 2003 ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век». Оформление,

3 3 Электронное оглавление... Электронное оглавление...3 Капсулы (вставки)...9 ПРЕДИСЛОВИЕ...10 Данный курс состоит из двух частей...10 Часть I. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА...12 Глава 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ Владимир Иванович Вернадский Этапы развития и становления естествознания Программа Платона Представления Аристотеля Модель Демокрита Проблемы естествознания на пути познания мира Физический рационализм Методы познания Эрнест Резерфорд Целостное восприятие мира Физика и восточный мистицизм Лао-Цзы...21 Рис Взаимосвязь естественных и гуманитарных наук Вернер Гейзенберг Синергетическая парадигма Универсальный принцип естествознания принцип дополнительности Бора Нильс Бор...27 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 2. МЕХАНИКА ДИСКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ Трехмерность пространства Пространство и время Исаак Ньютон...37 Рис Изображение мировой линии в пространственно-временной системе отсчета Особенности механики Ньютона Движение в механике Законы Ньютона Галилея Законы сохранения Принципы оптимальности Механическая картина мира КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 3. ФИЗИКА ПОЛЕЙ Определение понятия поля Рис Модель силовых линий поля Законы Фарадея Максвелла для электромагнетизма Электромагнитное поле Гравитационное поле Электромагнитная картина мира КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 4. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА МОСТ МЕЖДУ МЕХАНИКОЙ И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМОМ Физические начала специальной теории относительности (СТО) А. Эйнштейн Постулаты А. Эйнштейна в СТО Принцип относительности Г. Галилея Рис Рис Преобразование Галилея х"= х vt связывает положение тела Ρ в системах

4 отсчета К и К" Рис Изменение электромагнитных сил в неподвижной К и подвижной К" системах отсчета Рис Теория относительности и инвариантность времени Постоянство скорости света Рис «Поезд Эйнштейна» Преобразования Г. Лоренца Изменение длины и длительности времени в СТО Рис Сокращение длины отрезка в направлении перемещения для системы, движущейся со скоростью ν с «Парадокс близнецов» Изменение массы в СТО Общая теория относительности (ОТО) Постулаты ОТО Экспериментальная проверка ОТО Рис Отклонение световых лучей от звезды S при прохождении около Солнца от прямолинейной траектории Гравитация и искривление пространства Рис Движение субъектов А и В с экватора точно на север по параллельным траекториям Основные итоги основ теории относительности КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 5. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ Описание процессов в микромире Первое Второе Необходимость введения квантовой механики Эрвин Шрёдингер...70 абсолютно черное тело корпускулярно-волновой дуализм Луи де Бройль Гипотеза Планка Макс Планк Измерения в квантовой механике Волновая функция и принцип неопределенности В. Гейзенберга Вольфганг Паули Квантовая механика и обратимость времени Квантовая электродинамика КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 6. ФИЗИКА ВСЕЛЕННОЙ Космологическая модель А. Эйнштейна A.A. Фридмана Другие модели происхождения Вселенной Модель Большого Взрыва Георгий Антонович Гамов Реликтовое излучение Расширяется или сжимается Вселенная? Сценарий развития Вселенной после Большого Взрыва Рис Схема физической истории Вселенной Модель раздувающейся Вселенной Современные представления об элементарных частицах как первооснове строения материи Вселенной Поль Дирак Классификация элементарных частиц Рис Схема классификации элементарных частиц Кварковая модель Таблица Таблица Таблица Фундаментальные взаимодействия и мировые константы Мировые константы

5 Фундаментальные взаимодействия и их роль в природе Из чего же состоит вещество Вселенной? Рис Возможные формы стабильной материи во Вселенной Черные дыры Модель единого физического поля и многомерность пространства времени Возможность многомерности пространства Рис Модель трехмерного частотного пространства (ОД оптический диапазон, видимая часть спектра, УФ ультрафиолетовая, ИК инфракрасная) Устойчивость Вселенной и антропный принцип Множественность миров Рис Схематическое изображение областей, соответствующих устойчивым областям Вселенной Иерархичность структуры Вселенной Рис Масштабы Вселенной Рис Масштабы микромира Антивещество во Вселенной и антигалактики Механизм образования и эволюции звезд Протон-протонный цикл Рис Схематическое изображение протон-протонной цепочки Углеродо-азотный цикл Эволюция звезд Рис Главная последовательность звезд населения I, к которым относится Солнце (т C масса Солнца) Рис Диаграмма эволюции звезд населения I Пульсары Рис Модель пульсара, предложенная Голдом Квазары КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 7. ПРОБЛЕМА «ПОРЯДОК БЕСПОРЯДОК» В ПРИРОДЕ И ОБЩЕСТВЕ. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ Неравновесная термодинамика и синергетика Динамика хаоса и порядка Модель Э. Лоренца Диссипативные структуры Реакции Белоусова Жаботинского Динамический хаос Фазовое пространство Аттракторы Рис Изображение аттракторов на фазовых диаграммах Рис Бифуркационная диаграмма (А характеристика системы, λ управляющий параметр) Режим с обострением Модель Пуанкаре описания изменения состояния системы Динамические неустойчивости Изменение энергии при эволюции системы Гармония хаоса и порядка и «золотое сечение» Леонардо да Винчи Открытые системы Принцип производства минимума энтропии КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 8. СИММЕТРИЯ И АСИММЕТРИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЯХ Симметрия и законы сохранения Симметрия асимметрия Закон сохранения электрического заряда Зеркальная симметрия Другие виды симметрии Хиральность живой и неживой природы Рис Зеркальная симметрия молекул воды (а) и бутилового спирта (б) Симметрия и энтропия КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА

6 Глава 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА С ПОЗИЦИИ ФИЗИКИ Классификация механик Рис Куб фундаментальных физических теорий Современная физическая картина мира КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Часть II. ФИЗИКА ЖИВОГО И ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА 145 Глава 10. ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ ЖИВОГО Глава 11. ОТ ФИЗИКИ СУЩЕСТВУЮЩЕГО К ФИЗИКЕ ВОЗНИКАЮЩЕГО Термодинамические особенности развития живых систем Роль энтропии для живых организмов Неустойчивость как фактор развития живого Энергетический подход к описанию живого Устойчивое неравновесие Уровни организации живых систем и системный подход к эволюции живого Иерархия уровней организации живого Метод Фибоначчи как фактор гармонической самоорганизации Физический и биологический методы изучения природы живого Антропный принцип в физике живого Физическая эволюция Л. Больцмана и биологическая эволюция Ч. Дарвина Физическая интерпретация биологических законов Физические модели в биологии Физические факторы развития живого Пространство и время для живых организмов Связь пространства и энергии для живого Биологическое время живой системы Психологическое время живых организмов Энтропия и информация в живых системах Ценность информации Кибернетический подход к описанию живого Роль физических законов в понимании живого КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА: Глава 12. ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИИ От атомов к протожизни Гипотезы происхождения жизни Необходимые факторы возникновения жизни Теория абиогенного происхождения жизни А.И. Опарина Гетеротрофы и автотрофы Химические процессы и молекулярная самоорганизация Химические понятия и определения Рис Схема изменения свободной энергии и химической связи в молекулах живых организмов Аминокислоты Теория химической эволюции в биогенезе Теория молекулярной самоорганизации М. Эйгена Циклическая организация химических реакций и гиперциклы Биохимические составляющие живого вещества Молекулы живой природы Мономеры и макромолекулы Белки Рис Структура белка-миоглобина Рис Структуры 20 аминокислот, встречающихся в белках Нуклеиновые кислоты Рис Строение нуклеотида мономера нуклеиновых кислот Рис Двойная спираль молекулы ДНК Рис Построение нуклеиновой кислоты из нуклеотидов Углеводы Рис Структура АТФ Рис Схема получения свободной энергии с участием АТФ Рис Схема образования молекулы АТФ Рис Схема цикла Липмана по участию молекул фосфора в энергетических процессах живого организма Липиды

7 Рис Структура ненасыщенных (а) и насыщенных (б) жирных кислот Рис Растворение ионного конца жирной кислоты в воде Рис Растворение углеводородных цепей мыла в масле Роль воды для живых организмов Клетка как элементарная частица молекулярной биологии Строение клетки Рис Строение клетки Процессы в клетке Клеточные мембраны Фотосинтез Деление клеток и образование организма Рис Клеточный цикл Роль асимметрии в возникновении живого Оптическая активность вещества и хиральность Гомохиральность и самоорганизация в живых организмах КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 13. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА И РАЗВИТИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ Информационные молекулы наследственности Генетический код Гены и квантовый мир Иерархия и сопоставление элементов в физическом и генетическом атомизме Воспроизводство и наследование признаков Генотип и фенотип Геном Генофонд Законы генетики Г. Менделя Хромосомная теория наследственности Процессы мутагенеза и передача наследственной информации Мутации и радиационный мутагенез Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский Мутации и развитие организма Матричный принцип синтеза информационных макромолекул и молекулярная генетика Передача наследственной информации через репликации Рис Репликация ДНК Матричный синтез путем конвариантной редупликации Транскрипция Трансляция Рис Схема биосинтеза белков Рис Основные этапы процесса передачи генетической информации Отличия белков и нуклеиновых кислот Новый механизм передачи наследственной информации и прионные болезни КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 14. ФИЗИЧЕСКОЕ ПОНИМАНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОГО И ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМОВ Онтогенез и филогенез. Онтогенетический и популяционный уровни организации жизни Закон Геккеля для онтогенеза и филогенеза Онтогенетический уровень жизни Популяции и популяционно-видовой уровень живого Физическое представление эволюции Синтетическая теория эволюции Эволюция популяций Элементарные факторы эволюции Живой организм в индивидуальном и историческом развитии Геологическая эволюция и общая схема эволюции Земли по H.H. Моисееву Аксиомы биологии Первая аксиома Вторая аксиома Третья аксиома Четвертая аксиома Физические представления аксиом биологии

8 14.4. Признаки живого и определения жизни Совокупность признаков живого Определения жизни Физическая модель демографического развития СП. Капицы КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 15. ФИЗИЧЕСКИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР Физические поля и излучения функционирующего организма человека Рис Схема физических полей в организме человека Электромагнитные поля и излучения живого организма Рис Распределение вокруг человека электрического поля, образующегося в результате биоэлектрической активности его сердца Тепловое и другие виды излучений Механизм взаимодействия излучений человека с окружающей средой Электромагнитное и ионизирующее излучения Возможности медицинской диагностики и лечения на основе излучений из организма человека Устройство памяти. Воспроизводство и передача информации в организме Физические процессы передачи информационного сигнала в живом организме Рис Строение нейрона Рис Электрический потенциал действия нервного импульса Физическая основа памяти Человеческий мозг и компьютер КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 16ю ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОСФЕРЫ И ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Структурная организованность биосферы Биоценозы Геоценозы и биогеоценозы. Экосистемы Понятие биосферы Биологический круговорот веществ в природе Роль энергии в эволюции Рис Распределение солнечной энергии, поступающей на Землю Биогеохимические принципы В.И. Вернадского и живое вещество Живое вещество Биогеохимические принципы В.И. Вернадского Физические представления эволюции биосферы и переход к ноосфере Основные этапы эволюции биосферы Ноосфера Преобразование биосферы в ноосферу Физические факторы влияния Космоса на земные процессы Рис Общая схема солнечно-земных связей Рис Взаимодействие заряженных частиц от Солнца с магнитным полем Земли Связь Космоса с Землей по концепции А.Л. Чижевского Александр Леонидович Чижевский Физические основы экологии Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду Физические принципы ухудшения экологии Принципы устойчивого развития Оценки устойчивости биосферы Концепция устойчивого развития и необходимость экологического образования.284 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Глава 17. ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ САМООРГАНИЗАЦИИ В ЭКОНОМИКЕ Экономическая модель длинных волн Н. Д. Кондратьева Обратимость и необратимость процессов в экономике Синергетические представления устойчивости в экономике Физическое моделирование рынка Циклический характер экономических процессов в модели Н.Д. Кондратьева Модель колебательных процессов в экономике КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ЭВОЛЮЦИОННО-СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПАРАДИГМА: 8

9 ОТ ЦЕЛОСТНОГО ЕСТВЕСТВОЗНАНИЯ К ЦЕЛОСТНОЙ КУЛЬТУРЕ.295 ЛИТЕРАТУРА Основная Дополнительная ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ, РЕФЕРАТОВ И ДОКЛАДОВ ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ И ЭКЗАМЕНУ СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ А Б В Г Д Ε Ж И К Л Μ Η О Π Ρ С Τ У Φ X Ц Ч Ш Э Я ЛИТЕРАТУРА СОДЕРЖАНИЕ Капсулы (вставки) Владимир Иванович Вернадский...13 Эрнест Резерфорд...19 Лао-Цзы...21 Вернер Гейзенберг...25 Нильс Бор...27 Исаак Ньютон...37 А. Эйнштейн...56 Эрвин Шрёдингер...70 Луи де Бройль...71 Макс Планк...72 Вольфганг Паули...75 Георгий Антонович Гамов...81 Поль Дирак...88 Леонардо да Винчи Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский Александр Леонидович Чижевский

10 10 ПРЕДИСЛОВИЕ Курс «Концепции современного естествознания» представляет собой синтез мудрости древних цивилизаций, достижений естественных и гуманитарных наук, прокладывает путь к пониманию природы, человека и общества. Он охватывает широкий круг вопросов и является основополагающим, фундаментальным для всего современного образования. Появление курса «Концепции современного естествознания» обусловлено проблемами, которые возникли перед человечеством к началу третьего тысячелетия. На многие конкретные вопросы той или иной профессии дают ответ специальные науки, но они не отвечают на глобальные вопросы: как устроен окружающий нас мир в целом? каким фундаментальным законам подчиняется природа? что представляют собой Жизнь, Разум, Человек и где его место во Вселенной? Во многом это определяется формированием такого типа мышления и методов познания, которые позволяют выявить фундаментальные закономерности и универсальные принципы, управляющие процессами в окружающем мире. Им соответствуют достижения естественных наук, и в первую очередь физики. Однако сейчас становится все более очевидным, что целостное восприятие и объяснение мира только на основе естественно-научного метода познания недостаточно, оно требует гуманитарного подхода. С другой стороны, в гуманитарное образование как компоненту общечеловеческой культуры важно включить понятия, представления и методологию естественных наук, показать, зачем нужна гуманитариям физика, утвердить в общественном сознании необходимость естественного образования, включив его в систему современной культуры. Одна из основных целей пособия вовлечь читателя в творческий процесс самопознания, показать, что без привлечения науки невозможно понять свое предназначение на Земле, но в то же время еще имеется много непознанных и неподвластных науке явлений. Курс построен таким образом, чтобы изучение его было творческим, формирующим взгляды на мир. Более того, он как нельзя лучше отвечает традициям отечественного образования с его школой фундаментальности и широты подхода к объяснению сути вещей. С другой стороны, вполне естественно, что нельзя объять необъятное и достаточно полно и в равной степени осветить все научные подходы и концепции. Несмотря на определенный отбор материала и попытку построения парадигмы современной естественно-научной картины мира, многие интересные вопросы в предлагаемом учебном пособии не нашли своего развития. В известной мере это было сделано и сознательно: на взгляд автора, вопросов в таком курсе должно быть больше, чем ответов. Данный курс состоит из двух частей. В первой части дается представление о физических принципах объяснения природы с позиций современной (в том числе постнеклассической) физики. Следуя терминологии И. Пригожина, это физика необ- 3 холимого, или существующего. Здесь рассмотрены общие фундаментальные принципы движения материальных тел в рамках классической, квантовой и релятивистской механики, взаимосвязь пространства и времени, основы теории относительности, физика Вселенной и современные представления о строении вещества, методы дискретного и вероятностного описания природы, применение синергетических представлений объяснения поведения сложных систем и роль симметрии-асимметрии в различных физических проявлениях. Дана эволюция представлений о природе от механической картины мира через электромагнитную и полевую к современной естественно-научной. Во второй части рассматриваются вопросы физического понимания принципов биологии, воспроизводства и развития живых систем, физических факторов влияния Космоса на земные процессы, роль внутренних и внешних физических полей в эволюции живых организмов. Эти проблемы относятся к физике возникающего и связаны с проблемами физики живого. В качестве примера использования физических моделей в гуманитарных приложениях рассмотрены синергетические представления самоорганизации в экономике. Каждая глава заканчивается контрольными вопросами для самопроверки и списком литературы. Приведен список вопросов, которые могут быть использованы для зачета или экзамена, разработаны темы рефератов со ссылкой на необходимую литературу.

11 Весьма полезен для студентов словарь терминов, используемых в современном естествознании. Пособие написано живым языком, содержит оригинальные примеры, позволяющие глубже понять проблемы современного естествознания. Оно представляет несомненный интерес для студентов-гуманитариев и любознательных читателей. Методологической целью такого курса является получение студентами представления о целостной картине Мира в рамках естественно-научной и гуманитарной парадигм, понимание ими роли человека в объединении трех взаимосвязанных подсистем его обитания естественной природной, искусственной (техносферы) и социальной сред. Курс «Концепции современного естествознания» соответствует Государственному образовательному стандарту и программе для гуманитарных специальностей вузов. Он предназначен для студентов, аспирантов и преподавателей этих специальностей и полезен читателям, интересующимся проблемами современного естествознания. Автор признателен рецензентам: чл.-корр. РАН, доктору физ.-мат. наук Л. А. Грибову, академикам РАЕН доктору физ.-мат. наук В. И. Фистулю и доктору физ.-мат. наук А. Н. Георгобиани, а также доктору физ.-мат. наук К. Н. Быстрову за ценные советы и обсуждение пособия. Автор 11

12 12 Часть I. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА Alles war gesagt, doch alles beibt zu sagen. (Все было сказано, остается лишь все сказать.) И. Гёте Две вещи наполняют мою душу все новым и растущим восхищением и благословением по мере того, как задумываешься все глубже и больше: звездное небо надо мной и моральный закон во мне. И. Kaнт Глава 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ Термин «естествознание» в своем семантическом смысле означает «естество» (природа) и знание о нем. Иногда используют менее употребительное словосочетание «природоведение», которое происходит от общеславянского слова «веды» или «веда» знание. Мы и до сих пор иногда говорим «ведать» в смысле знать. Однако в настоящее время под естествознанием, тем более современным, понимается прежде всего точное естествознание, отражающее сформулированные в математическом виде общие закономерности природы, всех процессов, происходящих в микро- и макромире. А природоведение, подобное обществоведению, науковедению или природообустройству, обычно ассоциируется с аморфными представлениями о предмете своего, частного «ведения». Достаточно давно в русский язык как синоним слова «природа» вошел распространенный в европейских странах (например, в Германии, Швеции и Голландии) латинский термин natura натура. На его основе образовался соответствующий термин «Naturwissenschaft», т.е. буквально наука о природе, или естествознание. Он сочетается с другим определением предмета изучения природы «натурфилософия» (философия природы). 5 Проблемы происхождения, устройства, организации природы, всего, что есть во Вселенной (Космосе), т.е. по существу все проблемы естествознания, космологии и космогонии, первоначально относились к «физике». Во всяком случае, Аристотель (гг. до н.э.) называл своих предшественников и современников, занимавшихся этими проблемами, «физиками» или «физиологами», ибо древнегреческое слово «физис», или «фюзис», очень близко в русском языке слову «природа». Современное естествознание затрагивает не только собственно естественно-научные проблемы, но и гуманитарные, потому что в нем рассматриваются научные методы и пути познания человеком природы. Изучение этих путей составляет также предмет философии как науки о мышлении и познании, социологии как науки о развитии человеческого общества, психологии как науки о человеческом интеллекте и биологии как науки о живом. Поэтому естествознание является до известной степени основой всякого знания и естественно-научного, и технического, и гуманитарного. В целом же современное естествознание как научная мировоззренческая парадигма опирается на физические представления. Это определяется тем, что, обладая научным методом и формулируя представления о природе на количественном уровне в виде фундаментальных законов и принципов, физика создала базу объяснения реального физического мира. В то же время, отвергнув после Р. Декарта () попытки познать духовную жизнь человека научными методами, физика в дальнейшем стала терять свои позиции, сталкиваясь с теми непознанными и необъясненными явлениями, которые не укладываются в рамки только физических представлений. В настоящее время мы понимаем, что на фундаментальном уровне природа едина, границы в ней весьма условны и различные науки, изучающие ее, лишь отражают последовательное приближение коллективного разума человечества к истине наших представлений о мире. Кроме того, как нельзя постичь законы, управляющие жизнью и деятельностью человека, посредством знакомства лишь с анатомией отдельных его органов, так невозможно, изучая порознь отдельные естественные науки, познать природу как одно целое. Поэтому современное естествознание как совокупность многих наук о мире само является обобщенной интегративной целост- 6

13 ной наукой. Концепция современного естествознания должна создаваться на холистической основе взаимосвязи естественных и гуманитарных культур, непредвзятого объективного взгляда на окружающий и внутренний мир человека. Как отмечал австрийский физик Э. Шрёдингер (), «все естественные науки связаны с общечеловеческой культурой», а американский физик И. Раби () также подчеркивал, что «физика составляет сердцевину гуманитарного образования нашего времени». Слово «концепция» означает определенный способ понимания, трактовку какого-либо предмета, явления, процесса, основную точку зрения на эти сущности, руководящую идею для их систематического изложения и освещения. С другой стороны, концепция представляет собой такую систему ассоциаций и понятий, которая формируется в процессе развития нашего сознания. Само приобретение и построение концепции также является развитием сознания. Как сказал академик Η. Η. Моисеев (), складывается ситуация, когда Разум познает самого себя. В результате построения концепции современного естествознания и создается научная картина мира или научная парадигма. Под ней автор понимает целостную систему научных взглядов об общих закономерностях развития природы, общества и живого, которая возникает в результате не только синтеза и обобщения естественно-научных представлений, понятий и терминов, но и понимания и описания на базе современных физических моделей происхождения и развития в целом жизни, ее специфических проявлений в живой природе, а также сущности социально-экономического, и в том числе исторического, развития общества. Сюда следует отнести и философию, которая всегда выполняла по отношению к науке функцию методологии познания и которую еще Аристотель определил как учение о первопричинах, первопринципах, самых общих началах бытия. В настоящее время делаются успешные попытки описать и такие категории, как мораль, этика, совесть, и другие духовные и эстетические ценности через понятия точной науки. Заметим, что физическая модель создается по существу за тем же, зачем архитектор конструирует модель группы зданий: чтобы наглядно представить соотношение и соразмерность между зданиями, свободными пространствами между ними и проходами или улицами, их соединяющими. В физике обычно стремятся сделать модель математической, чтобы описать явления, процесс 7 Владимир Иванович Вернадский 13 Великий русский ученый энциклопедист В. И. Вернадский () изучал вопросы происхождения и развития химических элементов на Земле и в Космосе, причины происхождения «живого вещества», взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы и ноосферы Земли и их связи с Космосом. В его трудах по существу заложены основы современного естествознания . В. И. Вернадский родился в Петербурге в 1863 г., в семье профессора политической экономии, типичного представителя русской либеральной интеллигенции прошлого века. Владимир Иванович получил прекрасное образование в классической гимназии и затем окончил физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета. Большое влияние на него оказал известный русский почвовед В. В. Докучаев (), читавший в этом университете курс минералогии. Вернадский знал 15 языков, интересовался историей, философией, глобальными проблемами человеческого

14 общества. В 1897 г. Вернадский защитил докторскую диссертацию и стал профессором Московского университета. В 1906 г. его избирают членом Государственного совета от Московского университета. По инициативе В. И. Вернадского и под его председательством в 1915 г. была создана комиссия по изучению естественных производительных сил России при Академии наук. В конце 1921 г. Вернадский основал в Москве Радиевый институт и был назначен его директором. В 1926 г. вышла его знаменитая работа «Биосфера». Он проводил исследования природных вод, круговорота веществ и газов Земли, космической пыли, проблем времени и пространства. Но главной для него остается тема биосферы области жизни и геохимической деятельности живого вещества. Для Вернадского наука была средством познания природы. Он не был специалистом в какой-то одной науке или даже в нескольких науках. Он блестяще знал добрый десяток наук, но изучал природу, которая неизмеримо сложнее всех отдельных наук. Как и многие естествоиспытатели, добившиеся выдающихся успехов в специальных областях, Вернадский пришел к своим философским выводам на склоне лет, видя в них естественное обобщение фундаментальных принципов, лежащих в основе мироздания. Но даже среди корифеев естествознания он выделяется новаторством, широтой взглядов, глубиной идей и их поразительной современностью. В. И. Вернадский является основателем геохимии, биогеохимии, радиохимии. Будучи профессором Московского университета в гг., ушел в отставку в знак протеста против притеснений студенчества. В 1919 г. был первым президентом АН Украины. или объект на количественном языке. Для создания физической модели используются три исходных положения: все явления природы (а сейчас в рамках синергетических представлений сложных открытых систем к ним относятся процессы и организация социально-экономических и живых систем) могут быть объяснены физическими законами, выраженными в математической форме; эти физические законы универсальны и не зависят от времени и пространства; все основные законы должны быть простыми. Многие гуманитарии и в еще большей степени далекие от науки люди считают, что их жизнь никак не связана с абстрактными математическими теориями и фундаментальными физическими законами, а если математика и нужна, то только затем, 8 чтобы считать деньги. В действительности же фундаментальные математические и физические идеи, господствующие физико-математические парадигмы (в том числе и синергетическая) накладывают свой отпечаток как на стиль мышления ученых представителей не только естественных, но и гуманитарных наук, так и на обыденное мышление всех без исключения людей. Они проникают в язык в качестве речевых оборотов, в логику, психологию, политику, в нравственные представления и ценностные установки, в этику и эстетику . Человек во все времена стремится жить и действовать в соответствии со своей внутренней природой и по возможности в согласии с внешней Природой, под которой понимается то, что мы знаем о ней и можем выразить в терминах и символах современной науки. Научить человека правильно («по-научному») ориентироваться в реальном мире, осознавать свое место в 9 нем одна из задач современного естествознания. Кроме того, по мнению И. Р. Пригожина (р. 1917), «естествознание есть диалог с природой. И как и должно быть в настоящем диалоге, ответы часто неожиданны, а иногда и просто поразительны» . Поэтому современное естествознание не просто междисциплинарный учебный курс, а настоящая наука познания мира, жизни и человека. Человек является существенным объектом природы, имеющим космологическое значение. Еще древнегреческий философ Протагор (V в. до н.э.) одно из своих сочинений («О Природе») начал со слов: «Человек есть мера всем вещам существованию существующих и не существованию несуществующих». Это пророческое изречение Протагора предвосхитило так называемый антропный принцип, впервые сознательно введенный в основы космологии и детально проанализированный уже в 14

15 наше время. По-своему скорректировав известное протагоровское изречение, В. И. Вернадский как бы предвосхитил, вслед за самим Протагором, антропный космологический принцип: «Мыслящий человек есть мера всему». В. И. Вернадский вполне сознавал жизненную необходимость философского мировоззрения и принципиальное значение метафизических начал естествознания, о чем писал еще в 1902 г.: «В истории развития научной мысли можно ясно и точно проследить такое значение философии, как корней и жизненной атмосферы научного искания». А в другой своей работе он отмечал: «В наше время рамки отдельной науки, на которые распадается научное знание, не могут точно определить область научной мысли исследователя, точно охарактеризовать его научную работу. Проблемы, которые его занимают, все чаще не укладываются в рамки отдельной, определенной, сложившейся науки. Мы специализируемся не по наукам, а по проблемам». При этом В. И. Вернадский считал принципиально необходимым и возможным стремиться к предельно полному охвату природных явлений и самой природы в целом. В то же время дифференциация специальных наук продолжается, и сейчас насчитывается уже до 500 естественных и 300 гуманитарных наук. По В. И. Вернадскому, положения этих наук должны быть отражены концептуально как раз в современном естествознании. Известный философ специалист в области логики К. Поппер () в своей книге «Логика научного открытия» писал: «Существует по крайней мере одна философская проблема, в кото- 10 рой заинтересовано все мыслящее человечество. Это проблема космологии, проблема понимания мира, включая и нас самих, и наше знание как часть мира». Рассмотрим в рамках современных научных представлений, как конкретно решалась эта проблема и как создается научная картина мира Этапы развития и становления естествознания Ёсли вы хотите узнать природу и оценить ее красоту, то нужно понимать ее язык, на котором она разговаривает. 0на дает информацию лишь в одной форме, и мы не вправе требовать от нее. чтобы она изменила свой язык, чтобы привлечь наше внимание. Ρ. Фейнман Обучение редко приносит плоды кому-либо, кроме тех. кто к этому предрасположен, но оно им почти не нужно. Высказывание Гиббонса, приведенное Р. Фейманом в своих лекциях по физике Наука о природе зародилась в Древней Греции более 2500 лет назад как единая натуральная философия. Естественной базой ее возникновения и развития явились наблюдения пытливых людей над окружающим их миром. Из этих наблюдений делались заключения и обобщения и строились теории. Поскольку в начальный период становления единой науки не было измерений, а были лишь наблюдения и рассуждения, то первые наблюдатели облекали свои выводы в некие философские категории. Все естественно-научные знания и представления о природе в то время не разделялись на отдельные области знания и тем самым составляли единую науку, основой которой были логические рассуждения и умозаключения о том, что наблюдалось. Отсюда и произошло название натурфилософия, т. е. мудрые рассуждения о природе (натура природа, философия любовь к мудрости). Эти теоретические представления были наивными и часто ошибочными. Но наряду с накоплением знаний шел их анализ и в виде пророческих догадок формировались многие идеи, которые сейчас подтверждаются в современной естественно-научной картине мира. Приходится удивляться гениальности догадок греческих философов, если учесть уровень развития науки тех времен. Так, основатель ионийской философской школы Фалес (до н.э.) 11 учил, что звезды состоят из такого же вещества, что и Земля. Анаксимандр (до н.э.) утверждал, что миры возникают и разрушаются. В материалистической философской школе Эпикура (до н.э.) учили множественности обитаемых миров, причем считали эти миры подобными нашей Земле. Например, эпикуреец Митродор утверждал, что «считать Землю единственным населенным миром в беспредельном пространстве было бы такой же вопиющей нелепостью, как утверждать, что на громадном засеянном поле мог бы вырасти 15

16 только один пшеничный колос». Представителей натуральной философии Древней Греции считают первыми естествоиспытателями в понимании единства мира в целом. В античном естествознании укрепилось представление о материальной первооснове всех вещей и вечного движения. В качестве первоосновы того, из чего состоит мир и все сущее, предлагались: огонь, вода, воздух и некое начало «айперон». Так, Гераклит Эфесский (V в. до н.э.), считавший началом всего, что есть на свете, огонь, сформулировал идею о единстве мира и его изменчивости («все течет, все меняется, ничто не вечно, кроме перемен»). Идея о непрерывности движения («мир един, был, есть и будет вечно новым») в целом хорошо согласуется с современными представлениями о движущейся материи Программа Платона В развитии древнегреческого естествознания можно выделить три научные программы: идеалистическую Платона (до н.э.) и две материалистических Аристотеля и Демокрита (до н.э.). Научную программу Платона можно назвать математической, поскольку в смысле понимания роли количественных вычислений в научном изучении мира она во многом определила путь развития естествознания. В ее основе лежит идея Пифагора (VI в. до н.э.), что «числа суть вещей». Платон утверждал, что «Бог это геометр». Несмотря на то что Платон признавал материальный мир состоящим из четырех субстанций: огня, воздуха, воды и земли, он приписывал частицам, из которых они состоят, различную геометрическую форму в виде многогранников: для огня тетра- 12 эдры, для воздуха октаэдры, для воды икосаэдры, для земли кубы, т. е. вводил абстрактные топологические понятия. Это было связано с идеалистическими представлениями Платона о том, что материальный мир бытия является лишь отражением мира идей человека, его представлений, а не реально существующей материей. Поэтому математическим построениям и численным абстракциям программы Пифагора Платона отводилась почти мистическая роль, проявляющаяся до настоящего времени в религиозных канонах, астрологии и магии, а в науке в некоторых «таинственных» математических числах: 3, ; 1 / 137 ; 1, и т.д., смысл значений которых (почему они именно такие) так до сих пор и не ясен. В этой программе была выдвинута также идея о вращении всех небесных тел, включая Солнце, по сферам вокруг центрального огня. Она возникла из наблюдений звездного неба и периодических смен дня, ночи, зимы, лета и отражала существовавшие тогда представления о мире. Заметим, что в III в. до н.э. Аристарх Самосский (IV III вв. до н.э.) предложил идею о гелиоцентрическом строении Вселенной и движении всех небесных тел вокруг Солнца. Эта идея была возрождена Н. Коперником () позднее, в средние века Представления Аристотеля Общей чертой континуальной программы Аристотеля и атомистической Демокрита является их материалистичность. Согласно континуальному подходу весь материальный мир состоит из непрерывной субстанции, находящейся в постоянном движении. Все объекты природы («существующие вещи») не возникают и не уничтожаются, а существуют вечно и проявляются в различных формах этой субстанции, преобразуясь из одной формы в другую. Эта физическая по своей сути программа Анаксагора Аристотеля также созвучна современным представлениям о формах существования и движения материи еще и потому, что предполагала наличие в каждом объекте всех «вещей» («все во всем» или «во всем есть часть всего»). На современном научном языке это и есть строение вещества из элементарных частиц. Аристотель считал, что мир представляет собой вращающийся Космос и его движение началось в каком-то малом 13 объеме пространства от первоначального толчка, и это хорошо согласуется с одной из современных теорий происхождения Вселенной Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной. Сам Космос является некой ограниченной сферой, в центре которой расположена Земля. Пространство и время существуют только в пределах этого Космоса и заполнены «первичной материей». Первичная материя под воздействием комбинации «первичных сил» горячего, холодного, сухого и мокрого переходит в одну из 16

17 четырех «стихий»: огонь, воздух, воду и землю. Стихии, в свою очередь, могут как переходить из одной в другую, так и вступать в различные соединения и образовывать «вещества»: камни, металлы, мясо, кровь, глину, шерсть и т.д. И как логичный результат из веществ создаются тела. Аристотель ввел также понятие естественных и насильственных движений тел. Для земных тел естественным является перемещение или вниз («тяжелые» тела), или вверх («легкие» тела), причем считалось, что причина естественных движений заложена в их природе. Для небесных тел естественным предполагалось их круговое движение вокруг Земли как центра Космоса. Насильственное движение объяснялось действием сил на тела, и оно прекращалось, если сила переставала действовать. Представления об естественных и насильственных силах и вызванных ими движениях вытекали из повседневной практики и наблюдений за движением тел в реальной жизни и были приняты в науке до XVIII в. К этому времени представление о силе как причине движения стало основой классической механики Галилея Ньютона. Заметим, что именно Аристотель первым ввел термин «физика» для обозначения учения о природе. Поэтому с формальной точки зрения Аристотель первый физик, хотя к первым физикам можно отнести и Анаксагора с его идеей движущейся материи, и Пифагора, поскольку он первым изучал и описал появление разных звуков в зависимости от длины струны. Аристотелем была написана 61 книга, и в истории науки вплоть до нашего времени, вероятно, не найти ни одной фигуры, равной Аристотелю по широте охвата исследованных им областей знания, уровню новизны и глубины исследований в каждой из этих областей и степени влияния на последующее развитие научной мысли. Он по праву считается античным классиком и не только естествознания. Не забудем, что Аристотель был и учителем выдающегося полководца Александра Македонского (до н.э.) Модель Демокрита Атомистическая программа Левкиппа Демокрита (V в. до н.э.) была основана на идее существования мельчайших, более неделимых частиц атомов, которые и составляют весь материальный мир. Атомы двигаются в пустоте и разнообразны по форме, при столкновениях они сцепляются и образуют тела, причем разнообразие тел объяснялось различностью атомов. Можно и здесь увидеть наивный, но в целом правильный с точки зрения современной науки взгляд на мир. В этом атомистическом мире находилось место и Богам. Они тоже были из атомов, но недоступных органам чувств человека. Естественно, Богам приписывался высший разум, который и управляет всем миром. Этой атомистической программе был присущ жесткий детерминизм, сохраненный впоследствии и в механике Галилея Ньютона, т.е. любое движение материи предполагалось необходимым, обусловленным какими-то причинами. Случайность полностью исключалась из картины мира. Она считалась субъективной и объяснялась недостаточностью человеческих знаний. В то же время последователь Демокрита Эпикур высказывал предположение о существовании объективной случайности. Атомистическая теория, как более ранняя, была вытеснена континуальной. Ее реабилитация началась лишь в XVII в. Отметим также, что еще в I в. до н.э. Лукреций Кар (99 55 до н.э.) в своей книге «О природе вещей», посвященной Эпикуру, в поэтической форме изложил много идей материалистичности мира, связи пространства, времени и материи, дискретности материи и относительности движения. В заключение краткого рассмотрения этапов развития античного естествознания отметим, что в поэме Лукреция Кара кроме естественно-научных вопросов рассматривались общегуманитарные проблемы жизни, смерти, духовности, этики и морали, и главным в этой попытке понять окружающий мир были целостность восприятия, представление, что мир един; и описание его строения основывалось именно на таком, холистическом, как сейчас говорят, подходе. Дальнейшее развитие миропонимания при переходе к количественному описанию процессов движения материи шло через механистические представления о природе. Это было связано с именем Г. Галилея (), который объединил физику и математику, ввел понятия инерции, системы отсчета, ускорения как причины движения, принцип относительности и ряд других параметров движения

18 1.2. Проблемы естествознания на пути познания мира Что вы не понимаете, то не принадлежит вам. И. Гёте Не то, что мните Вы, природа Не слепок, не бездушный лик, В ней есть душа, в ней есть свобода, В ней есть любовь, в ней есть язык. Ф. Тютчев В основе объяснения явлений природы с точки зрения физики и различных ее применений в технике лежат некоторые фундаментальные физические понятия и принципы. К наиболее общим, важным, фундаментальным принципам или концепциям физического описания природы относятся материя, движение, пространство и время. Раскрывая их содержание, отметим, в первую очередь строение материи, т.е. из чего состоит окружающий нас мир, в том числе и мы сами. Это теория элементарных частиц в ее современном представлении и движение материи в широком смысле этого слова, а также взаимодействие частиц и полей друг с другом. К другим фундаментальным принципам относятся такие понятия: законы сохранения, симметрия асимметрия, порядок беспорядок, дискретность непрерывность, вероятностный, т.е. статистический, подход к описанию явлений. Классическая физика дала почти универсальный рецепт описания и понимания простого движения и объяснила действие и построение технических механизмов и машин на основе представлений Галилея Ньютона. Но это относилось именно к механическому движению, а не к изменениям вообще, например в живом организме Физический рационализм Сформировалось представление (и надолго около 200 лет!), что классическая механика как часть физики может объяснить все возможные явления в природе. Такой взгляд привел к возникновению в XVIII в. рационального научного подхода, логично и правильно описывающего, как казалось, окружающий мир. Такое положение возвеличивало физику как науку, и позволило Резерфорду впоследствии в шутку сказать: «Все науки делятся на две группы: физика и коллекционирование марок». 16 На основе рационального научного подхода возник «физикализм» общенаучная парадигма, объясняющая любые процессы в живой и неживой природе, социуме, обществе в целом по аналогии и в соответствии с физическими принципами, разработанными в классической механике. Известно, что французский дипломат Талейран () использовал механику Д"Аламбера (), считая, что на ее основе он сможет логично и неоспоримо убедить коллег в своей правоте. Другой пример, ставший классическим: когда Наполеон, ознакомился с космологической теорией Лапласа (), классика той механики, то заметил автору, что в этой механике нет места Богу. На что Лаплас ответил: «Sire, je n"avais pas besoin de cette hypothese» {«Мой император, этой гипотезы мне не понадобилось»). Французские мыслители-утописты К. Сен-Симон () и Ш. Фурье () применяли идеи механики для использования их в социальных науках. По существу, это была попытка свести естествознание того времени к сумме известных тогда физических законов. Философской основой такого подхода, ведущего к строгому детерминизму причинно-следственных связей, в том числе и в количественных значениях, было фундаментальное разграничение между миром и человеком, введенное Р. Декартом. Как следствие этого разграничения возникла уверенность в возможности объективного описания мира, лишенного упоминаний о личности наблюдателя, и наука видела в таком объективном описании мира свой идеал и предназначение. Конечно, сейчас мы понимаем, что это неверно: классическая механика работает лишь в определенных пределах, при скоростях распространения взаимодействия, меньших скорости света, и массах, больших грамма. Некорректен и другой, гуманитарный подход к объяснению мира на основе антропоцентризма, согласно которому предметы неживой природы, растения, животные и даже боги в древности уподоблялись человеку. Впоследствии оказалось, что этот довольно наивный подход более близок и понятен человеку и в современном естествознании был возрожден в виде антропного принципа. 18

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студентов вузов / В. В. Горбачев. М.: 000 «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: 000 «Издательство «Мир и Образование», 2003. 592 с. ил.

Концепции современного естествознания. Горбачев В.В. 2-е изд., испр. и доп. М.: ОНИКС 21 век, Мир и Образование», 2005. 672 с. В учебном пособии изложены физические принципы, позволяющие объяснить окружающий

Оглавление Введение...9 Глава 1. Предмет и структура естествознания... 12 1.1. Наука. Функции науки... 12 Наука как отрасль культуры...13 Наука как способ познания мира...15 Наука как социальный институт...17

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОУ ВПО «МОСКОВСКАЯ АКАДЕМИЯ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА» Институт экономики Кафедра математики и информатики УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе д.э.н., профессор

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

СТАНДАРТ СРЕДНЕГО (ПОЛНОГО) ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ Изучение естествознания на базовом уровне среднего (полного) общего образования направлено на достижение следующих целей:

Содержание Введение...9 Глава 1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ЕДИНАЯ НАУКА О ПРИРОДЕ... 13 1.1.Естественно-научная и гуманитарная культуры... 13 1.2.Место науки в системе культуры и ее структура... 14 1.3.Характерные

ПРИМЕРНЫЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО КСЕ для студентов очной формы обучения 1. Наука. Значение науки. Классификация наук по предмету познания и решаемым задачам. Интеграция и дифференциация в современной науке.

Концепции современного естествознания. Бочкарев А.И., Бочкарева Т.С., Саксонов С.В. Тольятти: ТГУС, 2008. 386 с. Учебник написан в строгом соответствии с Государственным образовательным стандартом по дисциплине

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение... 8 Раздел I. Естественно-научная и гуманитарная культуры, методы научного познания Глава 1. Концепции и культура современного естествознания 1.1. Две культуры в жизни одного общества:

Ерилова Т.В. Концепции современного естествознания [Электронный ресурс] : электронный учебно-методический комплекс. Ч. 1 / Т.В. Ерилова, С.И. Конев; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк: СибГИУ, 2010.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный университет им. А.М. Горького» Математико-механический факультет

АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ По направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика Профиль «Прикладная информатика в менеджменте» «Концепция современного естествознания» 1. Цели и задачи

1. Цели и задачи дисциплины Цели: На основе изучения концепции глобального эволюционизма сформировать у студентов: - целостный взгляд на развитие объективного мира как неразрывного единства природы, общества

Приложение ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ НА СЕМИНАРАХ, ТЕМЫ ДОКЛАДОВ И РЕФЕРАТОВ Тема 1 ВЗАИМОСВЯЗЬ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ФИЛОСОФИИ 1. Натурфилософская концепция соотношения философии и естествознания: сущность, основные

Тематический план изучения учебной дисциплины для студентов специальности 080109.65 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит» очной формы обучения раздела темы Наименование разделов и тем Количество часов по

Мансуров А. Н. Мансуров Н.А. Методические рекомендации к УМК «Физика 10,11» Мансурова А.Н., Мансурова Н.А. при изучении физики в классах средней школы с гуманитарным и социально- экономическим профилем

1. Целью изучения учебной дисциплины «Современная научная картина мира» является: Формирование у студентов понимания сущности фундаментальных законов природы, составляющих каркас современных естественных

1 Цели и задачи дисциплины: Цель учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» - формирование у обучаемых научного мировоззрения, повышение общекультурного статуса и уровня эрудиции в области

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

2 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. Концепций современного естествознания (КСЕ) является обязательным компонентом в подготовке бакалавров и специалистов по гуманитарным направлениям. Это принципиально новая

Биология 10 11 классы Рабочая программа предмета «Биология» для 10-11 классов разработана в соответствии с ФЗ РФ «Об образовании в РФ» (от 29.122012г. 273-ФЗ); Федеральный государственный образовательный

Автономная некоммерческая профессиональная образовательная организация «КУБАНСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ» АННОТАЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНАМ ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ СРЕДНЕГО ЗВЕНА 38.02.06

1. Перечень компетенций с указанием этапов (уровней) их формирования. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИП- ЛИНЫ (ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ) ОПК-1-способность использовать

1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ Одной из основных проблем, с которыми приходится иметь дело любому человеку на протяжении всей жизни, является проблема взаимопонимания.

Г. Занятие 5. 3часа Тема: Эволюция представлений о пространстве и времени. Специальная и общая теории относительности. Принципы симметрии, законы сохранения. Основные вопросы темы: 1. Пространство и время

1.Цели и задачи дисциплины. 3 4 1. Цель и задачи дисциплины 1.1. Цель дисциплины сформировать представления об основных закономерностях естествознания в рамках научных парадигм от момента рождения Вселенной,

БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ НАУЧИТСЯ Приводить примеры роли естествознания в формировании научного мировоззрения на основе эволюции естественнонаучной картины мира (физическая, механическая, электродинамическая, квантово-полевая),

Ã. À. Áîðäîâñêèé ÔÈÇÈ ÅÑÊÈÅ ÎÑÍÎÂÛ ÅÑÒÅÑÒÂÎÇÍÀÍÈß УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ АКАДЕМИЧЕСКОГО БАКАЛАВРИАТА 3-е издание, исправленное и дополненное Ðåêîìåíäîâàíî Ó åáíî-ìåòîäè åñêèì îòäåëîì âûñøåãî îáðàçîâàíèÿ â

ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА Физическая картина мира это система самых общих представлений о строении, взаимодействии и движении материи от уровня элементарных частиц до галактик, описываемых как универсальными,

А.И. Бочкарёв, Т. С. Бочкарёва, С. В. Саксонов Допущено Научно-методическим советом по физике Минобрнауки РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ (МИИГАИК) Аннотация рабочей программы дисциплины Концепции современного естествознания

Выписка из ГОС ВПО по направлению подготовки дипломированного специалиста 061100 - "Менеджмент организации" Концепции современного естествознания Индекс Дисциплина и ее основные разделы Всего часов ЕН.Ф

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студ. вузов / Татьяна Яковлевна Дубнищева. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 608с. В пособии через

Учебное пособие написано в соответствии с Государстве ным стандартом Р Ф по дисциплине «Концепции современн го естествознания», входящей в цикл общих математичесы и естественнонаучных дисциплин, и предназначено

А.А. Горелов Концепции современного естествознания Конспект лекций Учебное пособие КНОРУС МОСКВА 2013 УДК 50(075.8) ББК 20я73 Г68 Рецензенты: А.М. Гиляров, проф. биологического факультета МГУ им. М.В.

Гарант дисциплины: Ягафарова Г.А. и.о. заведующего кафедрой экологии, кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры экологии Сибайского института (филиал) ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»

1. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине. Общие сведения 1. Кафедра Математики, физики и информационных технологий 2. Направление подготовки 44.03.05

Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИКА И ЕЕ СВЯЗЬ С ДРУГИМИ НАУКАМИ И ТЕХ- НИКОЙ. МАТЕРИЯ. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ МАТЕРИИ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ МАТЕРИИ.

НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КОЛЛЕДЖ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА И СОЦИАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.19 «КОНЦЕПЦИИ

Шифр специальности: 09.00.01 Онтология и теория познания Формула специальности: Содержанием специальности 09.00.01 «Онтология и теория познания» является разработка современного научно-философского миропонимания

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА БИОЛОГИЯ на уровень среднего общего образования (ФГОС СОО) (базовый уровень) ПЛАНИРУЕМЫЕ ПРЕДМЕТНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОГО ПРЕДМЕТА «БИОЛОГИЯ» В результате изучения учебного предмета

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

1. Общие положения В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь: Ориентироваться в наиболее общих философских проблемах бытия, познания, ценностей, свободы и смысла жизни как основе

Биология 10-11 классы В результате изучения курса биологии на уровне среднего общего образования: Выпускник на базовом уровне научится: раскрывать на примерах роль биологии в формировании современной научной

Е.И. Петрова Симметрия в природе Процесс познания законов природы привел человечество к выводу, что эволюция состоит в сосуществовании двух противоположных тенденций: с одной стороны, это стремление к

Генкин Б. И. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ Учебное пособие. Санкт-Петербург: http://auditori-um.ru, 2012 ВВЕДЕНИЕ Cлово "физика" происходит от греческого слова physis природа. Физика наука о наиболее общих

Рабочая программа по биологии Класс: 10-11 Учитель:Соловьева В.М. Количество часов: всего 68 часов. 10 класс всего 34 часа; в неделю: 1 час. 11 класс всего 34 часа; в неделю: 1 час. Самара 2018 Пояснительная

Тема 8. ОНТОЛОГИЯ: «БЫТИЕ» И «МАТЕРИЯ» КАК ИСХОДНЫЕ ФИЛОСОФСКИЕ КАТЕГОРИИ Цели и задачи лекции: - осмыслить суть философского учения о бытии мира; - выявить содержание основных категорий философской онтологии;

Аннотация рабочей программы по естествознанию 10-11 класс Рабочая программа составлена на основе Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования. (Приказ Министерства

Л.А. Сергеева Современная физическая картина мира: философский аспект Физика терминологически берет свое начало от греческого «физис» «природа», и в этом смысле физика в античном мире была тождественна

2 Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее ФГОС) по специальности (специальностям) среднего профессионального образования

Начала современного естествознания. Концепции и принципы. Савченко В.Н., Смагин В.П. Ростов н/д.: Феникс, 2006. 608 с. В данном пособии самым подробным образом рассмотрены основные естественноисторические

Горбачев ксе. Концепции современного естествознания. Горбачев В.В. планета ГДЗ. Роль асимметрии в возникновении живого

Транскрипт

Похожие статьи

Докучные сказки Докучная сказка про кота

Как придумать сказку вместе с детьми: советы Джанни Родари

Викторина для подростков "все обо всем" классный час на тему

Кавказцы в армии и идеалист акопов

Дамба Три Ущелья в Китае: интересные факты

Орбитальный телескоп Хаббл: история великих открытий Что такое хаббл

Подпишитесь на новости