Pagina curentă: 1 (totalul cărții are 51 de pagini) [extras de lectură disponibil: 34 de pagini]

Font:

100% +

Stepan Karpenkov
Concepte ale științelor naturale moderne

PREFAȚĂ LA EDIȚIA A DOISprezece

Dedicat tinerilor obsedați de setea de cunoaștere - o sursă de armonie și perfecțiune

Manualul propus, împreună cu alte cărți ale autorului, a fost distins cu un înalt premiu de stat - Premiul Guvernului Federația Rusăîn domeniul educaţiei.

Au trecut mai bine de cincisprezece ani de la prima ediție (1997) au arătat că acest manual s-a dovedit a fi util și interesant pentru o gamă largă de cititori și, mai ales, pentru studenții universitari. institutii de invatamant, inclusiv absolvenți care decid să obțină un al doilea educatie inalta. Acest lucru este dovedit de numeroasele sale retipăriri.

Conținutul manualului este de natură interdisciplinară: acoperă o gamă largă de cunoștințe despre natură de care toată lumea are nevoie persoană educată. O astfel de cunoaștere este resursa de bază pentru dezvoltarea societății, puterea creatoare a omenirii și un mijloc eficient de conservare. stare naturală natură.

Ca urmare a studierii conceptelor științelor naturale moderne, studentul ar trebui să știe:

- principalele prevederi ale cunoasterii lumii;

– legile fundamentale ale naturii;

– concepte de dezvoltare în științe naturale;

– fundații de științe naturale tehnologii moderne, energie și ecologie;

– modalităţi de rezolvare a problemelor din ştiinţele naturii;

- pe baza cunoștințelor științelor naturii, să își concentreze activitățile practice pe conservarea naturii și a resurselor sale cele mai bogate;

- acordă toată asistența posibilă în rezolvarea problemelor din știința naturii;

stapaneste abilitatile:

– aplicarea practică a cunoștințelor despre natură ca resursă de bază pentru dezvoltarea economică;

- organizarea activitatii muncii cu o combinatie armonioasa a naturii si a omului;

fi competent:

– în rezolvarea problemelor practice de conservare a biosferei și salvare a vieții pe Pământ.

Mai multe ediții ale manualului propus au fost revizuite, completate și schimbate. Față de prima ediție, cea mai recentă ediție este, în esență, o carte nouă cu elemente didactice care corespund standardelor educaționale de stat. Toate capitolele sale includ informații noi și cele mai recente realizări științifice naturale.

Manualul este destinat studenților instituțiilor de învățământ superior care studiază în domeniile și specialitățile management, economie, drept, turism, antreprenoriat, afaceri, ecologie, sociologie etc., cursuri de zi, serale și prin corespondență.

DE LA PREFAŢĂ PÂNĂ LA EDIŢIA A ŞAPTEA

Odată cu acumularea de noi materiale și informații, edițiile ulterioare au fost semnificativ îmbunătățite, completate și le-au fost aduse corecții și clarificări. La finalizare, s-au luat în considerare mulți ani de experiență în predarea și conducerea orelor practice pentru studenți de diferite specialități. Ca urmare, manualul a fost îmbunătățit și modificat: numărul de capitole a fost redus de la nouăsprezece (în prima ediție) la unsprezece (în edițiile ulterioare), informațiile învechite au fost înlocuite cu altele noi, unele secțiuni au fost redactate din nou etc. a șaptea ediție a fost revizuită și corectată.

Paginile cărții sunt împrăștiate cu boabe prețioase adunate de-a lungul mileniilor de multe generații de oameni de știință a naturii și conținând cele mai necesare, îndrumătoare, fără de care este imposibil să începi vreo lucrare de creație.

Conceptele științelor naturale moderne sunt cea mai importantă verigă care leagă știința naturii și cunoștințele umanitare și consolidează baza fundamentală a tuturor formelor de educație.

LA lumea modernă se apropie rapid de crize economice, de mediu, spirituale și morale. Ieșirea din ele este foarte posibilă dacă fiecare persoană care trăiește pe planeta noastră trezește voința către adevărul natural-științific și spiritual-moral și dacă fiecare persoană își aduce contribuția, deși mică, dar fezabilă la soluționarea acestei probleme complexe, globale. . Această carte vă va ajuta să găsiți propriul mod de a cunoaște adevărul.

Când studiem conceptele științelor naturale moderne, este util să ne amintim instrucțiunile publicistului rus D.I. Pisareva (1840-1868): „Trebuie să înveți la școală, dar mai trebuie să studiezi după ce ai plecat de la școală”.

DE LA PREFAȚĂ PÂNĂ LA EDIȚIA A V-A

Cea de-a cincea ediție propusă a acestui manual a fost revizuită și, în comparație cu cea anterioară, conține informații noi despre cele mai recente realizări majore în domeniul științelor naturii.

Manualul este format din patru părți. Partea I susține semnificația practică a științelor naturale în societate modernăși sunt luate în considerare principalele prevederi ale cunoștințelor natural-științifice ale lumii înconjurătoare. Partea a II-a prezintă legile și conceptele fundamentale ale științelor naturale. Partea a III-a este dedicată conceptelor științelor naturale ale dezvoltării proceselor în natură. Partea a IV-a tratează bazele științelor naturale ale tehnologiilor moderne, energiei și ecologiei.

Materialul manualului este prezentat în cadrul unor concepte - idei fundamentale și o abordare sistematică - și este prezentat într-o formă vizuală și accesibilă.

DE LA PREFAȚĂ LA PRIMA EDIȚIE

În societatea modernă, se acordă multă atenție nu numai diferitelor ramuri ale științei naturale, ci și dezvoltării rapide a tehnologiei înalte, energiei și ecologiei. Acest manual este dedicat conceptelor fundamentale ale științelor naturale și fundamentelor științifice naturale ale tehnologiilor moderne, energiei și ecologiei.

Este alcătuit din cinci părți, care expun succesiv principalele probleme prevăzute de standardele de învățământ de stat pentru studierea disciplinei „Concepte de științe naturale moderne” în instituțiile de învățământ superior.

Manualul este scris la nivelul conceptelor problemelor de științe naturale, adică luând în considerare ideile fundamentale, sistemele de vederi asupra problemelor studiate. La prezentarea materialului se folosesc termeni larg cunoscuți și formule matematice simple, care reflectă legile fundamentale ale naturii. Esența științifică naturală a problemelor abordate este prezentată într-o formă accesibilă pentru o gamă largă de cititori.

Cartea este destinată studenților instituțiilor de învățământ superior de zi, de seară și forme de corespondență predarea specialităților economice, juridice, filozofice și a altor specialități umanitare.

INTRODUCERE

În cele din urmă, dau o mână de ajutor unei științe cu adevărat utile.

Horaţiu

Fiecare persoană, începând de la o vârstă foarte fragedă, se distinge prin curiozitate - o dorință firească de a cunoaște lumea din jurul său. „Curiozitatea se aseamănă cu o persoană atât luminată, cât și sălbatică”, a spus remarcabilul istoric și scriitor rus N.M. Karamzin (1766–1826). Odată cu vârsta, curiozitatea inconștientă se dezvoltă treptat în curiozitate - o dorință conștientă de a învăța legile care guvernează natura, de a învăța cum să le aplice în munca proprie, prevăzând posibilele consecințe. Legile naturii și modurile în care sunt aplicate reflectă experiența concentrată a omenirii. Pe baza acestuia, o persoană este capabilă să se protejeze de greșeli și îi este mai ușor să-și atingă obiectivele dorite. Experiența concentrată a umanității stă la baza oricărei proces educațional.

Știința naturii este un sistem unificat de științe despre legile, fenomenele și proprietățile obiectelor naturii, inclusiv multe ramuri - științele naturii.

Cele mai importante realizări ale științei naturii constituie baza fundamentală a tehnologiilor moderne de știință intensivă pentru producerea diferitelor produse, inclusiv bunuri de larg consum. Pentru a ști la ce preț sunt oferite astfel de produse - cea mai importantă componentă a economiei, care sunt perspectivele de dezvoltare a tehnologiilor moderne care sunt strâns legate de problemele economice, sociale și politice, avem nevoie de cunoștințe fundamentale despre natură - naturală. cunoștințe științifice. Cunoașterea științifică a naturii a devenit în vremea noastră o sferă de acțiuni active și reprezintă resursa de bază a economiei, depășind resursele materiale în semnificația ei: capital, pământ, muncă etc. Cunoașterea științifică naturală și tehnologiile moderne bazate pe acestea formează un nou imaginează viața, iar o persoană cu studii superioare nu se poate îndepărta de cunoștințele fundamentale despre lumea din jurul său fără a risca să fie neajutorat în activitățile sale profesionale. „Fără științele naturii, nu există mântuire pentru omul modern; fără această hrană sănătoasă, fără această educație strictă a gândirii prin fapte, fără această apropiere de viața din jurul nostru ”, scriitorul și filozoful rus A.I. a dat o evaluare atât de înaltă a cunoștințelor științelor naturale. Herzen (1812–1879).

Dacă expunem în detaliu cunoștințele de științe naturale acumulate în toate ramurile științelor naturii, vom obține un volum uriaș, poate necesar, dar de puțin folos chiar și pentru specialiștii în științe ale naturii, ca să nu mai vorbim de specialiști în științe umaniste și socio-sociale. zonele economice. Sarcina prezentării este și mai complicată de faptul că forma sa trebuie să fie accesibilă studenților al căror viitor activitate profesională nu are nimic de-a face cu stiintele naturii. Pentru a rezolva această problemă, este nevoie de un principiu filosofic generalizator. Esența sa constă în prezentarea cunoștințelor științifice naturale în cadrul unor concepte - idei fundamentale și o abordare sistematică. Principiul conceptual permite studenților să obțină cunoștințe fundamentale și complexe despre natură și, pe baza lor, să studieze mai profund discipline înalt specializate.

Mijloace moderneștiințele naturii fac posibilă studierea multor procese dintre cele mai complexe la nivelul nucleelor ​​atomice, atomilor, moleculelor, celulelor și apoi sintetizarea unor substanțe cu proprietăți neobișnuite, care nu existau anterior în natură, și din acestea să se producă noi materiale pentru diverse mașini, dispozitive, produse etc. În plus, datorită unor astfel de cercetări, se cultivă plante de cultură cu randament ridicat, se dezvoltă tratamente extrem de eficiente pentru boli etc.

Orice domeniu promițător al activității umane este asociat direct sau indirect cu o nouă bază materială și noile tehnologii, iar cunoașterea esenței lor științifice naturale este cheia succesului. Fără cunoștințe fundamentale despre natură, o eroare opinie publica ducând la o decizie părtinitoare, așa cum sa întâmplat, de exemplu, cu anunțul nejustificat al unui moratoriu temporar (1975-1985) asupra ingineriei genetice. În consecință, cunoștințele de științe naturale sunt necesare nu numai pentru specialiștii de înaltă calificare, ci și pentru orice persoană educată, indiferent de domeniul său de activitate.

În căutarea valorilor materiale, umanitatea modernă a depășit deja limitele stării stabile a biosferei, care include toate ființele vii împreună cu mediul. Aceasta înseamnă că, ca urmare a invaziei civilizației în natură, a fost deja perturbat un echilibru stabil, ceea ce asigură pentru o lungă perioadă de timp circulația substanțelor. Aceasta amintește de fenomenele naturale distructive care au devenit mai frecvente în ultimul deceniu: uragane, tornade, inundații, cutremure, secete, provocând pagube materiale enorme și însoțite de un număr tot mai mare de victime umane.

Transformarea unei societăți moderne de consum într-o societate iluminată dezvoltată spiritual este o sarcină extrem de dificilă. Poate fi rezolvată doar prin dezvoltarea întregului sistem de educație de către forțele comune ale oamenilor educați, pentru care steaua călăuzitoare nu este luxul, nu profitul și alți idoli seducătoare, ci tărâmul bunătății, libertății și adevărului. Calea nobilă, dar spinoasă către o astfel de împărăție începe cu educația prin iubire în cea mai fragedă copilărie, când se pune bazele spirituale și morale pentru asimilarea cunoștințelor la toate nivelurile de educație și continuă pe parcursul vieții fiecărei persoane.

Cunoașterea nu vine de la sine. Trebuie să muncești din greu și să studiezi din greu. „Trebuie să înveți fără să-ți fie rușine și să înveți fără să fii zgârcit”, așa cum a spus în vremuri străvechi cunoscutul gânditor Vasile cel Mare (c. 330–379) și numai în acest caz se poate spera la succes.

PARTEA I ȘTIINȚA NATURII ȘI LUMEA MODERNĂ

Învață, fiule: știința ne scurtează experiențele de viață trecătoare...

LA FEL DE. Pușkin

Pentru noi, știința naturii este însăși pârghia care este singura capabilă să întoarcă întreaga lume către soare.

M. Gorki

Ca urmare a studierii părții I, studentul ar trebui să cunoască:

- obiectul și subiectul de studiu al disciplinei „Concepte ale științelor naturale moderne”;

– probleme moderne de științe naturale;

- principalele prevederi ale cunoasterii stiintelor naturii;

– să-și aplice cunoștințele în rezolvarea problemelor de conservare a naturii;

stapaneste abilitatile:

– atitudine atentă față de natură în orice activitate practică umană.

1. ȘTIINȚA NATURII ȘI MEDIUL

1.1. Cunoașterea și educația în științe naturale

Istoria dezvoltării cunoștințelor despre natură. De-a lungul istoriei dezvoltării societății, la baza educației au stat cunoștințele despre natură, cunoștințele despre om și cunoștințele despre societate. Evident, aceste trei componente ale educației sunt interconectate: natura a dat naștere omului, iar oamenii alcătuiesc societatea. Potrivit proeminentului istoric rus V.O. Klyuchevsky (1841–1911), „personalitatea umană, societatea umană și natura țării sunt cele trei forțe principale care construiesc comunitatea umană... Idealul educației istorice a poporului constă în dezvoltarea completă și armonioasă a tuturor elemente ale vieții comunitare și într-un asemenea raport în care fiecare element se dezvoltă și acționează în măsura semnificației sale normale în componența socială, fără a se slăbi pe sine și fără a-i asupri pe alții.

Îndelungata istorie a dezvoltării civilizației arată că elementele numite ale sistemelor de învățământ diferite ca formă și conținut au fost departe de a fi mereu în deplină armonie și au constituit o unitate armonioasă. Deci, în antichitate, cunoștințele despre natură - cunoștințele științelor naturale - erau de natură descriptivă, speculativă, natural-filosofică. Accentul s-a pus pe cunoașterea umană.

Gânditorul grec antic Socrate (c. 470-399 î.Hr.) credea că funcția principală a cunoașterii este autocunoașterea și creșterea intelectuală, morală, spirituală a unei persoane. Contemporanul său, filozoful grec antic Protagoras (c. 480-410 î.Hr.), a susținut că scopul cunoașterii este de a face activitatea umană mai reușită și mai fructuoasă. Cu toate acestea, ambii filozofi nu credeau că cunoașterea este o cale directă către abilități și abilități. În acele zile, era posibil să stăpânești cutare sau cutare meșteșug de la maestru sau acumulând propria experiență. Până la începutul secolului al XVIII-lea. în Limba engleză conceptul de „meșteșug” a fost exprimat prin cuvântul mister, adică un sacrament, și nu numai pentru că cel care deținea secretul cutare sau cutare meșteșuguri a jurat că nu va dezvălui secrete, ci și pentru că meșteșugul era inaccesibil unei persoane. care nu fusese instruit de un maestru și nu o adoptase în experiența practică.

În Rusia deja în secolul al XIV-lea. a apărut o comunitate unică de maeștri liberi, cunoscută sub numele de „artel”. Spre deosebire de comunități similare din Occident, artela de pe pământ rusesc nu era doar și nu atât o asociație comercială de meșteșugari cu profil îngust în sensul modern, ci mai degrabă o comunitate de credincioși care mărturiseau Ortodoxia și respectau legile libertății și justiției. . Fiind o formă deosebită de muncă socială, artelul a stabilit regulile vieții și a influențat caracterul și comportamentul fiecăruia, răsplătind conform faptelor sale și ale familiei din jur. Demnitatea unei persoane era evaluată, în primul rând, prin apartenența unuia sau altuia de stăpâni.

Nașterea tehnologiei. Odată cu dezvoltarea cunoștințelor științelor naturale, când, începând din secolul al XVIII-lea. primele legi fundamentale ale naturii au fost descoperite cu aplicarea lor practică ulterioară, a apărut conceptul de „tehnologie”. Ea provine din cuvintele techne - artă, meșteșuguri și logo-uri - concept, predare, care împreună înseamnă cunoaștere organizată, sistematizată, cu scop.

Au fost create instituții de învățământ pentru a studia tehnologia. Prima dintre acestea, Școala de Poduri și Drumuri, a fost fondată în Franța în 1747; a fost urmată de Școala de Agricultură în 1770 și de Școala de Mine în 1776 (ambele în Germania). În 1794, în Franța a fost deschisă o instituție de învățământ superior, Universitatea Politehnică. A fost prima universitate tehnică pentru pregătirea inginerilor. În instituțiile de învățământ superior înființate mai devreme, de exemplu, la cea mai veche din Europa, Universitatea din Bologna, deschisă în 1088 în Italia, s-au studiat științe netehnice și nenaturale: matematică, logică, filozofie etc. Mai târziu, practica medicală a fost și transformată într-o ramură sistematizată a cunoaşterii ştiinţifice .

Intrarea în știință și înțelegerea tehnologiei în Rusia a fost determinată de particularitățile naturii și vieții sale economice, împreună cu temperamentul și mintea marilor ruși, care, potrivit V.O. Klyuchevsky, „ei gândesc și acționează în timp ce merg; se pare că poți veni cu un drum strâmb și întortocheat de Marea Rusă? Ca un șarpe care s-a târât prin el. Și încearcă să mergi drept: te vei pierde doar și vei ieși pe aceeași potecă șerpuitoare. Și, în același timp, „nici un singur popor din Europa nu este capabil de o astfel de efort de muncă pentru o perioadă scurtă de timp încât să se poată dezvolta un Mare Rus”.

În cele câteva cronici și coduri găsite ale Rusiei Antice au fost descrise fenomene naturale: eclipse de soare și de lună, aurore boreale, mișcarea cometelor și căderea meteoriților, furtuni, furtuni, inundații; s-au oferit informații tehnice despre tipurile și dispunerea armelor, construcția de cetăți și biserici, turnarea de clopote și tunuri, mecanismul de ceas, construcția de poduri etc. Mai mult, fenomenele astronomice au fost remarcate cu „cu mare precizie”. Timpul ne-a adus numele primului om de știință, astronom și matematician rus Kirik din Novgorod, care a scris în 1136 tratatul științific „Învățarea de către el să cunoască numărul tuturor anilor pentru o persoană”, care nu are niciun analog nici în rusă veche. , sau în literatura bizantină, sau în literatura sud-slavă. Fragmentarea feudală, invazia tătaro-mongolă și alți factori au împiedicat dezvoltarea culturii, științei și educației în Rusia. Dacă în Europa, după invenția tipografiei de către I. Gutenberg (1399–1468), tipografiile s-au înmulțit și cărțile au fost tipărite în latină, atunci în Rusia la acea vreme tocmai se înființa propria tipografie, fondată de Ivan Fedorov (c. 1510–1583), care a publicat în 1564 Prima carte tipărită rusească „Apostol”. O schimbare radicală în dezvoltarea științei, educației și culturii în Rusia a venit sub Petru I (1672-1725).

Odată cu dezvoltarea cunoștințelor de științe naturale în Occident, și mai ales în Marea Britanie, invențiile au început să prindă rădăcini, iar meșteșugul maeștrilor a încetat să mai fie un sacrament și un secret. Ascensiunea către tehnologie din meșteșuguri a fost în mare măsură facilitată de publicarea primei „Enciclopedii”, compilată în 1751-1780. Denis Diderot (1713-1784), Jean d'Alembert (1717-1783) ş.a. În această cea mai mare lucrare fundamentală au fost prezentate informaţii despre multe tipuri de meşteşuguri într-o formă organizată şi sistematizată, ceea ce a făcut posibilă obţinerea de cunoştinţe de specialitate fără fiind angajat ca ucenic. Articole științifice pentru „Enciclopedie” au fost scrise de oameni de știință marcanți din acea vreme - Voltaire (1694-1778), Rousseau (1712-1778) etc.

Primele școli tehnice și „Enciclopedia” au rezolvat cea mai importantă sarcină pentru dezvoltarea științei și tehnologiei - au reunit, sistematizat și făcut publice cunoștințele, deprinderile și secretele diferitelor meșteșuguri, transmise anterior oral din generație în generație timp de multe secole. și chiar milenii. Ei au transformat experiența practică în cunoștințe profesionale, pregătirea practică în manuale, secretele în metodologie și acțiunile concrete în științe aplicate. Toate acestea au contribuit la dezvoltarea științei, tehnologiei și producției industriale.

Universalitatea educației.„Trei căi duc la cunoaștere: calea reflecției este cea mai nobilă cale, calea imitației este cea mai ușoară cale, calea experienței este cea mai amară”, a spus vechiul gânditor chinez Confucius (c. 551-479 î.Hr.). Fără îndoială, așa s-au dezvoltat întotdeauna toate ramurile cunoașterii. Cu toate acestea, dacă în antichitate calea reflecției a predominat, atunci în ultimele secole, experiența, experimentul și practica au devenit decisive - cel mai dificil, dar productiv mod de a cunoaște lumea din jurul nostru, care duce la dezvoltarea cunoștințelor științifice naturale și cu ele științe specializate, de ramură, pentru a obține rezultate concrete utile nu numai individului, ci și societății. Ceea ce este considerat acum a fi adevărată cunoaștere își dovedește în mod constant semnificația practică și este testată de experiență, în practică.

În viziunea generalizată modernă, cunoașterea este o informație care are valoare practică. Recent, în multe țări a avut loc o tranziție către o economie bazată pe mișcarea nu numai a celor tradiționale resurse materialeși bunuri, dar și idei noi și cunoștințe din industrie care alcătuiesc resursele informaționale. Tehnologia informației joacă un rol decisiv în acest sens. Datorită implementării lor, de exemplu, în Statele Unite, creșterea anuală a produsului intern brut este de peste 30%, sau aproximativ 600 de miliarde de dolari, iar conform acestui indicator, industria informației este în fața industriei aviației și auto.

Totuși, abordarea nesistematică a consumului în masă de informații și excesul acesteia generează haos informațional, care depinde de mulți factori și, mai ales, de sistemul de învățământ. Efortul condus de timp pentru specializare restrânsă, mai multe materii în școlile secundare și superioare, suprasaturarea programelor de învățământ, dependența de calculator și alte „inovații” duc la faptul că nu numai profesorii și lectorii, ci și studenții lor - viitori specialiști în diverse industrii - sunt ca constructorii Turnului Babel nu se mai inteleg intre ei. În același timp, universalitatea și amploarea educației se pierd treptat. Redundanța, structurarea excesivă a informațiilor și, împreună cu acestea, haosul informațional se îndepărtează de cunoaștere și, ca urmare, provoacă panică și generează ignoranță. „O societate condusă de panică se îndepărtează de cunoaștere și caută mântuirea în ignoranță”, scriitorul rus M.E. Saltykov-Șcedrin (1826–1889). Odată cu pierderea universalității și a amplorii educației, se pierde oportunitatea de a dobândi cunoștințele practice necesare dezvoltării noilor tehnologii.

În secolul trecut, izolarea cunoștințelor științifice și umanitare naturale a început să se manifeste în mod tangibil și clar, iar între ele s-a format un decalaj uriaș, care a fost atins în anii 50 ai secolului XX. a atras atenția scriitorului englez Charles Snow (1905-1980). În opinia sa, societatea nu poate supraviețui fără cunoașterea casei în care locuiește sau fără cunoștințe despre lumea din jurul ei - fără cunoștințe de științe naturale. Cu toate acestea, în ultimele decenii, astfel de cunoștințe practic semnificative în educația casnică nu au fost acordate atenția cuvenită de către stat, care, prin omisiune, dă preferință educației de arte liberale de masă. Orice societate, ferindu-se de cunoștințele științifice naturale, nu își poate coordona acțiunile cu legile fundamentale ale naturii și mai ales dacă își pierde liniile directoare spirituale și morale. Această idee poate fi continuată prin cuvintele Sanctității Sale Patriarhul Alexei al II-lea al Moscovei și al Întregii Rusii (1929-2008): „Sunt convins că oricât de mult a crescut umanitatea în ultimul secol în proprii ei ochi, trebuie să stea. jos din nou la biroul școlii. Trebuie să învățăm din nou ce și-au pierdut oamenii extazul de-a lungul anilor puterea proprieși mândria - să învețe smerenia, capacitatea de a-și limita în mod ascetic dorințele, ascultarea de voința lui Dumnezeu și un mod moral de viață. Altfel, toate realizările științei și tehnologiei își vor întoarce puterea împotriva noastră, iar Turnul Babel al puterii umane va cădea, îngropându-și constructorii sub dărâmături. Cea mai grea muncă pentru fiecare dintre noi nu va fi externă, ci internă. Evanghelia ne sfătuiește să privim mai întâi în noi înșine.

Mulți cercetători atât din Rusia, cât și din alte țări au ajuns să înțeleagă necesitatea universalității și a naturii fundamentale a educației moderne bazate pe cunoștințele despre natură, om și societate. Au venit în moduri diferite și din motive diferite. Și își propun să rezolve această problemă în moduri diferite: unii văd o cale de ieșire în umanitarizarea științelor naturale și educatie tehnica, și altele - în necesitatea predării științelor naturale pentru studenții din domeniile și specialitățile umanitare. În același timp, ambii ajung la o părere comună: scopul studierii tuturor disciplinelor este același - să asigure viitorul existenței umane în biosferă. Cu toate acestea, un scop clar definit nu definește mijloacele pentru a-l atinge. Într-adevăr, cantitatea de informații necesare studiului este extrem de mare. Apare o întrebare legitimă: este posibil să o studiezi? Și după el, o altă întrebare: cum să o studiez? Se pare că puteți, dacă utilizați principiul conceptual care vă permite să studiați subiectul în cadrul unor idei fundamentale și a unei abordări sistematice. Acest principiu fundamental al educației nu este doar un subiect de discuție, ci și un ghid de acțiune în prezentarea subiectului studiat.

Educația la începutul mileniului.În legătură cu creșterea impactului antropic asupra biosferei și agravarea problemei mediului, învățământul modern în științe naturale devine un mijloc eficient de stăpânire a cunoștințelor nu numai pentru a rezolva multe probleme științifice și tehnologice, ci și pentru a proteja mediul pentru a salva viata pe planeta noastra.

Timp de multe secole, sistemul de învățământ a fost îmbunătățit în mod constant și în timpul nostru vă permite să obțineți o cantitate semnificativ mai mare de cunoștințe într-o perioadă mai scurtă de timp, care este în continuă creștere. Dacă în anii 1870 volumul de cunoștințe al întregii omeniri a crescut de aproximativ două ori într-un deceniu, în anii 1980 - în 5 ani, în anii 1990 - în fiecare an, atunci la începutul acestui secol această perioadă s-a redus la câteva luni.

Dezvoltarea educației este sarcina cea mai importantă a oricărui stat și a umanității în ansamblu. În multe țări, autoritățile luminate sunt conștiente de faptul că investiția în educație – potențial intelectual – este o formă profitabilă de investiție. Cu toate acestea, sistemul de învățământ în tari diferite finanțate în diferite moduri. De exemplu, costul anual al educației per student în SUA este de 18,57 mii de dolari, în Danemarca - 11,60, în Spania - 6,03, iar în Mexic - doar 5,30 mii de dolari.

Creșterea rapidă a volumului de cunoștințe noi, supuse unui model exponențial, necesită o creștere a eficacității antrenamentului și o creștere a duratei acesteia. În prezent, durata medie de studii în Europa este de 15 ani, în America de Nord este de 14 ani, în America de Sud- 13 ani, în Asia - 9,2 ani, în Africa - 7 ani și în întreaga lume - o medie de 10 ani. Se presupune că în următoarele decenii, durata pregătirii necesare unui specialist înalt calificat se va apropia de 18 ani. În ciuda distribuției largi a educației, acesta nu acoperă întreaga populație a globului, nici măcar la nivel primar. Conform statisticilor ONU, aproximativ 3,5 miliarde de oameni din lume știu astăzi să citească și să scrie, adică de aproximativ 3 ori mai mult decât acum 40 de ani. În același timp, aproximativ 900 de milioane de adulți nu știu nici să citească, nici să scrie, iar două treimi dintre aceștia sunt femei. Rata de analfabetism a adulților în multe țări în curs de dezvoltare este de peste 50%: în Nigeria - 80%, în Mali - 73%, în Irak, Etiopia și Bangladesh - 60%, în Pakistan - 58%.

În fiecare an, din 1990, numărul copiilor la școală a crescut cu aproximativ 10 milioane în întreaga lume, iar astăzi sunt aproximativ 700 de milioane. În același timp, peste 100 de milioane de copii de vârstă școlară nu au posibilitatea de a sta la școală birou . Asigurarea învățământului primar universal este una dintre prioritățile formulate în Declarația Mileniului ONU.

Problemele educației au fost discutate în 2006 la summit-ul G8 de la Sankt Petersburg, unde s-au luat decizii privind cooperarea internațională care vizează îmbunătățirea calității. educația naționalăși accesibilitatea acestuia pentru populația generală.

Numai printr-un sistem de educație perfect, inclusiv educație spirituală și morală, societatea modernă va putea păstra mediul natural și va asigura dezvoltarea în continuare a civilizației.

Fructele educației domestice. Nu plonjând în sălbăticia istoriei Învățământul rusesc, se poate susține fără îndoială că sistemul de învățământ a fost tot timpul reformat, deși acest lucru nu a fost întotdeauna necesar. În ultimele decenii, nu a fost nevoie urgentă de reformare a educației. La urma urmei, cu toate defectele structurii sociale anterioare și utopismul ideologiei comuniste, în trecutul recent s-a înființat în țara noastră un sistem de învățământ care a făcut posibil ca toată lumea să primească cunoștințe bune.

Reformele pripite, eșuate, care au început în țara noastră în anii 1990 și continuă sub semnul democratizării, liberalizării, umanizării și altor modernizări au dus nu numai la sărăcirea masivă a poporului rus și la îmbogățirea unui mic grup de oameni de afaceri. liber de conștiință, dar și la o scădere bruscă a nivelului de educație, ceea ce se numește acum calitatea educației la direcția funcționarilor ministeriali. În același timp, politica educației de calitate s-a transformat într-o politică a amăgirii complete. Ca urmare, cunoștințele au fost devalorizate. Am pierdut respectul și onoarea profesorilor și profesorilor. Salariile lor au fost reduse drastic. Înfloresc diverse forme de servicii „educaționale” plătite, sub pretextul cărora mulți șefi ai așa-ziselor instituții de învățământ profită, iar profesorii primesc un salariu mizerabil. Elevii au încetat să asculte de profesori și de părinți, iar elevii au încetat să asculte de profesori. Uneori se comit crime teribile: profesorii și profesorii, străduindu-se să ofere lucrul cel mai prețios - cunoașterea, devin victime ale agresiunii elevilor lor prost-crescuți.

Timpul prețios al tinerilor a început să absoarbă diverse filme și spectacole care prezintă relații intime, jocuri pe calculator și, mai ales, internetul cu servicii seducătoare inepuizabile. Copiii au început să-și arate abilitățile latente de a scrie și de a desena mai activ pe fațadele caselor, pe pereții școlilor și pe birouri. Unele școli și universități au devenit vizuini de dependenți de droguri. Fumatul și chiar alcoolul au intrat la modă, la care copiii sunt introduși în cea mai fragedă copilărie. Iar rezultatul, după cum se spune, nu a întârziat să apară: o mulțime de divertisment a devenit disponibilă pentru copii și adolescenți, unde sub masca recreere culturală tinerii sunt stupefiați și, în acest mediu tulbure, mulți necinstiți fac bani frumoși organizând adunări în care toate mijloacele sunt bune: echipamente audio și video puternice, droguri și alcool.

Judecând după definiția educației dată în Legea Federației Ruse „Cu privire la educație” (educația este educație și formare în interesul unei persoane, al societății și al statului), procesul de educație include o componentă importantă - educația. O educație bună nu poate crește decât pe un sol fertil, cu îndrumări spirituale și morale întărite de educație.

Concepte ale științelor naturale moderne. Karpenkov S.Kh.

Ed. a VI-a, revizuită. si suplimentare - M.: Mai sus. şcoală, 2003. - 488 p.

Manualul este scris în conformitate cu standardele educaționale de stat (GOS 2000). Ea subliniază problemele cunoașterii științifice naturale a lumii înconjurătoare, concepte fundamentale, principii și legile naturii, probleme reale a științei naturale moderne, legată de studiul proceselor naturale și al proprietăților materiei la nivel molecular, reflectă aspectele științifice naturale ale energiei, ecologiei și evidențiază cele mai importante realizări ale științei naturii care stau la baza tehnologiilor moderne de știință intensivă.

Conceput pentru studenții instituțiilor de învățământ superior. Poate fi interesant și util pentru o gamă largă de cititori.

Format: pdf (Ed. a VI-a, revizuită. si adauga., 2003 )

Marimea: 4,6 MB

Descarca: yandex.disc

Format: doc( a 2-a ed., corr. si adauga., 200 0 )

Marimea: 4Mb

Descarca: yandex.disc

PREFAȚĂ LA EDIȚIA A șasea

Prima ediție a cărții propuse a fost publicată în 1997. A fost unul dintre primele manuale dedicate disciplinei „Concepte ale științelor naturale moderne”, studiată de studenții instituțiilor de învățământ superior din zonele socio-economice și umanitare.

Odată cu acumularea de noi materiale și informații, edițiile ulterioare au fost semnificativ îmbunătățite, completate și le-au fost aduse corecții și clarificări. La finalizare, mulți ani de experiență în predarea și conducerea orelor practice în Universitate de stat management. Ca urmare, manualul a fost îmbunătățit și modificat: numărul de capitole a fost redus de la nouăsprezece (în prima ediție) la unsprezece (în edițiile ulterioare), informațiile învechite au fost înlocuite cu altele noi, unele secțiuni au fost redactate din nou etc. a șasea ediție a fost revizuită și corectată substanțial.

În manualul propus, cunoștințele fundamentale ale științelor naturii sunt prezentate într-o formă concisă și accesibilă, i.e. cunoștințe despre natură de care fiecare persoană educată are nevoie nu numai pentru a spune secretele, puterea și frumusețea naturii, ci și pentru a înțelege ce trebuie făcut pentru a conserva mediul și a trăi în armonie cu natura.

Când studiem conceptele științelor naturale moderne, este util să ne amintim instrucțiunile publicistului rus D.I. Pisareva (1840-1868): „Trebuie să înveți la școală, dar mai trebuie să studiezi după ce ai plecat de la școală”.

Cartea este destinată studenților instituțiilor de învățământ superior de cursuri cu frecvență, seral și prin corespondență din specialitățile de economie, drept, management, filosofie, sociologie, ecologie, management, marketing, știința mărfurilor, turism, afaceri, finanțe, antreprenoriat, etc.

Cuvânt înainte ................................................. ............................................................... .............. ................. opt

Introducere ................................................ . ................................................ .. ......... 9

PARTEA I. ȘTIINȚA NATURII ȘI LUMEA MODERNĂ............................ 11

1. Știința naturii și lumea din jur ................................................ .... ................... 13

1.1. cunoștințe de științe naturale și învăţământul modern................................ 13

1.2. Rolul științelor naturii în formarea cunoștințelor profesionale. . optsprezece

1.3. Cunoștințele natur-științifice și sfera managementului ............................................... ..... .23

1.4. Probleme fundamentale și aplicate ale științelor naturii .................................. 27

1.5. Științe ale naturii și matematică ............................................................. ................... ................. 31

1.6. Dezvoltarea științelor naturii și a tendințelor pseudoștiințifice .............................. 35

1.7. Știința naturii și moralitatea ............................................................. ............. ........... 42

1.8. Principiile raționale și iraționale ale cunoașterii.................................................. ...... 46

56

2. Cunoașterea natur-științifică a lumii înconjurătoare .................................. 57

2.1. Procesul cunoașterii științifice naturale ................................................ .............. .57

2.2. Forme ale cunoașterii științifice naturale ................................................ .. ... 62

2.3. Metode şi tehnici de cercetare în ştiinţele naturii .......................................... 70

2.4. Descoperire și dovezi științifice .................................................. ................ .................... 77

2.5. Experimentul - baza științei naturii .................................................. .... ... 82

2.6. Mijloace moderne de cercetare în științele naturii....................... 85

2.7. Cele mai importante realizări ale științelor naturale moderne ................................................ ................ 90

Întrebări de testare................................................. ................................. 93

PARTE II. LEGILE ŞI CONCEPTE FUNDAMENTALE ALE ŞTIINŢEI NATURII

3. Principii și legi fundamentale.................................................. ... ...................... 97

3.1. Fizica este o ramură fundamentală a științelor naturii ................................................ ................ 97

3.2. Materia și mișcarea, timpul și spațiul............................................. 104

3.3. Conceptul de atomism. Discretitatea și continuitatea materiei. . . 108

3.4. Interacțiuni fundamentale .......................... ,...................... . ........ PE

3.5. Principiul relativității ............................................... ................................... 116

3.6. Proprietăţile spaţiului - timp şi legile de conservare .............................. 118

3.7. Legile fundamentale ale lui Newton.................................................. ............. ......... 122

3.8. Proprietățile statistice și termodinamice ale macrosistemelor.... 125

3.9. Legile termodinamice ............................................................. .............................................. 129

3.10.Concept electromagnetic.................................................. ................ ................................. .. 134

3.11.Proprietățile undei corpusculare ale luminii .......................................... .... ... 138

Întrebări de testare................................................. ............................................... 143

4. Nivelurile atomice până la nucleoni ale structurii materiei.......................... 144

4.1. Structura atomilor.............................................................. ..... ................................... 144

4.2. Proprietățile undei corpusculare ale microparticulelor ............................................. .. 147

4.3. Natura probabilistică a microproceselor .................................................. ................ ...... 150

4.4. Sistemele atomice moderne ............................................................. ................................ 153

4.5. Procesele nucleare ............................................................. ................. ................................ ................. 156

4.6. Particule elementare.............................................................. ............................. 164

4.7. Perspective pentru dezvoltarea fizicii microlumilor ........................................ ...... ........ 166

169

PARTEA III . CONCEPTE NATURAL-ȘTIINȚIFICE DE DEZVOLTARE. . . 171

5. Conceptul de dezvoltare și evoluție a Universului ....................................... ....... ............. 173

5.1. Esența conceptului de dezvoltare .................................................. ................................................... 173

5.2. Evoluția Universului ............................................................. ............................. ................................. .176

5.3. Structura universului ............................................................. ............................. ................................. ........ 182

5.4. Mijloace de observare a obiectelor universului............................................. 185

5.5. Problema căutării civilizațiilor extraterestre ................................................ .... ........ 188

5.6. Sistemul solar face parte din univers ................................................ .... ............. 190

5.7. Pământul este o planetă din sistemul solar ................................................ .... ...... 195

Întrebări de testare................................................. ............................................. 202

6. Cunoștințe de științe naturale despre materie .................................................... 203

6.1. Dezvoltarea cunoștințelor chimice .................................................. ................ ................. 203

6.2. Sinteza substanțelor chimice ............................................................. ................ ................... 207

6.3. Cataliza modernă ............................................................. .............. .............................. 212

6.4. Formarea substanțelor terestre și extraterestre............................................................ ... 218

6.5. Resursele naturale de materii prime ................................................ .............................................. 220

6.6. Materii prime organice ............................................................. ............. ................................. 227

6.7. Elemente chimice noi ............................................................. ................ ................. 234

6.8. Procese chimice promițătoare ............................................................. ................... ... 238

6.9. Materiale moderne ............................................................. .............................................. 243

6.10. Materiale promițătoare ............................................................. ................. ................... 252

Întrebări de testare................................................. ................................. 261

7. Nivelul biosferei organizatii materie ................................................. 262

7.1. Originea materiei vii ............................................................. ................ ................... 262

7.2. Purtător de informații genetice ................................................. .................... .............. 264

7.3. Structura și funcțiile proteinelor ............................................. ................ ................. 269

7.4. Structura și tipurile de celule ............................................................. .............. ................... 271

7.5. Originea vieții ............................................................... ................................................... 275

7.6. Contextul ideii evolutive ................................................. ............. ......... 279

7.7. Evoluția vieții.............................................................. ............................................................. .283

7.8. Floră și faună ................................................. . .............. 294

7.9. Omul este un fenomen al naturii ................................................ .. ......................... 302

7.10. Viata umana ................................................ .................................................. ......... 310

7.11. Prelungirea duratei de viață a corpului ............................................. .............. ................................. 321

7.12. Formarea noosferei ............................................................. ................ ................... 327

Întrebări de testare................................................. ............................................. 328

PARTEA IV . BAZELE ȘTIINȚIFICE NATURALE ALE TEHNICII MODERNE
NOLOGIE, ENERGIE ȘI ECOLOGIE................................................ ..... 329

8. Aspecte de știință naturală ale tehnologiilor............................................. ...... ...... 331

8.1. Dezvoltarea instrumentelor tehnologice a informației............................................. .. 331

8.2. Mijloace moderne de acumulare a informațiilor ................................................. .337

8.3. Sistemele multimedia și lumea virtuală .................................................. ... 342

8.4. Tehnologii micro și nanoelectronice ............................................. .............. .344

8.5. Tehnologia laser ............................................................. ................. ................................ ...... 352

8.6. Biotehnologii moderne ............................................................. .............. ................. 359

8.7. Tehnologii genetice ................................................. ................. ................................ ......... 361

8.8. Problema clonării ............................................................. ................ ................................. 364

366

9. Probleme naturale-științifice ale energiei moderne ............................................. 367

9.1. Energia este sursa bunăstării .......................................... .... ............. 367

9.2. Conversie de energie ................................................ ............................. ................. 369

9.3. Eficiența producției și consumului de energie.................................................. .... 373

9.4. Centrale termice ............................................................. ................... .............. 375

9.5. Creșterea eficienței sistemelor energetice.................................................. ... 376

9.6. Surse hidro și surse geotermale de energie ................................................ 382

9.7. Energia solară ............................................... . .............................. 387

9.8. Energie eoliana................................................ ......................................... 389

9.9. Energie nucleara................................................ ............................................... 392

9.10. Particularitățile industriei energetice interne ................................................ ..................... ...... 396

Întrebări de testare................................................. ................................... 398

10. Aspecte natural-științifice ale ecologiei.......................................... 399

10.1. Catastrofe globale și evoluția vieții.................................................. .... 399

10.2. Prevenirea catastrofelor ecologice .................................................. 403

10.3. Dezastrele naturale și clima ............................................................. . ........... 405

10.4. Efectul de seră și precipitațiile acide ............................................. ...... 412

10.5. Conservarea stratului de ozon ............................................................. ............. ................................. 416

10.6. Resursele de apă și conservarea lor ............................................................. ................. ......... . 420

10.7. Consumul de energie și mediul nostru de viață.................................... 422

10.8. Impactul radioactiv asupra biosferei.................................................. .. 425

10.9. Probleme natural-științifice ale protecției mediului ....... 431
Întrebări de testare................................................. ............................................. 434

11. Armonia naturii si a omului .................................................................... 435

11.1. Omul și natura.............................................................. ................................... 435

11.2. Conservarea resurselor naturale ............................................................. ............. ........ 436

11.3. Actualizarea sistemelor de alimentare .................................................. ................... ................. 438

11.4. Consum eficient de energie ............................................................. ................... ..... 439

11.5. Economisirea resurselor materiale ............................................................. ................... ...... 444

11.6. Economisirea resurselor în transport ............................................. ................ ...... 446

11.7. Orașe și natură ............................................................. ............................. 451

11.8. Rezolvarea problemelor de reciclare ............................................................. ............... .............. 454

11.9. Tehnologii promițătoare și mediu.................................. 459

11.10. Globalizarea proceselor biosferice.............................................................. ................. .460

Întrebări de testare................................................. ................................... 462

Concluzie................................................. ................................................. . ..... 464

Literatură................................................. ................................................. . ............... 465

Glosar de termeni speciali ................................................. ................................................. . 466

Index de nume ................................................ .................................................. ............... .......... 479

Pentru a restrânge rezultatele căutării, puteți rafina interogarea specificând câmpurile în care să căutați. Lista câmpurilor este prezentată mai sus. De exemplu:

Puteți căuta în mai multe câmpuri în același timp:

operatori logici

Operatorul implicit este ȘI.
Operator ȘIînseamnă că documentul trebuie să se potrivească cu toate elementele din grup:

Cercetare & Dezvoltare

Operator SAUînseamnă că documentul trebuie să se potrivească cu una dintre valorile din grup:

studiu SAU dezvoltare

Operator NU exclude documentele care conțin acest element:

studiu NU dezvoltare

Tipul de căutare

Când scrieți o interogare, puteți specifica modul în care expresia va fi căutată. Sunt acceptate patru metode: căutarea bazată pe morfologie, fără morfologie, căutarea unui prefix, căutarea unei fraze.
În mod implicit, căutarea se bazează pe morfologie.
Pentru a căuta fără morfologie, este suficient să puneți semnul „dolar” înaintea cuvintelor din fraza:

$ studiu $ dezvoltare

Pentru a căuta un prefix, trebuie să puneți un asterisc după interogare:

studiu *

Pentru a căuta o expresie, trebuie să includeți interogarea între ghilimele duble:

" cercetare si dezvoltare "

Căutați după sinonime

Pentru a include sinonime ale unui cuvânt în rezultatele căutării, puneți un marcaj „ # „ înaintea unui cuvânt sau înaintea unei expresii între paranteze.
Când se aplică unui cuvânt, vor fi găsite până la trei sinonime pentru acesta.
Când se aplică unei expresii între paranteze, la fiecare cuvânt se va adăuga un sinonim dacă a fost găsit unul.
Nu este compatibil cu căutările fără morfologie, prefix sau expresii.

# studiu

gruparea

Parantezele sunt folosite pentru a grupa expresiile de căutare. Acest lucru vă permite să controlați logica booleană a cererii.
De exemplu, trebuie să faceți o cerere: găsiți documente al căror autor este Ivanov sau Petrov, iar titlul conține cuvintele cercetare sau dezvoltare:

Căutare aproximativă de cuvinte

Pentru o căutare aproximativă, trebuie să puneți un tilde " ~ " la sfârșitul unui cuvânt într-o frază. De exemplu:

brom ~

Căutarea va găsi cuvinte precum „brom”, „rom”, „prom”, etc.
Puteți specifica opțional numărul maxim de editări posibile: 0, 1 sau 2. De exemplu:

brom ~1

Valoarea implicită este 2 editări.

Criteriul de proximitate

Pentru a căuta după proximitate, trebuie să puneți un tilde " ~ " la sfârșitul unei fraze. De exemplu, pentru a găsi documente cu cuvintele cercetare și dezvoltare în termen de 2 cuvinte, utilizați următoarea interogare:

" Cercetare & Dezvoltare "~2

Relevanța expresiei

Pentru a schimba relevanța expresiilor individuale în căutare, utilizați semnul „ ^ " la sfârșitul unei expresii, și apoi indicați nivelul de relevanță al acestei expresii în raport cu celelalte.
Cu cât nivelul este mai mare, cu atât expresia dată este mai relevantă.
De exemplu, în această expresie, cuvântul „cercetare” este de patru ori mai relevant decât cuvântul „dezvoltare”:

studiu ^4 dezvoltare

În mod implicit, nivelul este 1. Valorile valide sunt un număr real pozitiv.

Căutați într-un interval

Pentru a specifica intervalul în care ar trebui să fie valoarea unui câmp, trebuie să specificați valorile limită între paranteze, separate de operator LA.
Se va efectua o sortare lexicografică.

O astfel de interogare va returna rezultate cu autorul începând de la Ivanov și terminând cu Petrov, dar Ivanov și Petrov nu vor fi incluși în rezultat.
Pentru a include o valoare într-un interval, utilizați paranteze pătrate. Folosiți acolade pentru a scăpa de o valoare.

Toate cărțile autorului: Karpenkov S. (2)

Karpenkov S. Concepte de științe naturale moderne: manual pentru universități

Introducere.. 4
PARTEA I. ȘTIINȚA NATURII ȘI LUMEA MODERNĂ.. 6
Capitolul I. ȘTIINȚA NATURII ȘI MEDIUL 6
1.1. Rolul științelor naturii în formarea cunoștințelor profesionale 6
1.2. Știința naturii într-o lume în schimbare... 10
1.3. Probleme fundamentale și aplicate ale științelor naturii... 12
1.4. Științe ale naturii și matematică... 14
1.5. Dezvoltarea științelor naturale și a tendințelor antiștiințifice 16
1.6. Știința naturii și moralitatea... 19
1.7. Imagine rațională și reală a lumii.. 22
1.8. Științe naturale și cunoștințe religioase. 24
Întrebări de testare. 28
Capitolul II. CUNOAȘTERE NATURAL-ȘTIINȚIFICE ALE MEDIULUI 29
2.1. Cunoașterea științifică naturală este procesul de înțelegere a adevărului... 29
2.2. Forme ale cunoașterii științelor naturale. 32
2.4. Descoperire și dovezi științifice 41
2.5. Experimentul - baza științelor naturale 44
2.6. Mijloace moderne de cercetare în științe naturale... 49
2.7. Cele mai importante realizări ale științelor naturale moderne 52
Întrebări de testare. 55
PARTEA II. LEGILE ŞI CONCEPTE FUNDAMENTALE ALE ŞTIINŢEI NATURII. 56
Capitolul 3. PRINCIPII ȘI LEGILE FUNDAMENTALE... 56
3.1. Fizica este o ramură fundamentală a științelor naturale.. 56
3.2. Conceptul de atomism și universalitatea legilor fizice. 61
3.3. Interacțiuni fundamentale. 63
3.4. Concepte de materie, mișcare, spațiu și timp.. 66
3.5. Principiul relativității și invarianței... 69
3.6. Proprietățile spațiului, timpului și legilor de conservare 71
3.7. Legile fundamentale ale lui Newton 73
3.8. Proprietățile statistice și termodinamice ale macrosistemelor 75
3.9. Legile termodinamice. 78
3.10. Conceptul electromagnetic 80
3.11. Proprietățile undei corpusculare ale luminii. 83
Întrebări de testare. 87
Capitolul 4. NIVELELE ATOMICE ȘI NUCLEONE DE ORGANIZAREA MATERIEI... 87
4.1. Evoluția ideilor despre structura atomilor... 87
4.2. postulatele lui Bohr.. 89
4.3. Proprietățile undei corpusculare ale microparticulelor. 90
4.4. Natura probabilistică a microproceselor.. 92
4.5. Particule elementare 93
4.6. Structura nucleului atomic... 95
4.7. Procese nucleare 97
4.8. Perspective pentru dezvoltarea fizicii microcosmosului... 100
Întrebări de securitate... 103
PARTEA III. CONCEPTE NATURAL-ȘTIINȚIFICE DE DEZVOLTARE 103
Capitolul 5. CONCEPTE DE DEZVOLTARE ȘI EVOLUȚIE A UNIVERSULUI. 103
5.1. Esenţa conceptului de dezvoltare.. 103
5.2. Evoluția Universului.. 106
5.3. Structura Universului.. 109
5.4. Mijloace de observare a obiectelor Universului.. 111
5.5. Problema căutării civilizațiilor extraterestre.. 113
5.6. Sistemul solar face parte din univers.. 114
5.7. Planeta Pământ sistem solar 118
Întrebări de securitate .. 123
Capitolul 6. EVOLUȚIA ȘTIINȚEI NATURII DESPRE SUBSTANȚE 123
6.1. Dezvoltarea cunoștințelor chimice. 123
6.2. Managementul proceselor chimice. 127
6.3. Sinteză substanțe chimice... 128
6.4. cataliză modernă. 131
6.5. Formarea substanţelor terestre şi extraterestre.. 135
6.6. Resursele naturale de materii prime 136
6.7. Materii prime organice 141
6.8. Noi elemente chimice și izotopi... 146
6.9. Procese chimice promițătoare.. 149
6.10. Sintetice 153
6.11. Materiale tradiționale cu proprietăți noi 158
6.12. Materiale promițătoare... 162
Întrebări de securitate... 171
Capitolul 7. BIOSFERĂ NIVELUL DE ORGANIZARE A MATERIEI 172
7.1. Sisteme fundamentale de viață. 172
7.2. Echilibrul proceselor biochimice. 173
7.3. Purtător de informații genetice. 174
7.4. Proprietăți genetice 176
7.5. Proteinele sunt baza sistemelor vii. 179
7.6. Structura și tipurile de celule. 181
7.7. Ideea modernă a originii vieții... 183
7.8. Contextul ideii evolutive 187
7.9. Evoluția vieții. 189
7.10. Viața vegetală și animală... 197
7.11. Omul este un fenomen al naturii. 203
7.12. Suportul vieții umane 206
7.13. Prelungirea duratei de viață a corpului 213
7.14. Formarea noosferei. 217
Întrebări de securitate... 218
PARTEA IV. BAZELE NATURAL-ȘTIINȚIFICE ALE TEHNOLOGIILOR MODERNE, ENERGIEI ȘI ECOLOGIEI. 219
Capitolul 8. CONCEPTE DE DEZVOLTARE A TEHNOLOGIILOR ŞI ENERGIEI MODERNE. 219
1.1. Dezvoltarea mijloacelor tehnice ale tehnologiei informației 219
8.2. Mijloace moderne de acumulare a informațiilor 223
8.3. Sisteme multimedia și lumea virtuală... 228
8.4. Tehnologii micro și nanoelectronice 230
8.5. Tehnologii laser.. 236
8. 6. Biotehnologii moderne 241
8.7. Tehnologii genetice.. 242
8. 8. Probleme ale clonării... 244
Întrebări de securitate... 245
Capitolul 9. PROBLEME NATURALE ŞI ŞTIINŢIFICE ALE ENERGIEI.
9.1. Ideea modernă a energiei.. 246
9. 2. Conversia și consumul de energie.. 248
9.3. Eficiența producției și consumului de energie 250
9.4. Centrale termice .. 251
9.5. ... 255
9.7 Energia solară... 258
9.8 Putere eoliană 260
9.9. Energie nucleara. 262
9.10. Caracteristicile dezvoltării energiei casnice 266
9.11. Energia oceanelor 267
9.12. Energia viitorului. 269
Întrebări de securitate... 269
Capitolul 10. ASPECTE NATURALE ŞI ŞTIINŢIFICE ALE ECOLOGIEI.. 270
10.1. Catastrofe globale și evoluția vieții... 270
10.2. Biosfera și prevenirea catastrofelor ecologice.. 272
10.Z. Dezastre naturale și climă. 275
10.4. Efectul de seră și precipitațiile acide 279
10.5. Conservarea stratului de ozon.. 281
10.6. Resursele de apă și problemele conservării acestora.. 283
10.7. Consumul de energie și habitatul nostru. 285
10.8. Impactul radioactiv asupra biosferei 286
10.9. Probleme științifice naturale ale protecției mediului.. 291
Întrebări de securitate... 292
Capitolul 11. ARMONIA ACTIVITĂȚILOR DE MUNCA ALE OAMENILOR ȘI NATURII
11.1. Actualizări ale sistemului energetic 293
11.2. Industrie, transport și mediu inconjurator 294
11.3. Orașe și natură... 297
11.4. Rezolvarea problemelor de reciclare.. 300
11.5. Perspectivă materiale, tehnologii și mediu.. 304
Întrebări de securitate... 306
Concluzie.. 307
Glosar de termeni speciali... 307
Index de nume ... 317

CONCEPTE MODERN ȘTIINȚELE NATURII

a doua editie,
corectate si completate

Editura
„Proiect academic” 2000

UDC50
BBC 20
K 26

REVENDITORI:

Catedra de Filosofie a Academiei Financiare
sub Guvernul Federației Ruse
(șeful catedrei prof. M.V. Vagliano)
și laureat al Premiului de Stat al URSS
în domeniul științei și tehnologiei, Dr. tech. stiinte,
prof. V.A. Şahnov

Karpenkov S.Kh.
K26 Concepte de științe naturale moderne: un manual pentru universități. - M.: Proiect Academic, 2000. Ed. al 2-lea, rev. si suplimentare - 639 p.

ISBN 5-8291-0085-1

Manualul este scris în conformitate cu Standardul Educațional de Stat. Acesta conturează principiile fundamentale, legile, conceptele și cele mai importante realizări ale științelor naturale, precum și evidențiază fundamentele științelor naturale ale tehnologiilor moderne, energiei și ecologiei.
Pentru studenții universitari. Poate fi interesant și util pentru o gamă largă de cititori.

UDC50
BBC 20

ISBN 5-8291-0085-1

Karpenkov S.Kh, 2000
Proiect academic, original-
layout, design, 2000

Dedicat tuturor celor care
Aș vrea să spun secrete
putere și frumusețenatură

cuvânt înainte

În societatea modernă, se acordă multă atenție nu numai diferitelor ramuri ale științei naturale, ci și dezvoltării rapide a tehnologiei înalte, energiei și ecologiei. Acest manual este dedicat conceptelor fundamentale ale științelor naturale și fundamentelor științifice naturale ale tehnologiilor moderne, energiei și ecologiei.
Manualul este format din patru părți. În partea I, semnificația practică a științei naturii în societatea modernă este fundamentată și sunt luate în considerare principalele prevederi ale cunoștințelor științifice naturale ale lumii înconjurătoare. Partea a II-a prezintă legile și conceptele fundamentale ale științelor naturale. Partea a III-a este dedicată conceptelor științelor naturale ale dezvoltării proceselor în natură. Partea a IV-a tratează bazele științelor naturale ale tehnologiilor moderne, energiei și ecologiei.
Materialul manual este prezentat la nivel de concepte, i.e. luând în considerare ideile fundamentale și sistemele de vederi asupra problemelor științelor naturale luate în considerare. La prezentarea materialului s-au folosit expresii matematice simple, formule și termeni cunoscuți de școlari. Esența științifică naturală a problemelor luate în considerare este prezentată într-o formă vizuală și accesibilă pentru un absolvent de liceu.
Manualul este scris în funcție de conținut mijloace didactice autorului: „Concepte de bază ale științei naturii moderne” (UNITI, 1998) și „Concepte ale științei naturii moderne: Practicum” (UNITI, 1998), precum și luarea în considerare a corecțiilor, modificărilor și completărilor la materialul prezentat în manual publicat anterior „Concepte de științe naturale moderne” (UNITI, 1997).
Autorul își exprimă recunoștința față de colegii și recenzenții ale căror comentarii și sugestii au contribuit la îmbunătățirea calității cărții.
Când studiezi conceptele științelor naturii moderne, este util să ne amintim de înțeleaptul îndemn al publicistului rus Dmitri Pisarev (1840-1868): „Trebuie să înveți la școală, dar tot trebuie să studiezi mult mai mult după ce ai părăsit școala”.
Cartea este destinată studenților instituțiilor de învățământ superior de cursuri cu frecvență, seral și prin corespondență de economie, juridice, filozofice, precum și specialități și specializări de management, sociologie, tehnologie, management, marketing, știință a mărfurilor, turism, afaceri, finante, antreprenoriat etc.

CONCEPTE DE ȘTIINȚA NATURII MODERNE

În cele din urmă, dau o mână de ajutor unei științe cu adevărat utile.
Horaţiu

Introducere

Orice persoană are curiozitate la o vârstă foarte fragedă - o dorință firească de a cunoaște lumea din jurul său. „Curiozitatea se aseamănă cu o persoană, atât luminată, cât și sălbatică”, a spus remarcabilul istoric și scriitor rus Nikolai Karamzin (1766-1826). Odată cu vârsta, dorința inconștientă de a cunoaște lumea din jurul nostru se dezvoltă treptat într-o formă conștientă de curiozitate - dorința de a cunoaște legile care guvernează natura și cum să le aplice, permițând unei persoane să prevadă posibilele consecințe ale acțiunilor sale. Legile naturii și metodele de aplicare a acestora sunt experiența concentrată a omenirii, care formează baza activității practice a omului, capabilă să-l protejeze de eventuale greșeli și eșecuri și să ajute la atingerea scopurilor dorite. Experiența concentrată a omenirii este baza fundamentală și necesară a oricărui proces educațional: o persoană trebuie să știe cum funcționează cel mai complex sistem - natura Pământului este singura sa casă, căreia îi datorează nașterea și o parte din care este el însuși. .
Știința naturii este știința fenomenelor și a legilor naturii. Știința naturală modernă include multe ramuri ale științelor naturale: fizică, chimie, biologie, precum și numeroase ramuri conexe, cum ar fi Chimie Fizica, biofizică, biochimie și multe altele. Știința naturii atinge o gamă largă de întrebări despre numeroasele și multilaterale manifestări ale proprietăților obiectelor naturii, care pot fi considerate ca un întreg.
Dacă expunem în detaliu tot materialul științific acumulat pe o perioadă lungă de timp în toate ramurile științelor naturii, atunci obținem un volum uriaș, poate necesar, dar de puțin folos chiar și pentru specialiștii restrânși în științe naturale, ca să nu mai vorbim. specialisti in stiinte umaniste. Sarcina de a prezenta materialul științei naturii este și mai complicată de faptul că forma acestuia ar trebui să fie accesibilă viitorilor specialiști, pentru care știința naturii nu este o disciplină care formează cunoștințe profesionale.
Pentru rezolvarea acestei probleme este nevoie de o abordare filosofică generalizantă, luând în considerare metode didactice avansate bazate pe tiparele de însuşire a cunoştinţelor şi dobândirea deprinderilor şi abilităţilor. Esența acestei abordări constă în prezentarea materialului de științe naturale la nivel de concepte - idei fundamentale și sisteme de vederi. Abordarea sistematică conceptuală este utilă nu numai pentru înțelegerea dezvoltării științei naturale în sine și a fenomenelor și legile naturii studiate de aceasta, ci și pentru familiarizarea cu cele mai importante realizări ale științei naturale, pe baza cărora știința modernă intensivă. sunt dezvoltate cu succes tehnologii care contribuie la imbunatatirea calitatii produselor si atitudine atentă la natură.
Multe realizări ale științei naturale moderne, care formează baza tehnologiilor intensive în știință, sunt asociate cu un studiu cuprinzător al obiectelor și fenomenelor naturale. Cu implicarea mijloacelor tehnice moderne de experimentare, tocmai un astfel de studiu a făcut posibilă nu numai crearea de materiale superputernice, supraconductoare și multe alte materiale cu proprietăți neobișnuite, ci și să arunce o privire nouă asupra procese biologice care apar în interiorul celulei și chiar în interiorul moleculei. Cele mai multe ramuri ale științelor naturale moderne sunt într-un fel sau altul legate de studiul molecular al anumitor obiecte, care reunește mulți oameni de știință natural implicați în probleme de înaltă specializare. Rezultatele acestui tip de cercetare sunt dezvoltarea și producerea de noi produse de înaltă calitate și, mai ales, bunuri de larg consum. Pentru a ști la ce preț sunt oferite astfel de produse - cea mai importantă componentă a economiei, care sunt perspectivele de dezvoltare a tehnologiilor moderne intensive în știință, care sunt strâns legate de problemele economice, sociale, politice și de altă natură, științe fundamentale ale naturii sunt necesare cunoștințe, inclusiv o înțelegere conceptuală generală a proceselor moleculare, pe care se bazează cele mai importante realizări ale științei naturale moderne.
Mijloacele moderne ale științei naturii - știința legilor fundamentale, a fenomenelor naturale și a diferitelor proprietăți ale obiectelor naturale - fac posibilă studierea multor procese dintre cele mai complexe la nivelul nucleelor, atomilor, moleculelor și celulelor. Fructele înțelegerii cunoștințelor adevărate despre natură la un nivel atât de profund sunt cunoscute de fiecare persoană educată. Materiale sintetice și compozite, enzime artificiale, cristale artificiale - toate acestea sunt nu numai obiecte reale de dezvoltare ale oamenilor de știință naturală, ci și produse de consum ale diverselor industrii care produc o gamă largă de bunuri de larg consum. În acest sens, studiul problemelor de științe naturale la nivel molecular în cadrul unor idei fundamentale - concepte - este fără îndoială relevant, util și necesar pentru viitorii specialiști în științe naturale și tehnice de înaltă calificare, precum și pentru cei ale căror activități profesionale sunt nu are legătură directă cu știința naturii, adică pentru viitorii economiști, specialiști în management, comercianți, avocați, sociologi, psihologi, jurnaliști, manageri etc.
Recent, din ce în ce mai des se vorbește nu despre interacțiunea chimică a substanțelor și despre o creștere a activității lor chimice, ci despre schimbarea structurii unei molecule, despre ruperea lanțului de molecule, despre interacțiunea fasciculelor moleculare, despre conectarea fragmentelor. a moleculelor de ADN etc. În lexiconul specialiștilor și comentatorilor științifici - Jurnaliştii folosesc din ce în ce mai mult cuvintele „moleculă”, „structură moleculară” etc. Și asta înseamnă că nivelul modern al științelor naturale reflectă o înțelegere a fenomenelor care au loc în natura, precum și procesele observate în laboratoare, ținând cont de structura și comportamentul fiecărei molecule. Datorită acestei înțelegeri, sunt sintetizate substanțe care nu existau anterior în natură, cu proprietăți fundamental noi, și din ele se creează noi mașini, dispozitive, produse etc., se cultivă soiuri de înaltă calitate. plante cultivate, sunt în curs de dezvoltare moduri eficiente si remedii pentru boli etc.
La prima vedere, poate părea că acest tip de cunoștințe nu este deloc necesar, de exemplu, de către un viitor specialist în management sau un jurnalist. În realitate, fără ele, un specialist în management nu va putea alege o direcție promițătoare a activității sale, deoarece orice afacere este cumva legată de o nouă bază materială și de noi tehnologii. Prin urmare, un specialist în management, dacă este un adevărat specialist, trebuie să aibă cunoștințe profunde și cuprinzătoare. Același lucru se poate spune despre un jurnalist: fără o înțelegere profundă a problemei care este comentată, un jurnalist nu este capabil să transmită corect și într-o formă populară cele mai importante realizări științifice unei game largi de cititori. Fără cunoștințele necesare, un jurnalist poate orienta în mod eronat opinia publică și poate provoca o decizie părtinitoare, așa cum sa întâmplat, de exemplu, cu anunțul nerezonabil al unui moratoriu temporar asupra ingineriei genetice (1975-1985).
Trebuie spus că cunoștințele de științe naturale cu o înțelegere conceptuală a celor mai importante realizări ale științelor naturale moderne sunt necesare nu numai viitorilor economiști, avocați, manageri, antreprenori și alți specialiști de înaltă calificare, ci și oricărei persoane educate, indiferent de tipul activității sale.
Cunoașterea nu vine de la sine. Trebuie să muncești din greu, să studiezi cu sârguință, înțelegând libertatea ca o necesitate conștientă. „Trebuie să înveți fără să-ți fie rușine și să înveți fără să fii zgârcit”, spunea în antichitate celebrul gânditor Vasile cel Mare (c. 330-379) și doar în acest caz se poate spera la succes.

Concluzie

Natura ca obiect de studiu al științelor naturii este complexă și diversă în manifestările sale: este în continuă schimbare și este în continuă mișcare. Cercul de cunoștințe despre acesta devine din ce în ce mai larg, iar zona conjugării sale cu câmpul nemărginit al ignoranței se transformă într-un inel imens neclar, punctat cu idei științifice - boabele științelor naturale. Unii dintre ei, cu mugurii lor, vor pătrunde în cercul cunoașterii clasice și vor da viață unor noi idei, noi concepte științifice naturale, în timp ce altele vor rămâne doar în istoria dezvoltării științei. Acestea vor fi apoi înlocuite cu altele mai bune. Aceasta este dialectica dezvoltării cunoștințelor științifice naturale a lumii înconjurătoare.
Se poate vorbi despre natură ca subiect al științelor naturale într-un limbaj științific strict. De asemenea, puteți spune despre ea cuvinte simple care au un sens profund, așa cum a făcut gânditorul și naturalistul german Johann Goethe:
"Natură! Înconjurat și înghițit de ea, nu putem nici să ieșim din ea, nici să pătrundem mai adânc în ea... Ea ne prinde în vârtejul dansului ei și se năpustește cu noi până când, obosiți, îi cădem din mâini.
Ne vorbește mereu, dar nu-și dezvăluie secretele. Acționăm în mod constant asupra ei, dar nu avem putere asupra ei.
Este singura artistă: din cea mai simplă substanță realizează cele mai opuse lucrări, fără cel mai mic efort, cu cea mai mare perfecțiune, și pune un fel de văl delicat pe toate. Ea a gândit și gândește în mod constant, dar nu ca o persoană, ci ca natura, are propriul ei sens atotcuprinzător...
Nu există un număr dintre copiii ei. Este la fel de generoasă cu toată lumea, dar are favoriți, cărora le risipește mult, se sacrifică mult. Ea ia marele sub protecția ei.
Viața este cea mai bună invenție a ei; moartea este pentru ea un mijloc pentru o viață mai mare.
Îl înconjoară pe om cu întuneric și îl conduce spre lumină. Fiecare act al ei este bun, căci totul este necesar; ea întârzie să fie urmărită; se grăbește să nu se satură.
Nu are discursuri și limbaj, dar creează mii de limbi și inimi cu care vorbește și simte. Coroana ei este dragostea. Dragostea se apropie doar de ea. Cu o atingere a buzelor de paharul iubirii, ispășește o viață întreagă de suferință.
Este aspră și blândă, iubește și îngrozește, slabă și atotputernică. Nu-i smulge o declarație de dragoste, nu ademeni un cadou de la ea, decât dacă dăruiește de bunăvoie. Așa cum ea creează, așa poți crea pentru totdeauna.
.