Карпенков С. Концепції сучасного природознавства (С
Поточна сторінка: 1 (загалом у книги 51 сторінок) [доступний уривок для читання: 34 сторінок]
Шрифт:
100% +
Степан Карпенков
Концепції сучасного природознавства
ПЕРЕДМОВА ДО ДВАНАДЦЯТОГО ВИДАННЯ
Присвячується молодим людям, одержимим жагою до знань – джерелом гармонії та досконалості
Пропонований підручник разом з іншими книгами автора удостоєний високої державної нагороди – премії Уряду Російської Федераціїу галузі освіти.
Пройшли понад п'ятнадцять років з часу першого видання (1997 р.) показали, що цей підручник виявився корисним та цікавим для широкого кола читачів і насамперед для студентів вищих навчальних закладів, у тому числі і дипломованих фахівців, які вирішили отримати друге вища освіта. Про це свідчать його багаторазові перевидання.
Підручник за змістом носить міждисциплінарний характер: охоплює широкий комплекс знань про природу, потрібних кожному освіченій людині. Такі знання – базовий ресурс розвитку суспільства, творча сила людства та дієвий засіб збереження природного стануприроди.
В результаті вивчення концепцій сучасного природознавства студент має знати:
- Основні положення пізнання навколишнього світу;
– фундаментальні закони природи;
– природничо-наукові концепції розвитку;
– природничо-наукові основи сучасних технологій, енергетики та екології;
– шляхи вирішення природничо-наукових проблем;
– спираючись на природничо-наукові знання, орієнтувати свою практичну діяльність на збереження природи та її бога тих ресурсів;
- Надавати всіляке сприяння у вирішенні природничо-наукових проблем;
володіти навичками:
- Практичного застосування знань про природу як базового ресурсу розвитку економіки;
- Організації трудової діяльності при гармонійному поєднанні природи та людини;
бути компетентним:
– у вирішенні практичних завдань збереження біосфери та порятунку життя на Землі.
Багаторазові видання підручника перероблялися, доповнювалися і змінювалися. У порівнянні з першим останнє видання – по суті, нова книга з дидактичними елементами, що відповідають державним освітнім стандартам. У всі її глави включені нові відомості та останні природничо-наукові досягнення.
Підручник призначений для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за напрямами та спеціальностями менеджменту, економіки, юриспруденції, туризму, підприємництва, бізнесу, екології, соціології та ін., денних, вечірніх та заочних форм навчання.
З ПЕРЕДМОВА ДО СЬОМОГО ВИДАННЯ
У міру накопичення нових матеріалів та відомостей наступні видання суттєво доопрацьовувалися, доповнювалися та до них вносилися виправлення та уточнення. Під час доопрацювання враховувався багаторічний досвід читання лекцій та проведення практичних занять студентам різних спеціальностей. В результаті підручник удосконалювався і видозмінювався: скоротилася кількість розділів з дев'ятнадцяти (у першому виданні) до одинадцяти (у пізніших виданнях), застарілі відомості замінені на нові, деякі розділи написані заново і т. п. Сьоме видання перероблено та виправлено.
На сторінках книги розсіяні дорогоцінні зерна, зібрані протягом тисячоліть багатьма поколіннями дослідників природи і містять найнеобхідніше, дороговказне, без чого не можна починати будь-яку творчу роботу.
Концепції сучасного природознавства – найважливіша ланка, що пов'язує природничо-наукові та гуманітарні знання та зміцнює фундаментальну базу всіх форм освіти.
У сучасному світістрімко наближаються економічна, екологічна та духовно-моральна кризи. Вихід із них цілком можливий, якщо у кожній людині, яка живе на нашій планеті, прокинеться воля до природничо-наукової та духовно-моральної істини і якщо кожна людина зробить свій, нехай і невеликий, але посильний внесок у вирішення цієї складної, глобальної проблеми. Ця книга допоможе знайти свій шлях пізнання істини.
Під час вивчення концепцій сучасного природознавства корисно пам'ятати повчання російського публіциста Д.І. Писарєва (1840-1868): «Треба вчитися в школі, але ще більше треба вчитися після виходу зі школи».
З ПЕРЕДМОВА ДО П'ЯТОГО ВИДАННЯ
Пропоноване п'яте видання цього підручника перероблено та порівняно з попереднім містить нові відомості про останні найважливіші досягнення в галузі природознавства.
Підручник складається із чотирьох частин. У частині I обґрунтовано практичну значущість природознавства в сучасному суспільствіта розглянуто основні положення природничо-наукового пізнання навколишнього світу. У частині II викладено фундаментальні закони та концепції природознавства. Частина III присвячена природничо-науковим концепціям розвитку процесів у природі. У частині IV розглянуто природничо-наукові засади сучасних технологій, енергетики та екології.
Матеріал підручника викладено в рамках концепцій – основоположних ідей та системного підходу – та представлений у наочній та доступній формі.
З ПЕРЕДМОВА ДО ПЕРШОГО ВИДАННЯ
У суспільстві велика увага приділяється як різним галузям природознавства, а й бурхливо розвиваються наукомістким технологіям, енергетиці та екології. Фундаментальним концепціям природознавства та природничо-науковим засадам сучасних технологій, енергетики та екології присвячений справжній підручник.
Він складається з п'яти частин, у яких послідовно викладаються основні питання, передбачені державними освітніми стандартами вивчення дисципліни «Концепції сучасного природознавства» у вищих навчальних закладах.
Підручник написаний на рівні концепцій природничо-наукових проблем, тобто з урахуванням основних ідей, систем поглядів на питання, що вивчаються. При викладі матеріалу використано широко відомі терміни та прості математичні формули, що відбивають фундаментальні закони природи. Природно-наукова сутність питань, що висвітлюються, представлена в доступній формі для широкого кола читачів.
Книга призначена для студентів вищих навчальних закладів денної, вечірньої та заочної формнавчання економічних, юридичних, філософських та інших гуманітарних спеціальностей
ВСТУП
Нарешті подаю руку по-справжньому корисної науки.
Горацій
Кожну людину, починаючи з раннього віку, вирізняє цікавість – природне прагнення пізнати навколишній світ. «Цікавість схожа на людину і освічену, і дику», – стверджував видатний російський історик і письменник Н.М. Карамзін (1766-1826). З віком неусвідомлена цікавість поступово переростає у допитливість – усвідомлене бажання пізнавати закони, що керують природою, навчитися застосовувати їх у своїй трудовій діяльності, передбачаючи можливі її наслідки. Закони природи та способи їх застосування відображають концентрований досвід людства. Спираючись на нього, людина здатна захистити себе від помилок, і їй легше досягти бажаних цілей. Концентрований досвід людства лежить в основі будь-якого освітнього процесу.
Природознавство - єдина система наук про закони, явища та властивості об'єктів природи, що включає безліч галузей - природничих наук.
Найважливіші досягнення природознавства становлять фундаментальну базу сучасних наукомістких технологій виробництва різноманітної продукції, зокрема товарів повсякденного попиту. Щоб знати, якою ціною дається така продукція – найважливіша складова економіки, які перспективи розвитку сучасних технологій, тісно пов'язаних з економічними, соціальними та політичними проблемами, потрібні фундаментальні знання про природу – природничо-наукові знання. В наш час природничо-наукові знання перетворилися на сферу активних дій і являють собою базовий ресурс економіки, що за своєю значимістю перевершує матеріальні ресурси: капітал, землю, робочу силу і т.п. життя, і високоосвічена людина не може дистанціюватися від фундаментальних знань про навколишній світ, не ризикуючи виявитися безпорадною у професійній діяльності. «Без природничих наук немає порятунку сучасній людині; без цієї здорової їжі, без цього суворого виховання думки фактами, без цієї близькості до життя, що оточує нас», – таку високу оцінку природничо-научним знанням дав російський письменник і філософ А.І. Герцен (1812-1879).
Якщо докладно викладати природничо-наукові знання, накопичені в усіх галузях природознавства, то вийде величезний фоліант, можливо, і потрібний, але мало корисний навіть для фахівців природничо-наукового профілю, не кажучи вже про фахівців гуманітарних і соціально-економічних напрямів. Завдання викладу ускладнюється ще й тим, що його форма має бути доступною для студентів, чия майбутня професійна діяльністьне має прямого відношення до природознавства. Для вирішення цього завдання потрібен узагальнюючий філософський принцип. Сутність його полягає у викладі природничо-наукових знань у рамках концепцій – основоположних ідей та системного підходу. Концептуальний принцип дозволяє студентам здобути фундаментальні, комплексні знання про природу, а на їх основі глибше вивчити вузькоспеціалізовані дисципліни.
Сучасні засобиприродознавства дають можливість досліджувати багато складні процеси лише на рівні атомних ядер, атомів, молекул, клітин, та був і синтезувати речовини, що раніше не існували в природі, з незвичайними властивостями, а з них виробляти нові матеріали для різних машин, пристроїв, виробів тощо. Крім того, завдяки таким дослідженням вирощуються високоврожайні культурні рослини, розробляються високоефективні засоби лікування хвороб тощо.
Будь-який перспективний напрямок діяльності людини прямо чи опосередковано пов'язаний з новою матеріальною базою та новими технологіями, і знання їх природничо-наукової сутності – запорука успіху. Без фундаментальних знань про природу може скластися хибне суспільна думка, що веде до необ'єктивного рішення, як це сталося, наприклад, при необґрунтованому оголошенні тимчасового (1975–1985) мораторію на генну інженерію. Отже, природничо-наукові знання потрібні не тільки висококваліфікованим фахівцям, а й будь-якій освіченій людині незалежно від сфери її діяльності.
У гонитві за матеріальними цінностями сучасне людство вже вийшло за межі сталого стану біосфери, що включає все живе разом із середовищем проживання. Це означає, що в результаті навали цивілізації в природі вже порушено стійку рівновагу, яка протягом тривалого часу забезпечує кругообіг речовин. Про це нагадують руйнівні природні явища, що почастішали за останнє десятиліття: урагани, смерчі, повені, землетрус, посухи, що викликають величезний матеріальний збиток і супроводжується все більшим числом людських жертв.
Перетворення сучасного споживчого суспільства на духовно-розвинене освічене суспільство – завдання надзвичайно складне. Її можна вирішити, тільки розвиваючи всю систему освіти загальними силами вихованих людей, для яких дороговказом є не розкіш, не нажива та інші спокусливі кумири, а царство добра, свободи та правди. Шляхетний, але тернистий шлях до такого царства починається з виховання любов'ю в ранньому дитинстві, коли закладається духовно-моральна основа для засвоєння знань на всіх щаблях навчання, і триває протягом усього життя кожної людини.
Знання не приходять самі собою. Потрібно старанно працювати, старанно вчитися. «Треба вчитися не соромлячись, а вчити не скуплячись», так сказав у далекі часи відомий мислитель Василь Великий (бл. 330-379), і тільки в цьому випадку можна сподіватися успіху.
ЧАСТИНА I ПРИРОДНИЦТВО І СУЧАСНИЙ СВІТ
Навчися, мій сину: наука скорочує нам досвіди швидкоплинного життя…
А.С. Пушкін
Для нас наука природознавство - той самий важіль, який єдино здатний повернути весь світ обличчям до сонця.
М. Горький
В результаті вивчення частини І студент повинен знати:
– об'єкт та предмет вивчення дисципліни «Концепції сучасного природознавства»;
- Сучасні природничо-наукові проблеми;
- Основні положення природничо-наукового пізнання;
- Застосувати свої знання при вирішенні проблем збереження природи;
володіти навичками:
– дбайливого ставлення до природи у будь-якій практичній діяльності людини.
1. ПРИРОДНА І НАВКОЛИШНИЙ СВІТ
1.1. Природно-наукові знання та освітаІсторія розвитку знань про природу. Протягом усієї історії розвитку суспільства основу освіти становили знання про природу, знання про людину та знання про суспільство. Очевидно, ці три складові освіти взаємопов'язані: природа породила людину, а люди становлять суспільство. На думку видатного російського історика В.О. Ключевського (1841–1911), «людська особистість, людське суспільство та природа країни – ось ті три основні сили, які будують людський гуртожиток… Ідеал історичного виховання народу полягає у повному та стрункому розвитку всіх елементів гуртожитку та у такому їх співвідношенні, за якого кожен елемент розвивається і діє у міру свого нормального значення у громадському складі, не принижуючи себе і не пригнічуючи інших».
Тривала історія розвитку цивілізації показує, що далеко не завжди названі елементи різних за формою та змістом освітніх систем перебували у повній стрункій відповідності та становили гармонійну єдність. Так, у давнину знання про природу – природничо-наукові знання – носили описовий, умоглядний, натурфілософський характер. Основна увага приділялася знанням про людину.
Давньогрецький мислитель Сократ (бл. 470-399 до н.е.) вважав, що головна функція знань - це самопізнання та інтелектуальне, моральне, духовне зростання людини. Його сучасник, давньогрецький філософ Протагор (бл. 480–410 до н.е.), стверджував, що мета знань – зробити діяльність людини успішнішою та плідною. Однак обидва філософи не вважали, що знання – прямий шлях до вмінь та навичок. Освоїти те чи інше ремесло на той час можна було в майстра чи накопичивши власний досвід. Аж до початку XVIII ст. в англійській мовіпоняття «ремесло» виражалося словом mystery, що означає таїнство, і не тільки тому, що той, хто мав секрет того чи іншого ремесла, давав клятву не розкривати секретів, але й тому, що ремесло було недоступне для людини, яка не пройшла навчання у майстра і не перейняла на практиці його досвіду.
На Русі вже у XIV ст. виникла унікальна спільність вільних майстрів, відома під назвою «артіль». На відміну від подібних спільностей на Заході артіль на російській землі була не тільки і не стільки комерційним об'єднанням майстрів вузького профілю в сучасному розумінні, а скоріше спільністю єдиновірців, які сповідували православ'я і дотримувалися законів свободи та справедливості. Будучи своєрідною формою суспільної праці, артіль встановлювала правила життя та впливала на характер та поведінку кожного, віддаючи у справах його та справах навколишнього роду. Достоїнства людини оцінювалися, перш за все, приналежністю до того чи іншого роду майстрів.
Зародження технологій.З розвитком природничо-наукових знань, коли з XVIII ст. відкривалися перші фундаментальні закони природи з подальшим практичним застосуванням, з'явилося поняття «технологія». Воно походить від слів techne – мистецтво, ремесло та logos – поняття, вчення, що разом означає організоване, систематизоване, цілеспрямоване знання.
Для вивчення технологій утворювалися навчальні заклади. Перше з них – Школа мостів та доріг – засновано у Франції у 1747 р.; за ним пішли Школа сільського господарства в 1770 і Школа гірничої справи в 1776 (обидві в Німеччині). У 1794 р. у Франції відкрили вищий навчальний заклад – Політехнічний університет. Це був перший університет технічного профілю з підготовки інженерів. У заснованих раніше вищих навчальних закладах, наприклад, у найстарішому в Європі Болонському університеті, відкритому в 1088 р. в Італії, вивчалися нетехнічні та неприродні науки: математика, логіка, філософія та ін. .
Входження в науку і розуміння технологій у Росії визначалося особливостями її природи та господарського побуту разом із складом характеру та розуму великоросів, які, на думку В.О. Ключевського, «мислять та діють, як ходять; здається, що можна придумати кривіше і звивистіше великоросійського путівця? Точно змія проповзла. А спробуйте пройти прямо: тільки проплутаєте і вийдете на ту саму звивисту стежку». І водночас «жоден народ у Європі не здатний до такого напруження праці на короткий час, який може розвинути великорос».
У знайдених нечисленних літописах і склепіннях Стародавньої Русі описувалися явища природи: сонячні та місячні затемнення, північне сяйво, рух комет і падіння метеоритів, грози, бурі, повені; наводилися відомості технічного характеру про види та влаштування зброї, зведення фортець і церков, про лиття дзвонів і гармат, про годинникові механізми, про будівництво мостів та ін. Причому астрономічні явища відзначені з великою точністю. Час доніс до нас ім'я першого російського вченого, астронома і математика Кирика Новгородця, який написав у 1136 р. науковий трактат «Вчення ним знати людині числа всіх років», аналога якому немає ні в давньоруській, ні в візантійській, ні в південнослов'янській літературі. Феодальна роздробленість, татаро-монгольська навала та інші чинники стримували розвиток культури, науки та освіти в Росії. Якщо в Європі після винаходу І. Гутенбергом (1399-1468) друкарства множилися друкарні і друкувалися книги латинською мовою, то на Русі в той час щойно налагоджувалося своє друкарство, засноване Іваном Федоровим (бл. 1510-1583), що випустив в 15 · Першу російську друковану книгу «Апостол». Корінний перелом у розвитку науки, освіти та культури у Росії настав за Петра I (1672–1725).
У міру розвитку природничо-наукових знань на Заході, і насамперед у Великій Британії, стали впроваджуватися винаходи, і ремесло майстрів перестало бути таїнством та секретом. Сходу до технологій від ремесел значною мірою сприяло видання першої «Енциклопедії», складеної у 1751–1780 роках. Дені Дідро (1713–1784), Жаном Д’Аламбером (1717–1783) та інших. У цьому найбільшому фундаментальному праці було представлено організованому і систематизованому вигляді відомості про багато видів ремесел, що дозволяло отримати спеціалізовані знання, не наймаючись в учні. Наукові статті для «Енциклопедії» писали видатні вчені на той час – Вольтер (1694–1778), Руссо (1712–1778) та інших.
Перші технічні школи та «Енциклопедія» вирішили найважливіше завдання для розвитку науки і технологій – вони звели докупи, систематизували і зробили загальним надбанням знання, навички та секрети різних ремесел, які передавались раніше в усній формі від покоління до покоління протягом багатьох століть і навіть тисячоліть. Практичний досвід вони перетворили на професійні знання, практичне навчання – на підручники, секрети – на методологію, а конкретні дії – на прикладні науки. Все це сприяло розвитку науки, технологій та промислового виробництва.
Універсальність освіти.«Три шляхи ведуть до знання: шлях роздумів – це шлях найблагородніший, шлях наслідування – це найлегший шлях, шлях досвіду – це найгірший», – стверджував давньокитайський мислитель Конфуцій (бл. 551–479 до н.е.). Поза всяким сумнівом, саме так завжди розвивалися всі галузі знань. Однак якщо в давнину переважав шлях роздумів, то в останні століття визначальними стали досвід, експеримент і практика – найважчий, але результативний шлях пізнання навколишнього світу, що веде до розвитку природничо-наукових знань, а разом з ними і спеціалізованих, галузевих наук для досягнення конкретних результатів, корисних як самій людині, а й суспільству. Те, що сьогодні прийнято вважати істинними знаннями, постійно доводить свою практичну значущість і перевіряється досвідом на практиці.
У сучасному узагальненому поданні знання – це інформація, що має практичну цінність. Останнім часом у багатьох країнах намітився перехід до економіки, заснованої на русі не лише традиційних матеріальних ресурсівта товарів, а й нових ідей та галузевих знань, що становлять інформаційні ресурси. У цьому визначальну роль грають інформаційні технології. Завдяки їх впровадженню, наприклад, у США щорічний приріст внутрішнього валового продукту становить понад 30%, або близько 600 млрд дол., і за цим показником інформаційна галузь випереджає авіаційну та автомобільну промисловість.
Однак безсистемний підхід до масового споживання інформації та її надмірність породжують інформаційний хаос, який залежить від багатьох факторів і, передусім, системи освіти. Прагнення до вузької спеціалізації, багатопредметність у середній та вищій школах, перенасиченість навчальних програм, комп'ютерна залежність та інші «інновації» ведуть до того, що не тільки вчителі та викладачі, а й їхні учні – майбутні фахівці різних галузей – подібно до будівельників Вавилонської вежі. перестають розуміти одне одного. При цьому поступово втрачаються універсальність та широта освіти. Надмірність, зайве структурування інформації та разом з ними інформаційний хаос відвертають від знань і, як наслідок, викликають паніку та породжують невігластво. "Суспільство, гнане панікою, відвертається від знання і шукає порятунку в невігластві", - справедливо зауважив російський письменник М.Є. Салтиков-Щедрін (1826-1889). З втратою універсальності та широти освіти втрачається можливість засвоювати практичні знання, необхідні розробки нових технологій.
У минулому столітті відчутно і явно почала проявлятися відокремленість природничо-наукових і гуманітарних знань, і між ними утворилася величезна прірва, на яку ще в 50-х роках XX ст. звернув увагу англійський письменник Чарлз Сноу (1905-1980). На його думку, суспільство не може вижити без знань того будинку, в якому живе, або без знань про навколишній світ – без природничо-наукових знань. Однак таким практично значущим знанням у вітчизняній освіті в останні десятиліття не приділяється належної уваги з боку держави, яка віддає перевагу масовій гуманітарній освіті. Будь-яке суспільство, відгороджуючись від природничо-наукових знань, не може узгодити свої дії з фундаментальними законами природи і особливо якщо воно втрачає духовно-моральні орієнтири. Цю думку можна продовжити словами Святішого Патріарха Московського і всієї Русі Алексія II (1929-2008): «Я переконаний: як би не зросло людство за минуле століття у власних очах, йому треба знову сісти за шкільну парту. Потрібно знову вчитися тому, що люди втратили за роки захоплення власною силоюі гордістю, – вчитися смиренності, вмінню аскетично обмежувати свої бажання, послуху волі Божої, моральному способу життя. Інакше всі здобутки науки і техніки звернуть свою силу проти нас, а Вавилонська вежа людської могутності впаде, ховаючи своїх будівельників під уламками. Найважчою для кожного з нас буде робота не зовнішня, а внутрішня. Євангеліє радить нам звернути погляд перш усередину самих себе».
До розуміння необхідності універсальності та фундаментальності сучасної освіти, заснованого на знаннях про природу, людину та суспільство, прийшли багато дослідників як у Росії, так і в інших країнах. Прийшли різними шляхами та з різних міркувань. І пропонують вирішити цю проблему по-різному: одні бачать вихід у гуманітаризації природничо-наукового та технічної освіти, а інші – у необхідності викладання природничо-наукових засад для студентів гуманітарних напрямів та спеціальностей. При цьому ті та інші приходять до єдиної думки: мета вивчення всіх дисциплін одна й та сама – забезпечити майбутнє існування людини в біосфері. Однак чітко означена мета не визначає засоби її досягнення. Справді, обсяг інформації, яка потрібна на вивчення, надзвичайно великий. Постає цілком правомірне питання: чи можна її вивчити? А за ним і інше питання: як її вивчати? Виявляється, можна, якщо скористатися концептуальним принципом, що дозволяє вивчати предмет у рамках основних ідей та системного підходу. Цей фундаментальний принцип освіти не лише предметом обговорень, а й керівництвом до дії при викладі предмета, що вивчається.
Освіта межі тисячоліть.У зв'язку з посиленим антропогенним впливом на біосферу та загостренням екологічної проблеми сучасна природничо-наукова освіта стає дієвим засобом освоєння знань не тільки для вирішення багатьох наукових та технологічних завдань, але й для захисту навколишнього середовища заради врятування життя на нашій планеті.
Протягом багатьох століть система освіти постійно вдосконалювалася і в наш час дозволяє за більш короткий термін отримати значно більший обсяг знань, що постійно зростає. Якщо у 1870-ті роки обсяг знань всього людства збільшувався приблизно вдвічі за десятиліття, у 1980-ті – за 5 років, у 1990-ті – щороку, то на початку нинішнього століття такий термін скоротився до кількох місяців.
Розвиток освіти – найважливіше завдання будь-якої держави та людства загалом. У багатьох країнах освічена влада усвідомлює: вкладення фінансових засобів у освіту – інтелектуальний потенціал – прибутковий вид інвестування. Однак система освіти в різних країнахфінансується по-різному. Наприклад, щорічні витрати на навчання одного студента становлять у США 18,57 тис. дол., Данії – 11,60, Іспанії – 6,03, а в Мексиці – лише 5,30 тис. дол.
Стрімке зростання обсягу нових знань, що підкоряється експоненційній закономірності, потребує підвищення ефективності навчання та збільшення його тривалості. Нині середня тривалість навчання становить Європі 15 років, у Північній Америці – 14 років, в Південній Америці- 13 років, в Азії - 9,2 роки, в Африці - 7 років і в усьому світі - в середньому 10 років. Передбачається, що протягом найближчих десятиліть тривалість навчання, необхідного для висококваліфікованого фахівця, наблизиться до 18 років. Незважаючи на широке поширення освіти, воно охоплює далеко не все населення земної кулі навіть на початковому рівні. Згідно зі статистикою ООН, сьогодні у світі близько 3,5 млрд людей вміють читати і писати, що приблизно в 3 рази більше, ніж 40 років тому. У той же час, приблизно 900 млн дорослих не вміють ні читати, ні писати, причому дві третини з них – жінки. Рівень неписьменності дорослого населення у багатьох країнах, що розвиваються, становить понад 50 %: у Нігерії – 80 %, у Малі – 73 %, в Іраку, Ефіопії та Бангладеш – 60 %, у Пакистані – 58 %.
Щорічно, починаючи з 1990 р., у всьому світі кількість дітей, які навчаються у школі, збільшується приблизно на 10 млн., і сьогодні їх – близько 700 млн. Водночас понад 100 млн дітей шкільного віку не мають можливості сісти за шкільну парту . Забезпечення загальної початкової освіти – одне з пріоритетних завдань, сформульованих у Декларації тисячоліття ООН.
Проблеми освіти обговорювалися у 2006 р. на саміті «Групи восьми» у Санкт-Петербурзі, де ухвалено рішення щодо міжнародного співробітництва, націлені на підвищення якості національної освітиі його доступність для широких верств населення.
Тільки через досконалу систему освіти, що включає духовно-моральне виховання, сучасне суспільство зможе зберегти природне середовище та забезпечити подальший розвиток цивілізації.
Плоди вітчизняної освіти. Не занурюючись у нетрі історії російської освіти, можна безпомилково стверджувати, що систему освіти намагалися реформувати за всіх часів, хоч і не завжди була в цьому необхідність. Не було нагальної потреби реформувати освіту в останні десятиліття. Адже за всіх вад колишнього соціального устрою та утопічності комуністичної ідеології в недалекому минулому в нашій країні була налагоджена система освіти, що дозволяла отримувати хороші знання всім охочим.
Поспішні, провальні реформи, започатковані в нашій країні в 1990-х роках і продовжуються досі під знаком демократизації, лібералізації, гуманізації та іншої модернізації, призвели не тільки до масового зубожіння російського народу та збагачення невеликої групи ділків, вільних від совісті, а й до різкого падіння рівня освіти, який нині за вказівкою міністерських чиновників називають якістю освіти. При цьому політика якісної освіти перетворилася на політику повної помилки. Через війну знецінилися знання. Втратили повагу та шану вчителя та викладачі. Різко зменшилася їхня заробітна плата. Пишним кольором розквітають різні форми платних «освітніх» послуг, під виглядом яких наживаються багато керівників про навчальних закладів, а викладачі отримують злиденну зарплату. Учні перестали слухати вчителів та батьків, а студенти – викладачів. Іноді відбуваються страшні злочини: вчителі та викладачі, які прагнуть дати найдорожче – знання, стають жертвою агресії своїх погано вихованих учнів.
Дорогоцінний час молоді почали поглинати різні фільми та постановки з показом інтимних стосунків, комп'ютерні ігри та, особливо, Інтернет із невичерпними спокусливими послугами. У дітей стали активніше проявлятися приховані здібності писати та малювати на фасадах будинків, на стінах шкіл та на партах. Деякі школи та виші стали кублами наркоманів. Увійшли в моду куріння і навіть алкоголь, до яких долучаються діти в ранньому дитинстві. І результат, як кажуть, не забарився: для дітей і підлітків стало доступним безліч розваг, де під виглядом культурного відпочинкувідбувається одурманювання молоді, і в цьому затьмареному середовищі добре наживаються багато пройдисвітів, влаштовуючи зборища, де всі засоби хороші: і потужна аудіо- і відеотехніка, і наркотики, і алкоголь.
Судячи з визначення освіти, даного в Законі Російської Федерації «Про освіту» (освіта – це виховання та навчання на користь людини, суспільства та держави), процес освіти включає важливу складову – виховання. Хороша освіта може зрости тільки на благодатному грунті з вихованням духовно-моральними орієнтирами.
Концепція сучасного природознавства. Карпенков С.Х.
6-те вид., перероб. та дод. - М: Вищ. шк., 2003. – 488 с.
Підручник написаний відповідно до Державних освітніх стандартів (ДСР 2000). У ньому викладено питання природничо-наукового пізнання навколишнього світу, фундаментальні концепції, принципи та закони природи, розглянуті актуальні проблемисучасного природознавства, пов'язані з вивченням природних процесів та властивостей речовини на молекулярному рівні, відображено природничо-наукові аспекти енергетики, екології та висвітлено найважливіші досягнення природознавства, що лежать в основі сучасних наукомістких технологій.
Призначений для студентів вищих навчальних закладів. Може бути цікавим і корисним широкому колу читачів.
Формат: pdf (6-те вид., перероб. та дод., 2003 )
Розмір: 4,6 Мб
Завантажити: yandex.disk
Формат: doc ( 2-ге вид., Випр. та дод., 200 0 )
Розмір: 4Мб
Завантажити: yandex.disk
ПЕРЕДМОВА ДО ШОСТЬОГО ВИДАННЯ
Перше видання пропонованої книги вийшло друком у 1997 р. Це був один із перших підручників, присвячених дисципліні «Концепції сучасного природознавства», що вивчається студентами вищих навчальних закладів соціально-економічних та гуманітарних напрямів.
У міру накопичення нових матеріалів та відомостей наступні видання суттєво доопрацьовувалися, доповнювалися та до них вносилися виправлення та уточнення. При доопрацюванні враховувався багаторічний досвід читання лекцій та проведення практичних занять у Державний університетуправління. В результаті підручник удосконалювався і видозмінювався: скоротилася кількість розділів з дев'ятнадцяти (у першому виданні) до одинадцяти (у пізніших виданнях), застарілі відомості замінені на нові, деякі розділи написані заново і т. п. Шосте видання суттєво перероблено та виправлено.
У пропонованому підручнику у стиснутої і доступної формі викладено фундаментальні природничо-наукові знання, тобто. знання про природу, які потрібні кожній освіченій людині, щоб не тільки розповісти таємниці, могутність і красу природи, але й зрозуміти, що потрібно зробити, щоб зберегти довкілля та жити в гармонії з природою.
Під час вивчення концепцій сучасного природознавства корисно пам'ятати повчання російського публіциста Д.І. Писарєва (1840-1868): «Треба вчитися у школі, але ще більше треба вчитися після виходу зі школи».
Книга призначена для студентів вищих навчальних закладів денної, вечірньої та заочної форм навчання за спеціальностями економіки, юриспруденції, управління, філософії, соціології, екології, менеджменту, маркетингу, товарознавства, туризму, бізнесу, фінансів, підприємництва та ін.
Передмова................................................. .................................................. .................. 8
Вступ................................................. .................................................. ........... 9
ЧАСТИНА I. ПРИРОДНИЦТВО І СУЧАСНИЙ СВІТ............................ 11
1. Природознавство та навколишній світ ............................................ ..................... 13
1.1. Природно-наукові знання та сучасна освіта................................ 13
1.2. Роль природознавства у формуванні професійних знань. . 18
1.3. Природно-наукові знання та сфера управління.............................................. 23
1.4. Фундаментальні та прикладні проблеми природознавства 27
1.5. Природознавство та математика............................................... .................. 31
1.6. Розвиток природознавства та псевдонаукові тенденції........................... 35
1.7. Природознавство та моральність............................................... ........... 42
1.8. Раціональне та ірраціональне початку пізнання................................ 46
56
2. Природно-наукове пізнання навколишнього світу................................... 57
2.1. Процес природничо-наукового пізнання............................................. 57
2.2. Форми природничо-наукового пізнання............................................. ... 62
2.3. Методи та прийоми природничо-наукових досліджень............ 70
2.4. Наукове відкриття та доказ.............................................. .................... 77
2.5. Експеримент - основа природознавства.............................................. ... 82
2.6. Сучасні засоби природничо-наукових досліджень............. 85
2.7. Найважливіші досягнення сучасного природознавства 90 90
Контрольні питання................................................ .................................. 93
ЧАСТИНА II. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ЗАКОНИ ТА КОНЦЕПЦІЇ ПРИРОДНОСТІ
3. Фундаментальні принципи та закони............................................ ...................... 97
3.1. Фізика - фундаментальна галузь природознавства........................................ 97
3.2. Матерія та рух, час та простір...................................... 104
3.3. Атомізм концепції. Дискретність та безперервність матерії. . . 108
3.4. Фундаментальні взаємодії......................... ,...................... ......... ПЗ
3.5. Принцип відносності. ................................... 116
3.6. Властивості простору - часу та закони збереження 118
3.7. Фундаментальні закони Ньютона............................................... ......... 122
3.8. Статистичні та термодинамічні властивості макросистем.... 125
3.9. Термодинамічні закони................................................ ............................ 129
3.10.Електромагнітна концепція.............................................. ............................ 134
3.11.Корпускулярно-хвильові властивості світла........................................... ... 138
Контрольні питання................................................ ............................................ 143
4. Атомний в нуклонний рівні будови материн.......................... 144
4.1. Структура атомів................................................ ................................... 144
4.2. Корпускулярно-хвильові властивості мікрочастинок........................................... 147
4.3. Імовірнісний характер мікропроцесів............................................... ...... 150
4.4. Сучасні атомні системи............................................... ............... 153
4.5. Ядерні процеси................................................ ........................................... 156
4.6. Елементарні частки................................................ ........................... 164
4.7. Перспективи розвитку фізики мікросвіту.............................................. ........ 166
169
ЧАСТИНА III . ПРИРОДНО-НАУКОВІ КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ. . . 171
5. Концепція розвитку та еволюція Всесвіту........................................... ............. 173
5.1. Сутність концепції розвитку............................................... .......................... 173
5.2. Еволюція Всесвіту................................................ .............................. 176
5.3. Структура Всесвіту................................................ ...................................... 182
5.4. Засоби спостереження об'єктів Всесвіту............................................ 185
5.5. Проблема пошуку позаземних цивілізацій................................................. ........ 188
5.6. Сонячна система - частина Всесвіту............................................. ............. 190
5.7. Земля - планета Сонячної системи............................................. ....... 195
Контрольні питання................................................ ........................................... 202
6. Природно-наукові знання о речовині .................................................... 203
6.1. Розвиток хімічних знань............................................... .................. 203
6.2. Синтез хімічних речовин............................................... ................... 207
6.3. Сучасний каталіз................................................ ............................. 212
6.4. Утворення земних та позаземних речовин........................................... 218
6.5. Природні запаси сировини............................................... ........................ 220
6.6. Органічне сировину................................................ .............................. 227
6.7. Нові хімічні елементи............................................... .................. 234
6.8. Перспективні хімічні процеси............................................... ... 238
6.9. Сучасні матеріали................................................ ........................ 243
6.10. Перспективні матеріали................................................ ..................... 252
Контрольні питання................................................ .................................. 261
7. Біосферний рівеньорганізації матерії............................................ 262
7.1. Зародження живої матерії............................................... ................... 262
7.2. Носій генетичної інформації............................................... ............. 264
7.3. Структура та функції білків.............................................. .................. 269
7.4. Будова та різновиди клітин.............................................. ................... 271
7.5. Походження життя................................................ .......................... 275
7.6. Передумови еволюційної ідеї............................................... ......... 279
7.7. Еволюція життя................................................ ............ .............................. 283
7.8. Рослинний і тваринний світ .............................................. ............... 294
7.9. Людина - феномен природи.............................................. .......................... 302
7.10. Життєзабезпечення людини................................................ .......................... 310
7.11. Продовження життя організму ............................................... ........................... 321
7.12. Формування ноосфери................................................ ..................... 327
Контрольні питання................................................ ........................................... 328
ЧАСТИНА IV . ПРИРОДНО-НАУКОВІ ОСНОВИ СУЧАСНИХ ТЕХ-
НОЛОГІЙ, ЕНЕРГЕТИКИ ТА ЕКОЛОГІЇ................................
329
8. Природно-наукові аспекти технологій........................................... ..... 331
8.1. Розвиток засобів інформаційних технологій............................................. 331
8.2. Сучасні засоби накопичення інформації.................................... 337
8.3. Мультимедійні системи та віртуальний світ......................... 342
8.4. Мікро- та наноелектронні технології............................................. 344
8.5. Лазерні технології................................................ ...................................... 352
8.6. Сучасні біотехнології................................................ ................. 359
8.7. Генні технології................................................ .......................................... 361
8.8. Проблема клонування................................................ .................................. 364
366
9. Природно-наукові проблеми сучасної енергетики......................... 367
9.1. Енергія - джерело добробуту.............................................. ............. 367
9.2. Перетворення енергії................................................ ...................... 369
9.3. Ефективність виробництва та споживання енергії.................................. 373
9.4. Теплові електростанції................................................ ............................. 375
9.5. Підвищення ефективності енергосистем............................................ 376
9.6. Гідроджерела та геотермальні джерела енергії........................ 382
9.7. Геліоенергетика................................................. ................................... 387
9.8. Енергія вітру................................................ ........................................ 389
9.9. Атомна енергетика................................................ ....................................... 392
9.10. Особливості вітчизняної енергетики............................................... ....... 396
Контрольні питання................................................ ................................... 398
10. Природно-наукові аспекти екології....................................... 399
10.1. Глобальні катастрофи та еволюція життя 399
10.2. Запобігання екологічній катастрофі....................................... 403
10.3. Природні катастрофи та клімат.............................................. ............ 405
10.4. Парниковий ефект та кислотні опади.......................................... . 412
10.5. Збереження озонового шару............................................... ........................... 416
10.6. Водні ресурси та їх збереження............................................. ......... . 420
10.7. Споживання енергії та середовище нашого проживання 422
10.8. Радіоактивний вплив на біосферу 425
10.9.
Природно-наукові проблеми захисту довкілля....... 431
Контрольні питання................................................ ........................................... 434
11. Гармонія природи та людини .................................................................... 435
11.1. Людина і природа ............................................... ................................... 435
11.2. Збереження природних ресурсів............................................... ........ 436
11.3. Оновлення енергосистем................................................ .................. 438
11.4. Ефективне споживання енергії............................................... ..... 439
11.5. Економія матеріальних ресурсів............................................... ...... 444
11.6. Економія ресурсів на транспорті.............................................. ....... 446
11.7. Міста та природа............................................... ............................ 451
11.8. Вирішення проблем утилізації............................................... .............. 454
11.9. Перспективні технології та навколишнє середовище.............................. 459
11.10. Глобалізація біосферних процесів............................................... 460
Контрольні питання................................................ ................................... 462
Висновок................................................. .................................................. ....... 464
Література................................................. .................................................. ................ 465
Словник спеціальних термінів............................................... .............................. . 466
Вказівник імен................................................ .................................................. .......... 479
Щоб звузити результати пошукової видачі, можна уточнити запит, вказавши поля, за якими здійснювати пошук. Список полів наведено вище. Наприклад:
Можна шукати по кількох полях одночасно:
Логічно оператори
За промовчанням використовується оператор AND.
Оператор ANDозначає, що документ повинен відповідати всім елементам групи:
дослідження розробка
Оператор ORозначає, що документ повинен відповідати одному з значень групи:
дослідження ORрозробка
Оператор NOTвиключає документи, що містять цей елемент:
дослідження NOTрозробка
Тип пошуку
При написанні запиту можна вказувати спосіб, яким фраза шукатиметься. Підтримується чотири методи: пошук з урахуванням морфології, без морфології, пошук префіксу, пошук фрази.
За замовчуванням пошук проводиться з урахуванням морфології.
Для пошуку без морфології перед словами у фразі достатньо поставити знак "долар":
$ дослідження $ розвитку
Для пошуку префікса потрібно поставити зірочку після запиту:
дослідження *
Для пошуку фрази потрібно укласти запит у подвійні лапки:
" дослідження та розробка "
Пошук по синонімах
Для включення в результати пошуку синонімів слова потрібно поставити ґрати #
перед словом або перед виразом у дужках.
У застосуванні одного слова йому буде знайдено до трьох синонімів.
У застосуванні до виразу у дужках до кожного слова буде додано синонім, якщо його знайшли.
Не поєднується з пошуком без морфології, пошуком за префіксом чи пошуком за фразою.
# дослідження
Угруповання
Для того, щоб згрупувати пошукові фрази, потрібно використовувати дужки. Це дозволяє керувати булевою логікою запиту.
Наприклад, необхідно скласти запит: знайти документи у яких автор Іванов чи Петров, і назва містить слова дослідження чи розробка:
Приблизний пошук слова
Для приблизного пошуку потрібно поставити тильду. ~ " в кінці слова з фрази. Наприклад:
бром ~
Під час пошуку будуть знайдені такі слова, як "бром", "ром", "пром" тощо.
Можна додатково вказати максимальну кількість можливих правок: 0, 1 або 2. Наприклад:
бром ~1
За замовчуванням допускається 2 редагування.
Критерій близькості
Для пошуку за критерієм близькості потрібно поставити тільду. ~ " в кінці фрази. Наприклад, для того, щоб знайти документи зі словами дослідження та розробка в межах 2 слів, використовуйте наступний запит:
" дослідження розробка "~2
Релевантність виразів
Для зміни релевантності окремих виразів у пошуку використовуйте знак " ^
" наприкінці висловлювання, після чого вкажіть рівень релевантності цього виразу стосовно іншим.
Чим вище рівень, тим більш релевантним є цей вираз.
Наприклад, у даному виразі слово "дослідження" вчетверо релевантніше слова "розробка":
дослідження ^4 розробка
За умовчанням рівень дорівнює 1. Допустимі значення - позитивне речове число.
Пошук в інтервалі
Для вказівки інтервалу, в якому має бути значення якогось поля, слід вказати в дужках граничні значення, розділені оператором TO.
Буде проведено лексикографічне сортування.
Такий запит поверне результати з автором, починаючи від Іванова і закінчуючи Петровим, але Іванов і Петров нічого очікувати включені у результат.
Для того, щоб увімкнути значення в інтервал, використовуйте квадратні дужки. Для виключення значення використовуйте фігурні дужки.
Всі книги автора: Карпенков С. (2)
Карпенков С. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів
Вступ.. 4
ЧАСТИНА I. ПРИРОДНА І СУЧАСНИЙ СВІТ.. 6
Глава I. ПРИРОДНА І НАВКОЛИШНИЙ СВІТ 6
1.1. Роль природознавства у формуванні професійних знань 6
1.2. Природознавство у світі, що змінюється... 10
1.3. Фундаментальні та прикладні проблеми природознавства... 12
1.4. Природознавство та математика... 14
1.5. Розвиток природознавства та антинаукові тенденції 16
1.6. Природознавство та моральність... 19
1.7. Раціональна та реальна картина світу.
1.8. Природно-наукові та релігійні знання. 24
Контрольні питання . 28
Розділ II. ПРИРОДНО-НАУКОВЕ ПІЗНАННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СВІТУ 29
2.1. Природно-наукове пізнання - процес розуміння істини... 29
2.2. Форми природничо-наукового пізнання. 32
2.4. Наукове відкриття та доказ 41
2.5. Експеримент – основа природознавства 44
2.6. Сучасні засоби природничо-наукових досліджень... 49
2.7. Найважливіші досягнення сучасного природознавства 52
Контрольні питання . 55
ЧАСТИНА ІІ. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ЗАКОНИ І КОНЦЕПЦІЇ ПРИРОДНОСТІ. 56
Глава 3. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ПРИНЦИПИ І ЗАКОНИ... 56
3.1. Фізика - фундаментальна галузь природознавства.
3.2. Концепція атомізму та універсальність фізичних законів. 61
3.3. Фундаментальні взаємодії. 63
3.4. Концепції матерії, руху, простору та часу.
3.5. Принцип відносності та інваріантність... 69
3.6. Властивості простору, часу та закони збереження 71
3.7. Фундаментальні закони Ньютона 73
3.8. Статистичні та термодинамічні властивості макросистем 75
3.9. Термодинамічні закони 78
3.10. Електромагнітна концепція 80
3.11. Корпускулярно-хвильові властивості світла. 83
Контрольні питання . 87
Глава 4. АТОМНИЙ І НУКЛОННИЙ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРІЇ... 87
4.1. Еволюція уявлень про будову атомів... 87
4.2. Постулати Бора.. 89
4.3. Корпускулярно-хвильові властивості мікрочастинок. 90
4.4. Ймовірнісний характер мікропроцесів.
4.5. Елементарні частинки 93
4.6. Будова атомного ядра... 95
4.7. Ядерні процеси 97
4.8. Перспективи розвитку фізики мікросвіту... 100
Контрольні питання ... 103
ЧАСТИНА ІІІ. ПРИРОДНО-НАУКОВІ КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ 103
Глава 5. КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ І ЕВОЛЮЦІЇ ВСЕСВІТУ. 103
5.1. Сутність концепції розвитку.. 103
5.2. Еволюція Всесвіту.. 106
5.3. Структура Всесвіту.. 109
5.4. Засоби спостереження об'єктів Всесвіту. 111
5.5. Проблема пошуку позаземних цивілізацій.. 113
5.6. Сонячна система - частина Всесвіту. 114
5.7. Земля планета Сонячна система 118
Контрольні питання .. 123
Глава 6. ЕВОЛЮЦІЯ ПРИРОДНО-НАУКОВИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНУ 123
6.1. Розвиток хімічних знань. 123
6.2. Управління хімічними процесами. 127
6.3. Синтез хімічних речовин... 128
6.4. Сучасний каталіз. 131
6.5. Утворення земних та позаземних речовин. 135
6.6. Природні запаси сировини 136
6.7. Органічна сировина 141
6.8. Нові хімічні елементи та ізотопи... 146
6.9. Перспективні хімічні процеси.. 149
6.10. Синтетичні матеріали 153
6.11. Традиційні матеріали з новими властивостями 158
6.12. Перспективні матеріали... 162
Контрольні питання ... 171
Глава 7. БІОСФЕРНИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРІЇ 172
7.1. Основні життєві системи. 172
7.2. Рівновага біохімічних процесів. 173
7.3. Носій генетичної інформації. 174
7.4. Генетичні властивості 176
7.5. Білки - основа живих систем. 179
7.6. Будова та різновиди клітин. 181
7.7. Сучасне уявлення про походження життя ... 183
7.8. Передумови еволюційної ідеї 187
7.9. Еволюція життя. 189
7.10. Рослинний та тваринний світ... 197
7.11. Людина - феномен природи. 203
7.12. Життєзабезпечення людини 206
7.13. Продовження життя організму 213
7.14. Формування ноосфери. 217
Контрольні питання ... 218
ЧАСТИНА IV. ПРИРОДНО-НАУКОВІ ОСНОВИ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ, ЕНЕРГЕТИКИ ТА ЕКОЛОГІЇ. 219
Глава 8. КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І ЕНЕРГЕТИКИ. 219
1.1. Розвиток технічних засобів інформаційних технологій 219
8.2. Сучасні засоби накопичення інформації 223
8.3. Мультимедійні системи та віртуальний світ... 228
8.4. Мікро- та наноелектронна технології 230
8.5. Лазерні технології.. 236
8. 6. Сучасні біотехнології 241
8.7. Генні технології.. 242
8. 8. Проблеми клонування... 244
Контрольні питання ... 245
Глава 9. ПРИРОДНО-НАУКОВІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ. 246
9.1. Сучасне уявлення про енергію.. 246
9. 2. Перетворення та споживання енергії.
9.3. Ефективність виробництва н споживання енергії 250
9.4. Теплові електростанції .. 251
9.5. ... 255
9.7 Геліоенергетика... 258
9.8 Енергія вітру 260
9.9. Атомна енергетика. 262
9.10. Особливості розвитку вітчизняної енергетики 266
9.11. Енергії Світового океану 267
9.12. Енергетика майбутнього. 269
Контрольні питання ... 269
Глава 10. ПРИРОДНО-НАУКОВІ АСПЕКТИ ЕКОЛОГІЇ. 270
10.1. Глобальні катастрофи та еволюція життя... 270
10.2. Біосфера та запобігання екологічній катастрофі.. 272
10.З. Природні катастрофи та клімат. 275
10.4. Парниковий афект та кислотні опади 279
10.5. Збереження озонового шару.. 281
10.6. Водні ресурси та проблеми їх збереження. 283
10.7. Споживання анергії та середовище нашого проживання. 285
10.8. Радіоактивний вплив на біосферу 286
10.9. Природно-наукові проблеми захисту довкілля.
Контрольні питання ... 292
Глава 11. Гармонія трудової діяльності людей і природи 293
11.1. Оновлення енергосистем 293
11.2. Промисловість, автотранспорт та довкілля 294
11.3. Міста та природа... 297
11.4. Вирішення проблем утилізації.. 300
11.5. Перспективні матеріали, технології та довкілля.. 304
Контрольні питання ... 306
Висновок.. 307
Словник спеціальних термінів... 307
Вказівник імен ... 317
КОНЦЕПЦІЇСУЧАСНОГО ПРИРОДНОСТІ
Видання друге,
виправлене та доповнене
видавництво
«Академічний Проект» 2000
УДК50
ББК 20
До 26
РЕЦЕНЗЕНТИ:
кафедра філософії Фінансової академії
за Уряду Російської Федерації
(зав. кафедрою проф. М.В. Вальяно)
та лауреат Державної премії СРСР
у галузі науки та техніки, д-р техн. наук,
проф. В.А. Шахнов
Карпенков С.Х.
К26 Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М: Академічний Проект, 2000. Изд. 2-ге, испр. та дод. – 639 с.
ISBN 5-8291-0085-1
Підручник написаний відповідно до Державного освітнього стандарту. У ньому викладено фундаментальні принципи, закони, концепції та найважливіші досягнення природознавства, а також висвітлено природничо-наукові засади сучасних технологій, енергетики та екології.
Для студентів вищих навчальних закладів. Може бути цікавим і корисним широкому колу читачів.
УДК50
ББК 20
ISBN 5-8291-0085-1
Карпенков С.Х, 2000
Академічний Проект, оригінал-
макет, оформлення, 2000
Присвячується всім, хто
хотів би розповісти таємниці,
могутність та красуприроди
Передмова
У суспільстві велика увага приділяється як різним галузям природознавства, а й бурхливо розвиваються наукомістким технологіям, енергетиці та екології. Фундаментальним концепціям природознавства та природничо-науковим засадам сучасних технологій, енергетики та екології присвячений справжній підручник.
Підручник складається із чотирьох частин. У частині I обґрунтовано практичну значущість природознавства в сучасному суспільстві та розглянуто основні положення природничо-наукового пізнання навколишнього світу. У частині II викладено фундаментальні закони та концепції природознавства. Частина III присвячена природничо-науковим концепціям розвитку процесів у природі. У частині IV розглянуто природничо-наукові засади сучасних технологій, енергетики та екології.
Матеріал підручника викладено лише на рівні концепцій, тобто. з урахуванням основних ідей і систем поглядів на аналізовані природничо-наукові питання. При викладанні матеріалу використані прості відомі школярам математичні вирази, формули та терміни. Природно-наукова сутність питань, що розглядаються, представлена в наочній і доступній для випускника середньої школи формі.
Підручник написаний відповідно до змісту навчальних посібниківавтора: «Основні концепції сучасного природознавства» (ЮНІТІ, 1998) та «Концепції сучасного природознавства: Практикум» (ЮНІТІ, 1998),- а також з урахуванням виправлень, змін і доповнень матеріалу, викладеного в раніше виданому підручнику автора (ЮНІТІ, 1997).
Автор висловлює подяку колегам та рецензентам, чиї зауваження та побажання сприяли покращенню якості книги.
При вивченні концепцій сучасного природознавства корисно пам'ятати мудре повчання російського публіциста Дмитра Писарєва (1840-1868): «Треба вчитися у шкільництві, але набагато більше треба вчитися після виходу зі школи».
Книга призначена для студентів вищих навчальних закладів денної, вечірньої та заочної форм навчання економічних, юридичних, філософських, а також спеціальностей та спеціалізацій управління, соціології, технології, менеджменту, маркетингу, товарознавства, туризму, бізнесу, фінансів, підприємництва та ін.
КОНЦЕПЦІЇ СУЧАСНОГО ПРИРОДНИЦТВА
Нарешті, я подаю руку по-справжньому корисній науці.
Горацій
Вступ
У будь-якої людини ще в ранньому віці виникає цікавість - природне прагнення пізнати навколишній світ. «Цікавість схожа на людину, і освічену, і дику»,- стверджував видатний російський історик і письменник Микола Карамзін (1766-1826). З віком неусвідомлене прагнення пізнати навколишній світ поступово переростає в усвідомлену форму цікавості - бажання пізнати закони, що керують природою, та способи їх застосування, що дозволяють людині передбачати можливі наслідки своїх дій. Закони про природу та способи їх застосування – концентрований досвід людства, що становить опору практичної діяльності людини, здатну захистити його від можливих помилок та невдач та допомогти досягти бажаних цілей. Концентрований досвід людства - фундаментальна і необхідна основа будь-якого освітнього процесу: людина має знати, як функціонує найскладніша система - природа Землі - його єдиний будинок, якому він завдячує своєю появою на світ і частиною якого є сам.
Природознавство - наука про явища та закони природи. Сучасне природознавство включає багато природничо-наукових галузей: фізику, хімію, біологію, а також численні суміжні галузі, такі як фізична хімія, біофізика, біохімія та багато інших. Природознавство зачіпає широкий спектр питань про численні та багатосторонні прояви властивостей об'єктів природи, яку можна розглядати як єдине ціле.
Якщо докладно викладати весь науковий матеріал, накопичений протягом тривалого часу у всіх галузях природознавства, то вийде величезний фоліант, може бути і потрібний, але мало корисний навіть для вузьких фахівців природничого профілю, не кажучи вже про фахівців гуманітарних напрямів. Завдання викладу матеріалу природознавства ускладнюється ще й тим, що його форма має бути доступною майбутнім фахівцям, для яких природознавство не є дисципліною, яка формує професійні знання.
Для вирішення цього завдання потрібен узагальнюючий філософський підхід з урахуванням передових методів дидактики, заснованих на закономірності засвоєння знань та набуття умінь та навичок. Сутність такого підходу полягає у викладі природничо матеріалу на рівні концепцій - основоположних ідей і системи поглядів. Концептуальний системний підхід корисний не тільки для розуміння розвитку самого природознавства та досліджуваних ним явищ і законів природи, але й для знайомства з найважливішими досягненнями природознавства, на основі яких успішно розвиваються сучасні наукомісткі технології, що сприяють підвищенню якості продукції, що випускається. дбайливому відношеннюдо природи.
Багато досягнень сучасного природознавства, що становлять основу для наукомістких технологій, пов'язані з всебічним вивченням об'єктів та явищ природи. Із залученням сучасних технічних засобів експерименту саме таке вивчення дозволило не тільки створити надміцні, надпровідні та багато інших матеріалів з незвичайними властивостями, а й по-новому подивитись біологічні процеси, що відбуваються всередині клітини і навіть усередині молекули Більшість галузей сучасного природознавства так чи інакше пов'язане з молекулярним дослідженням тих чи інших об'єктів, що об'єднує багатьох дослідників природи, які займаються вузькоспеціалізованими проблемами. Результати таких досліджень - розробка і виробництво нової високоякісної продукції, і насамперед товарів повсякденного попиту. Для того, щоб знати, якою ціною дається така продукція - найважливіша складова економіки, якими є перспективи розвитку сучасних наукомістких технологій, тісно пов'язаних з економічними, соціальними, політичними та іншими проблемами, потрібні фундаментальні природничо-наукові знання, в тому числі й загальне концептуальне уявлення про молекулярних процесах, на яких ґрунтуються найважливіші досягнення сучасного природознавства.
Сучасні засоби природознавства - науки про фундаментальні закони, природні явища та різноманітні властивості об'єктів природи - дозволяють вивчати багато найскладніших процесів на рівні ядер, атомів, молекул, клітин. Плоди розуміння справжніх знань про природу саме на такому глибинному рівні відомі кожній освіченій людині. Синтетичні і композиційні матеріали, штучні ферменти, штучні кристали - усе це реальні об'єкти розробок учених-природодослідників, а й продукти споживання різних галузей промисловості, які у широкому асортименті товари повсякденного попиту. У зв'язку з цим вивчення природничо-наукових проблем на молекулярному рівні в рамках основних ідей - концепцій - поза всяким сумнівом актуальне, корисне і необхідне для майбутніх фахівців високої кваліфікації природничо-наукового та технічного профілю, а також для тих, чия професійна діяльність не має прямого відношення до природознавства, т. е. майбутніх економістів, фахівців управління, товарознавців, юристів, соціологів, психологів, журналістів, менеджерів та інших.
Останнім часом все частіше говорять не про хімічну взаємодію речовин і підвищення їх хімічної активності, а про зміну структури молекули, про розрив ланцюга молекул, про взаємодію молекулярних пучків, про поєднання фрагментів молекул ДНК і т. д. У лексиконі фахівців та наукових коментаторів журналістів все частіше зустрічаються слова «молекула», «молекулярна структура» тощо. А це означає, що сучасний рівень природознавства відображає розуміння явищ, що відбуваються в природі, а також процесів, що спостерігаються в лабораторіях, з урахуванням будови та поведінки кожної молекули. Саме завдяки такому розумінню синтезуються речовини, що раніше не існували в природі, з принципово новими властивостями, а з них створюються нові машини, пристрої, вироби і т.п., вирощуються високоякісні сорти культурних рослин, розробляються ефективні способита засоби лікування хвороб тощо.
На перший погляд може здатися, що подібні знання зовсім не потрібні, наприклад, майбутньому фахівцю управління або журналісту. Насправді ж без них фахівець управління не зможе обрати перспективний напрямок своєї діяльності, бо будь-яка справа так чи інакше пов'язана з новою матеріальною базою та новими технологіями. Отже, фахівець управління, якщо він справжній фахівець, повинен мати глибокі та всебічні знання. Те саме можна сказати і про журналіста: без глибокого розуміння коментованої проблеми журналіст не в змозі правильно і в популярній формі донести до широкого кола читачів найважливіші природничо-наукові досягнення. Не володіючи потрібними знаннями, журналіст може помилково зорієнтувати громадську думку і спровокувати необ'єктивне рішення, як це сталося, наприклад, при необґрунтованому оголошенні тимчасового мораторію на генну інженерію (1975 - 1985 рр.).
Треба сказати, що природничо-наукові знання з концептуальним уявленням про найважливіші досягнення сучасного природознавства потрібні не тільки майбутнім економістам, юристам, менеджерам, підприємцям та іншим висококваліфікованим фахівцям, а й будь-якій освіченій людині незалежно від її діяльності.
Знання власними силами не приходять. Потрібно старанно працювати, старанно вчитися, розуміючи свободу як усвідомлену потребу. «Треба вчитися не соромлячись, а вчити не скуплячись», - так сказав у далекі часи відомий мислитель Василь Великий (бл. 330-379), і тільки в цьому випадку можна сподіватися успіху.
Висновок
Природа як об'єкт вивчення природознавства складна і різноманітна у проявах: вона безперервно змінюється і у постійному русі. Коло знань про неї стає все ширше, і область його сполучення з безмежним полем незнання перетворюється на величезне розмите кільце, усеяне науковими ідеями - зернами природознавства. Деякі їх своїми паростками проб'ються у коло класичних знань і дадуть життя новим ідеям, новим природничо-научним концепціям, інші залишаться лише історії розвитку науки. Їх змінять потім досконаліші. Така діалектика розвитку природничо-наукового пізнання навколишнього світу.
Про природу як предмет природознавства можна говорити суворою науковою мовою. Про неї ж можна сказати і прості слова, що несуть глибокий зміст, як це зробив німецький мислитель і дослідник природи Йоганн Гете:
«Природа! Оточені й охоплені нею, ми не можемо ні вийти з неї, ні глибше в неї проникнути... Захоплює вона нас у вихорі свого танцю і мчить з нами, поки, втомлені, ми не випадемо з її рук.
Вона вічно розмовляє з нами, але своїх таємниць не відкриває. Ми постійно діємо на неї, але немає у нас над нею жодної влади.
Вона – єдиний художник: із найпростішої речовини творить вона протилежні твори, без найменшого зусилля, з найбільшою досконалістю і на все кладе якесь ніжне покривало. Вона безперервно думала і мислить постійно, але не як людина, а як природа, У неї власний всеосяжний сенс...
Нема числа її дітям. До всіх вона одно щедра, але в неї є улюблениці, яким багато вона марнує, багато приносить у жертву. Велике вона сприймає під свій покрив.
Життя - її найкращий винахід; смерть для неї засіб для більшого життя.
Вона оточує людину мороком і жене її до світла. Будь-яке її діяння – благо, бо всяке необхідне; вона зволікає, щоб до неї прагнули; вона поспішає, щоб нею не наситилися.
У неї немає промов та мови, але вона створює тисячі мов та сердець, якими вона говорить та відчуває. Вінець її – кохання. Любов'ю лише наближаються до неї. Одним дотиком вуст до чаші любові вона викуповує ціле життя страждань.
Вона сувора і лагідна, любить і жахає, немічна і всемогутня. Чи не вирвати у неї освідчення в коханні, не виманити в неї подарунка, хіба добровільно вона подарує. Як вона творить, так можна творити вічно».
.