Концепции современного естествознания
Авторский коллектив под руководством доктора социологических наук, профессора СИ. Самыгина: М.И. Басаков — раздел IV;
кандидат филос. наук В.О. Голубинцев — разделы I, П, кроме II. 4.3.
доктор филос. наук AJ". Зарубин — Введение, раздел III. 6.8; доктор филос. наук B.C. Любченко — раздел И. 4.3. доктор филос. наук Л А. Минасян — раздел III, кроме III. 6.2, Ш. 6.8;
доктор социол. наук СИ. Самыгин, — раздел VI; H.Ю. Турчина — раздел V.
Концепции современного естествознания:
Под ред. профессора С.И. Самыгина. Серия «Учебники и учебные пособия» — 4-е изд., перераб. и доп. — Ростов н/Д: «Феникс», 2003. — 448 с.
Учебное пособие написано в соответствии с Государственным стандартом РФ по дисциплине «Концепции современного естествознания», входящей в цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин, и предназначено для студентов гуманитарных и экономических специальностей высших учебных заведений всех форм обучения.
ISBN 5-222-03034-2 ББК 22.3Я72
© Коллектив авторов, 2003 © Оформление: издательство «Феникс», 2003
I ОГЛАВЛЕНИЕ____________________
Введение..................................................................................................... 3
Раздел I. Научный метод....................................................................... 7
Понятия метода и методологии. Классификация методов
научного познания ....................................................................... 7
1. Общенаучные методы эмпирического познания .............. 10
1.1. Научное наблюдение_____________ ........................... 10
1.2. Эксперимент................................. -..................................... 13
1.3. Измерение............................................ _.............................. 18
2. Общенаучные методы теоретического познания ............. 22
2.1. Абстрагирование и идеализация.
Мысленный эксперимент...................................................... 2 2
2.2. Формализация. Язык науки__________ .____ ._____ 28
2.3. Индукиия и дедукиия.............................................................. 31
3. Общенаучные методы, применяемые
на эмпирическом и теоретическом
уровнях познания........................................................................ 34
3.1. Анализ и синтез....... ,,. - ...................... . ............ 34
3.2. Аналогия и моделирование.................................................... 36
Раздел II. История естествознания.................................................. 42
1. Естествознание эпохи античности ....................................... 42
1.1. Натурфилософия и ее место в истории
естествознания. Возникновение
античной науки........................................................................... 42
1.2. Миропонимание и научные достижения
натурфилософии античности. Атомистика.
Геоцентрическая космология. Развитие
математики и механики___________________ 44
2. Естествознание эпохи средневековья................................... 50
3. Естествознание эпохи Возрождения
и Нового времени........................................................................ 52
3.1. Научные революции в истории естествознания.... 52
3.2. Первая научная революция.
Гелиоцентрическая система мира.
Учение о множественности миров______________ 53
3.3. Вторая научная револючия.
Создание классической механики
и экспериментального естествознания.
Механическая картина мира............................................ 55
3.4. Химия в механистическом мире_________ .................. 61
3.5. Естествознание Нового времени и проблема
философского метода................................................... __ 62
3.6. Третья научная революция.
Диалектизация естествознания....................................... 65
3.7. Очищение естествознания
от натурфилософских представлений.......................... 72
3.8. Исследования в области
электромагнитного поля и начало крушения
механистической картины мира...................................... 77
4. Естествознание XX века............................................................. 80
4.1. Четвертая научная революция.
Проникновение в глубь материи.
Теория относительности и квантовая механика.
Окончательное крушение механистической
картины мира....................................................................... 80
4.2. Научно-техническая революция,
ее естественнонаучная составляющая
и исторические этапы....................................................... 86
4.3. Панорама современного естествознания...................... 91
Раздел III.Элементы современной физики................................... 120
1.Пространство и время............................................................... 120
1.1. Развитие представлений о пространстве
и времени в доньютоновский период............................ 120
1. 2. Пространство и время
в классической механике Ньютона................................ 126
1.3. Дальнедействие и близкодействие.
Развитие понятия «поля»........................................ 131
2. Принципы относительности................................................... 135
2.1. Принцип относительности Галилея............................. 135
2.2. Принцип наименьшего действия.................................... 138
2.3. Специальная теория относительности
А. Эйнштейна....................................................................... 142
2.4. Элементы общей теории относительности............. 152
3. Закон сохранения энергии
в макроскопических процессах............................................ 157
3.1. «Живая сила»....................................................................... 158
3.2. Работа в механике. Закон сохранения
и превращения энергии в механике................................ 161
3.3. Внутренняя энергия............................................................ 165
3.4. Взаимопревращения различных видов энергии
друг в друга.......................................................................... 176
4. Принцип возрастания энтропии............................................ 179
4.1. Идеальный цикл Карно......................... -.......................... 180
4.2. Понятие энтропии............................................................. 184
4.3. Энтропия и вероятность......... ~.................................... 187
4.4. Порядок и хаос. Стрела времени-------------------------- 191
4.5. «Демон Максвелла» ........ „............................................... 192
4.6. Проблема тепловой смерти Вселенной,
уктуационная гипотеза Больцмана_____________ 193
4.7. Синергетика. Рождение порядка из хаоса................ 197
5. Элементы квантовой физики................................................. 200
5.1. Развитие взглядов на природу света.
Формула Планка_____________________ ............... 200
5.2. Энергия, масса и импульс фотона................................. 203
5.3. Гипотеза де Бройля.
Волновые свойства вещества........................................ 203
5.4. Принцип неопределенности Гейзенберга..................... 208
5.5. Принцип дополнительности Бора................................. 209
5.6. Концепция целостности в квантовой физике.
Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена............... 210
5.7. Волны вероятности. Уравнение Шредингера.
Принцип причинности в квантовой механике_____ 213
5.8. Состояния физической системы.
Динамические и статистические
закономерности в природе.............................................. 214
5.9. Релятивистская квантовая физика.
Мир античастиц. Квантовая теория поля................ 219
6. На пути построения единой теории поля.......................... 222
6.1. Теорема Нетер и законы сохранения............................ 222
6.2. Понятие симметрии.......................................................... 224
6.3. Калибровочные симметрии............................................. 225
6.4. Взаимодействия.
Классификация элементарных частиц....................... 228
6.5. На пути к единой теории поля.
Идея спонтанного нарушения симметрии
вакуума............................................................................... 234
6.6. Синергетическое видение эволюции Вселенной.
Историзм физических объектов. Физический
вакуум как исходная абстракция в физике................. 237
6.7. Антропный принцип.
«Тонкая подстройка» Вселенной.................................. 241
Раздел IV. Основные понятия и представления химии................ 246
1. Химия в системе «общество — природа» ........................ 246
2. Предмет химии........................................................................... 250
3. Физические и химические
изменения веществ................................................................... 251
4. Химический анализ.
Понятие о химическом элементе .......................................... 252
5. Химический синтез. Понятие о соединении....................... 253
6. Химические обозначения........................................................ 254
7. Основные законы химии......................................................... 255
8. Реакционная способность веществ ..................................... 257
9. Атомно-молекулярное учение ................................................ 258
10. Химическая технология.
Химическая промышленность................................................ 263
Раздел V.. Возникновение и эволюция жизни................................. 266
1. Теории возникновения жизни.................................................. 266
1.1. Креационизм_______________________________ 267
1.2. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение........... 267
1.3. Теория стационарного состояния................................. 270
1.4. Теория панспермии............................................................ 271
1.5. Биохимическая эволюция................................................. 272
2. Теория эволюции....................................................................... 279
2.1. Теория эволюции Ламарка............................................... 280
2.2. Дарвин, Уоллес и происхождение видов
в результате естественного отбора........................... 281
2.3. Современное представление об эволюции.................. 283
3. Подтверждение теории эволюции........................................ 284
3.1. Палеонтология.................................................................... 284
3.2. Географическое распространение................................ 286
3.3. Классификация................................................................... 287
3.4. Селекция растений и животных................................... 287
3.5. Сравнительная анатомия................................................ 288
3.6. Адаптивная радиация....................................................... 289
3.7. Сравнительная эмбриология........................................... 289
3.8. Сравнительная биохимия................................................. 290
3.9. Эволюция и генетика......................................................... 291
4. Единство и многообразие органического мира................ 293
5. Жизнь как биологический круговорот веществ................ 298
Раздел VI. Человек................................................................................. 307
1. Происхождение человека и цивилизации........................... 307
1.1. Возникновение человека.................................................... 307
1.2. Проблема этногенеза........................................................ 314
1.3. Культурогенез..................................................................... 320
1.4. Появление цивилизации.................................................... 324
2. Генезис и сущность сознания................................................. 331
3. Биоэтика и поведение человека............................................ 341
4. Творчество................................................................................... 365
5. Здоровье и работоспособность............................................. 375
6. Современные исследования проблемы здоровья
долголетия человека................................................................. 396
7. Человек и биосфера................................................................... 407
7.1. Концепция ВЛ. Вернадского о биосфере
и феномен человека......................... —........... —.............. 407
7.2. Космические циклы__________________________ 423
7.3. Цикличность эволюции. Человек как
космическое существо_______________________ 429
Серия «Учебники и учебные пособия»
КОНЦЕПЦИИ
СОВРЕМЕННОГО
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Ответственный
за выпуск: Баранникова Е.
Редактор: Федоров И.
Корректор: Полякова Л.
Художник: Лойкова И.
Верстка: Машир Т.
Лицензия ЛР № 065194 от 2 июня 1997 г.
Сдано в набор 22.11.2002 г. Подписано в печать 23.01.2003 г. Формат 84x108 1/32. Бумага типографская. Гарнитура Школьная. Тираж 5 000. Заказ № 671.
Издательство «Феникс»
344007, г. Ростов-на-Дону,
пер. Соборный, 17
Отпечатано с готовых диапозитивов в ЗАО «Книга».