Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°»

М. К. Гусейханов, О. Р. Раджабов

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Учебник

Издание шестое, переработанное и дополненное

Рекомендовано

Министерством образования и науки

Российской Федерации в качестве учебника

для студентов высших учебных заведений

Москва, 2007

УДК 001 ББК 20 Г96

Рецензенты:

А. Д. Гладун — председатель экспертного совета по общим естественнонаучным дисциплинам Министерства образования РФ, доктор физико-математических наук, профессор МФТИ;

Л. В. Королева — доктор физико-математических наук, профессор МГПУ;

О. П. Мелехова — член экспертного совета Министерства образования РФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник;

Г. К. Сафаралиев — заместитель председателя комитета по науке и образованию Государственной Думы РФ, доктор физико-математических наук, профессор ДГУ.

Г96

Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания: Учебник. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2007. — 540 с.

ISBN 978-5-91131-306-7

В учебнике рассматриваются важнейшие концепции современного естествознания: этапы развития естественно-научной картины мира, современные представления о строении и развитии природы микро-, макро- и мегами-ров; эволюция представлений о пространстве, времени и материи; принципы относительности и дополнительности; соотношение неопределенностей; законы сохранения в микро- и макромире; природа элементарных частиц, энергии и вещества; концепции происхождения эволюции живой природы и человека; биосфера и экология; специфика современного естествознания; синергетика; самоорганизация в различных системах, проблемы современного естествознания; мировоззрение и НТР.

Учебник подготовлен в соответствии с Государственным стандартом высшего профессионального образования и предназначен для студентов вузов, изучающих концепции современного естествознания, преподавателей, аспирантов и учащейся молодежи, интересующейся мировоззренческими и теоретико-познавательными проблемами естествознания и философии.

УДК 001 ББК 20

ISBN 978-5-91131-306-7

© M. К. Гусейханов, О. Р. Раджабов, 2006

OCR: Ихтик (г.Уфа)

ihtik.lib.ru

Содержание

Введение 9

Глава 1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ЕДИНАЯ НАУКА

О ПРИРОДЕ 13

1. Естественно-научная и гуманитарная культуры. 13

2. Место науки в системе культуры и ее структура 14

3. Характерные черты науки 18

4. Естествознание — фундаментальная наука 21

Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННО НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ 26

1. Структура научного познания 26

2. Основные методы научного исследования 29

3. Динамика развития науки. Принцип соответствия 36

Глава 3. ВАЖНЕЙШИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 41

1. Система мира античных философов 41

2. Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы строения мира 49

3. Механистическая и электромагнитная картины мира 55

4. Современная естественно-научная картина мира 60

Глава 4. КОНЦЕПЦИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ 69

1. Понятие пространства и времени 69

2. Измерение времени 73

3

3. Пространство и время в специальной теории относительности 76

4. Общая теория относительности о пространстве

и времени 86

Глава 5. СТРОЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА 94

1. Структурное строение материального мира 94

2. Краткая характеристика микромира 95

3. Краткая характеристика макромира 100

4. Краткая характеристика мегамира 106

Глава 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ДВИЖЕНИЕ

СТРУКТУР МИРА 113

1. Четыре вида взаимодействий и их характеристика 113

2. Концепции близкодействия и дальнодействия 116

3. Вещество, поле, вакуум. Принцип суперпозиции 117

4. Фундаментальные постоянные мироздания 119

5. Антропный космологический принцип 123

6. Характер движения структур мира 126

Глава 7. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

МИКРОМИРА 133

1. Элементарные частицы 133

2. Корпускулярно-волновая природа микрообъектов 142

3. Концепция дополнительности 148

4. Вероятностный характер законов микромира. Концепции неопределенности и причинности 150

7.5. Электронная оболочка атома 153

Глава 8. КОНЦЕПЦИИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ .162

8.1. Многообразие форм материи 162

4

2. Вещество и его состояния 164

3. Энергия и ее проявления в природе 167

4. Законы сохранения в природе 182

5. Законы сохранения и принципы симметрии 189

Глава 9. СОСТАВ, СТРУКТУРА

И ВЗАИМОПРЕВРАЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВ 197

1. Концептуальные уровни в познании веществ 197

2. Состав вещества и химические системы 201

3. Структура вещества и его свойства 209

4. Химические процессы 213

5. Эволюция химических систем и перспективы химии 217

Глава 10. ПРИРОДА МЕГАМИРА 222

1. Расстояния и размеры в мегамире 222

2. Земля как планета и природное тело 230

3. Состав и строение Солнечной системы 243

4. Солнце, звезды и межзвездная среда 253

5. Галактики 259

Глава 11. ХАРАКТЕР ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ

ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРИРОДЫ 269

1. Детерминизм процессов природы 269

2. Термодинамика и концепция необратимости 273

3. Проблема "тепловой смерти Вселенной" 279

Глава 12. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ

ВСЕЛЕННОЙ 286

1. Большой взрыв и расширяющаяся Вселенная 286

2. Начальная стадия Вселенной 292

3. Космологические модели Вселенной 297

5

Глава 13. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ

НЕБЕСНЫХ ТЕЛ, ЗЕМЛИ 301

1. Происхождение и эволюция галактик и звезд 301

2. Происхождение планет Солнечной системы 307

3. Происхождение и эволюция Земли 317

4. Космос и Земля 330

Глава 14. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ.. .343

1. Концепции происхождения жизни на Земле 343

2. Классификация уровней биологических структур

и организация живых систем 357

3. Генная инженерия и биотехнология 363

4. Проблемы происхождения жизни во Вселенной 367

Глава 15. ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ 374

1. Доказательства эволюции живого 374

2. Пути и причины эволюции живого 378

3. Эволюционная теория Дарвина 381

4. Современная теория органической эволюции 384

5. Синтетическая теория эволюции 387

6. Другие концепции эволюции живого. 389

Глава 16. КОНЦЕПЦИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ

И ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА 397

1. Человек как предмет естественно-научного познания... 397

2. Сходства и отличия человека от животных 399

3. Концепции появления человека на Земле. Антропология 402

4. Эволюция культуры человека. Социобиология 410

5. Проблемы поиска внеземных цивилизаций 415

6. Проблема связи с внеземными цивилизациями 420

6

Глава 17. ЧЕЛОВЕК 425

1. Физиология человека 425

2. Эмоции и творчество 432

3. Здоровье и работоспособность 435

4. Вопросы биомедицинской этики 440

Глава 18. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ И ЭКОЛОГИИ 448

1. Биосфера 448

2. Экология 453

3. Современные проблемы экологии 456

4. Ноосфера , 460

5. Демографическая проблема 467

Глава 19. МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 474

1. Системный метод исследования 474

2. Кибернетика — наука о сложных системах 479

3. Методы математического моделирования 481

4. Математическое моделирование в экологии 484

Глава 20. САМООРГАНИЗАЦИЯ В ПРИРОДЕ 491

1. Парадигма самоорганизации 491

2. Синергетика 493

3. Особенности эволюции неравновесных систем 495

4. Самоорганизация — источник и основа эволюции 498

5. Самоорганизация в различных видах эволюции 503

Глава 21. СОВРЕМЕННОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

И БУДУЩЕЕ НАУКИ 508

1. Особенности современного этапа развития науки 508

2. Естествознание и мировоззрение 511

7

3. Естествознание и философия 514

4. Естествознание и научно-техническая революция 516

5. Общие закономерности современного естествознания 524

6. Современная естественно-научная картина мира

и Человек 526

21.7. Особенности в развитии современной науки 529

Литература 535

8

Светлой памяти наших родителей и учителей посвящаем эту книгу