<< Пред. стр. 1 (из 16) След. >>
Список литературы по разделу
Карпенков Степан Харланович
Лауреат Государственной премии и премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники. Заслуженный деятель науки Российской Федерации, академик Российской академии естественных наук. Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой естествознания Государственного университета управления.
Научную и педагогическую деятельность начинал в МГУ им. М.В. Ломоносова.
Автор двадцати книг, в том числе переизданных фундаментальных учебников и учебных пособий. Имеет двенадцать авторских свидетельств и патентов и более 200 работ, известных отечественным и зарубежным специалистам.
Награжден медалью "Автор научного открытия", посвященной лауреату Нобелевской премии П.Л. Капице, и удостоен Государственной научной стипендии, присуждаемой выдающимся ученым России.
С.Х.КАРПЕНКОВ
КОНЦЕПЦИИ
СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
ИЗДАНИЕ ШЕСТОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Рекомендовано Министерством образования
Российской Федерации
в качестве учебника для студентов
высших учебных заведений
Москва "Высшая школа" 2003
УДК 50 ББК 20 К 26
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. В.А. Шахнов (лауреат Государственной премии и премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники, заслуженный деятель науки Российской Федерации, зав. кафедрой МГТУ им. Н.Э. Баумана); проф. М.В. Вальяно (зав. кафедрой философии Финансовой академии при Правительстве Российской Федерации)
Карпенков С.Х.
К 26 Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов/ С.Х. Карпенков. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2003. - 488 с: ил.
ISBN 5-06-004242-1
Учебник написан в соответствии с Государственными образовательными стандартами (ГОС 2000). В нем изложены вопросы естественно-научного познания окружающего мира, фундаментальные концепции, принципы и законы природы, рассмотрены актуальные проблемы современного естествознания, связанные с изучением природных процессов и свойств вещества на молекулярном уровне, отражены естественно-научные аспекты энергетики, экологии и освещены важнейшие достижения естествознания, лежащие в основе современных наукоемких технологий.
Предназначен для студентов высших учебных заведений. Может быть интересен и полезен широкому кругу читателей.
УДК 50 ББК 20 Учебное издание
Карпенков Степан Харланович КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Редакторы А.В. Бородина, Т.В. Рысева. Художник В Н. Хомяков.
Художественный редактор Ю.Э. Иванова. Технический редактор Л А. Овчинникова.
Компьютерная верстка С.Н. Луговая. Корректор В.В. Кожуткина. Оператор С.Н. Жигунова
Лицензия ИД № 06236 от 09.11.01.
Изд. № Х/Е-271. Сдано в набор 02.04.02. Подп. в печать 18.09.03. Формат 60х88'/16.
Бум. офсетная. Гарнитура "Тайме". Печать офсетная. Объем 29,89 усл. печ. л.
30,39 усл. кр.-отг. 31,72 уч.-изд. л. Тираж 7000 экз. Зак. № 3290
ФГУП "Издательство "Высшая школа", 127994, Москва ГСП-4, Неглинная ул., 29/14.
Тел.: (095) 200-04-56, E-mail: info@v-shkola.ru http://www.v-shkola.ru
Отдел реализации: (095) 200-07-69, 200-59-39, факс (095) 200-03-01. E-mail: sales@v-shkola.ru Отдел "Книга-почтой": (095) 200-33-36. E-mail: bookpost@v-shkola.ru
Набрано на персональных компьютерах издательства.
Отпечатано в ФГУП ордена "Знак Почета" Смоленской областной типографии им. В.И. Смирнова. 214000, г. Смоленск, пр-т им. Ю. Гагарина, 2.
ISBN 5-06-004242-1 (c) ФГУП "Издательство "Высшая школа", 2003
Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства "Высшая школа", и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия издательства запрещается.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 8
Введение 9
ЧАСТЬ I. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И СОВРЕМЕННЫЙ МИР 11
1. Естествознание и окружающий мир 13
1.1. Естественно-научные знания и современное образование 13
1.2. Роль естествознания в формировании профессиональных знаний . . 18
1.3. Естественно-научные знания и сфера управления 23
1.4. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания 27
1.5. Естествознание и математика 31
1.6. Развитие естествознания и псевдонаучные тенденции 35
1.7. Естествознание и нравственность 42
1.8. Рациональное и иррациональное начала познания 46
Контрольные вопросы 56
2. Естественно-научное познание окружающего мира 57
2.1. Процесс естественно-научного познания 57
2.2. Формы естественно-научного познания 62
2.3. Методы и приемы естественно-научных исследований 70
2.4. Научное открытие и доказательство 77
2.5. Эксперимент - основа естествознания 82
2.6. Современные средства естественно-научных исследований 85
2.7. Важнейшие достижения современного естествознания 90
Контрольные вопросы 93
ЧАСТЬ Н. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И КОНЦЕПЦИИ ЕСТЕСТВОЗ
НАНИЯ 95
3. Фундаментальные принципы и законы 97
3.1. Физика - фундаментальная отрасль естествознания 97
3.2. Материя и движение, время и пространство 104
3.3. Концепция атомизма. Дискретность и непрерывность материи . . . 108
3.4. Фундаментальные взаимодействия ,. ПО
3.5. Принцип относительности . 116
3.6. Свойства пространства - времени и законы сохранения 118
3.7. Фундаментальные законы Ньютона 122
3.8. Статистические и термодинамические свойства макросистем .... 125
3.9. Термодинамические законы 129
3.10. Электромагнитная концепция 134
3.11.Корпускулярно-волновые свойства света 138
Контрольные вопросы 143
3
4. Атомный в нуклонный уровни строения материн 144
4.1. Структура атомов 144
4.2. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц 147
4.3. Вероятностный характер микропроцессов 150
4.4. Современные атомные системы 153
4.5. Ядерные процессы 156
4.6. Элементарные частицы 164
4.7. Перспективы развития физики микромира 166
Контрольные вопросы 169
ЧАСТЬ III. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ. . . 171
5. Концепция развития и эволюция Вселенной 173
5.1. Сущность концепции развития 173
5.2. Эволюция Вселенной 176
5.3. Структура Вселенной 182
5.4. Средства наблюдения объектов Вселенной 185
5.5. Проблема поиска внеземных цивилизаций 188
5.6. Солнечная система - часть Вселенной 190
5.7. Земля - планета Солнечной системы 195
Контрольные вопросы 202
6. Естественно-научные знания о веществе 203
6.1. Развитие химических знаний 203
6.2. Синтез химических веществ 207
6.3. Современный катализ 212
6.4. Образование земных и внеземных веществ 218
6.5. Природные запасы сырья 220
6.6. Органическое сырье 227
6.7. Новые химические элементы 234
6.8. Перспективные химические процессы 238
6.9. Современные материалы 243
6.10. Перспективные материалы 252
Контрольные вопросы 261
7. Биосферный уровень организации материи 262
7.1. Зарождение живой материи 262
7.2. Носитель генетической информации 264
7.3. Структура и функции белков 269
7.4. Строение и разновидности клеток 271
7.5. Происхождение жизни 275
7.6. Предпосылки эволюционной идеи 279
7.7. Эволюция жизни • 283
7.8. Растительный и животный мир 294
7.9. Человек - феномен природы 302
7.10. Жизнеобеспечение человека 310
7.11. Продление жизни организма 321
7.12. Формирование ноосферы 327
Контрольные вопросы 328
ЧАСТЬ IV. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХ
НОЛОГИЙ, ЭНЕРГЕТИКИ И ЭКОЛОГИИ 329
8. Естественно-научные аспекты технологий 331
8.1. Развитие средств информационных технологий 331
4
8.2. Современные средства накопления информации 337
8.3. Мультимедийные системы и виртуальный мир 342
8.4. Микро- и наноэлектронные технологии 344
8.5. Лазерные технологии 352
8.6. Современные биотехнологии 359
8.7. Генные технологии 361
8.8. Проблема клонирования 364
Контрольные вопросы 366
9. Естественно-научные проблемы современной энергетики 367
9.1. Энергия - источник благосостояния 367
9.2. Преобразование энергии 369
9.3. Эффективность производства и потребления энергии 373
9.4. Тепловые электростанции 375
9.5. Повышение эффективности энергосистем 376
9.6. Гидроисточники и геотермальные источники энергии 382
9.7. Гелиоэнергетика 387
9.8. Энергия ветра 389
9.9. Атомная энергетика 392
9.10. Особенности отечественной энергетики 396
Контрольные вопросы 398
10. Естественно-научные аспекты экологии 399
10.1. Глобальные катастрофы и эволюция жизни 399
10.2. Предотвращение экологической катастрофы 403
10.3. Природные катастрофы и климат 405
10.4. Парниковый эффект и кислотные осадки 412
10.5. Сохранение озонового слоя 416
10.6. Водные ресурсы и их сохранение 420
10.7. Потребление энергии и среда нашего обитания 422
10.8. Радиоактивное воздействие на биосферу 425
10.9. Естественно-научные проблемы защиты окружающей среды .... 431
Контрольные вопросы 434
11. Гармония природы и человека 435
11.1. Человек и природа 435
11.2. Сохранение природных ресурсов 436
11.3. Обновление энергосистем 438
11.4. Эффективное потребление энергии 439
11.5. Экономия материальных ресурсов 444
11.6. Экономия ресурсов на транспорте 446
11.7. Города и природа 451
11.8. Решение проблем утилизации 454
11.9. Перспективные технологии и окружающая среда 459
11.10. Глобализация биосферных процессов 460
Контрольные вопросы 462
Заключение 464
Литература 465
Словарь специальных терминов 466
Указатель имен 479
Посвящается молодым людям, одержимым жаждой знаний - источником гармонии и совершенства
ПРЕДИСЛОВИЕ К ШЕСТОМУ ИЗДАНИЮ
Первое издание предлагаемой книги вышло в свет в 1997 г. Это был один из первых учебников, посвященных дисциплине "Концепции современного естествознания", изучаемой студентами высших учебных заведений социально-экономических и гуманитарных направлений.
По мере накопления новых материалов и сведений последующие издания существенно дорабатывались, дополнялись и в них вносились исправления и уточнения. При доработке учитывался многолетний опыт чтения лекций и проведения практических занятий в Государственном университете управления. В результате учебник совершенствовался и видоизменялся: сократилось число глав с девятнадцати (в первом издании) до одиннадцати (в более поздних изданиях), устаревшие сведения заменены новыми, некоторые разделы написаны заново и т. п. Шестое издание существенно переработано и исправлено.
В предлагаемом учебнике в сжатой и доступной форме изложены фундаментальные естественно-научные знания, т.е. знания о природе, которые нужны каждому образованному человеку, чтобы не только поведать тайны, могущество и красоту природы, но и понять, что нужно сделать, чтобы сохранить окружающую среду и жить в гармонии с природой.
При изучении концепций современного естествознания полезно помнить наставление русского публициста Д.И. Писарева (1840-1868): "Надо учиться в школе, но еще гораздо более надо учиться по выходе из школы".
Книга предназначена для студентов высших учебных заведений дневной, вечерней и заочной форм обучения по специальностям экономики, юриспруденции, управления, философии, социологии, экологии, менеджмента, маркетинга, товароведения, туризма, бизнеса, финансов, предпринимательства и др.
Москва, 2003 г. Автор
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЯТОМУ ИЗДАНИЮ
Предлагаемое пятое издание настоящего учебника переработано и по сравнению с предыдущим содержит новые сведения о последних важнейших достижениях в области естествознания.
Учебник состоит из четырех частей. В части I обоснована практическая значимость естествознания в современном обществе и рассмотрены основные положения естественно-научного познания окружающего мира. В части II изложены фундаментальные законы и концепции естествознания. Часть III посвящена естественно-научным концепциям развития процессов в природе. В части IV рассмотрены естественно-научные основы современных технологий, энергетики и экологии.
Материал учебника изложен в рамках концепций - основополагающих идей и системного подхода - и представлен в наглядной и доступной форме.
Москва, 2002 г. Автор
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
В современном обществе большое внимание уделяется не только различным отраслям естествознания, но и бурно развивающимся наукоемким технологиям, энергетике и экологии. Фундаментальным концепциям естествознания и естественно-научным основам современных технологий, энергетики и экологии посвящен настоящий учебник.
Он состоит из пяти частей, в которых последовательно излагаются основные вопросы, предусмотренные Государственными образовательными стандартами для изучения дисциплины "Концепции современного естествознания" в высших учебных заведений.
Учебник написан на уровне концепции естественно-научных проблем, т. е. с учетом основополагающих идей, систем взглядов на изучаемые вопросы. При изложении материала использованы широко известные термины и простые математические формулы, отражающие фундаментальные законы природы. Естественно-научная сущность освещаемых вопросов представлена в доступной форме для широкого круга читателей.
Книга предназначена для студентов высших учебных заведений дневной, вечерней и заочной форм обучения экономических, юридических, философских и других гуманитарных специальностей.
Москва, 1997 Автор
Наконец-то я подаю руку по-настоящему полезной науке.
Гораций
ВВЕДЕНИЕ
Каждого человека, начиная с самого раннего возраста, отличает любопытство - естественное стремление познать окружающий мир. "Любопытство сродно человеку и просвещенному, и дикому", - утверждал выдающийся русский историк и писатель Н.М. Карамзин (1766-1826). С возрастом неосознанное любопытство постепенно перерастает в осознанное желание познать законы, которые управляют природой, научиться применять их в своей трудовой деятельности, предвидя возможные ее последствия. Законы природы и способы их применения отражают концентрированный опыт человечества. Опираясь на него, человек способен защитить себя от ошибок, и ему легче достичь желаемых целей. Концентрированный опыт человечества лежит в основе любого образовательного процесса.
Естествознание - наука о явлениях и законах природы. Современное естествознание включает множество естественно-научных отраслей: физику, химию, биологию, физическую химию, биофизику, биохимию, геохимию и др. Оно охватывает широкий спектр вопросов о разнообразных свойствах объектов природы, которую можно рассматривать как единое целое.
Важнейшие достижения естествознания составляют фундаментальную базу современных наукоемких технологий, на основе которых производится разнообразная продукция, в том числе и товары повседневного спроса. Для того чтобы знать, какой ценой дается такая продукция - важнейшая составляющая экономики, каковы перспективы развития современных технологий, тесно связанных с экономическими, социальными и политическими проблемами, нужны фундаментальные знания о природе - естественно-научные знания. В наше время естественно-научные знания превратились в сферу активных действий и представляют собой базовый ресурс экономики, по своей значимости превосходящий материальные ресурсы: капитал, землю, рабочую силу и т.п. Естественно-научные знания и основанные на них современные технологии формируют новый образ жизни, и высокообразованный человек не может дистанцироваться от фундаментальных знаний об окружающем мире, не
9
рискуя оказаться беспомощным в профессиональной деятельности. "Без естественных наук нет спасения современному человеку; без этой здоровой пищи, без этого строгого воспитания мысли фактами, без этой близости к окружающей нас жизни", - такую высокую оценку естественно-научным знаниям дал русский писатель и философ А.И. Герцен (1812-1879).
Если излагать подробно естественно-научные знания, накопленные во всех отраслях естествознания, то получится огромный фолиант, может быть, и нужный, но малополезный даже для специалистов естественно-научного профиля, не говоря уже о специалистах гуманитарных и социально-экономических направлений. Задача изложения усложняется еще и тем, что его форма должна быть доступной для студентов, чья будущая профессиональная деятельность не имеет прямого отношения к естествознанию. Для решения этой задачи нужен обобщающий философский принцип. Сущность его заключается в изложении естественно-научных знаний в рамках концепций - основополагающих идей и системного подхода. Концептуальный принцип позволяет студентам получить фундаментальные, комплексные знания о природе, а на их основе более глубоко изучить узкоспециализированные дисциплины.
Современные средства естествознания дают возможность исследовать многие сложнейшие процессы на уровне атомных ядер, атомов, молекул, клеток, а затем и синтезировать ранее не существовавшие в природе вещества с необычными свойствами, а из них производить новые материалы для различных машин, устройств, изделий и т.п. Кроме того, благодаря таким исследованиям выращиваются высокоурожайные культурные растения, разрабатываются высокоэффективные средства лечения болезней и т.д.
Любое перспективное направление деятельности человека прямо или косвенно связано с новой материальной базой и новыми технологиями, и знание их естественно-научной сущности - залог успеха. Без фундаментальных знаний о природе может сложиться ошибочное общественное мнение, приводящее к необъективному решению, как это случилось, например, при необоснованном объявлении временного (1975-1985) моратория на генную инженерию. Следовательно, естественно-научные знания нужны не только высококвалифицированным специалистам, но и любому образованному человеку вне зависимости от сферы его деятельности.
Знания не приходят сами по себе. Нужно усердно работать, прилежно учиться. "Надо учиться не стыдясь, а учить не скупясь", - так сказал в далекие времена известный мыслитель Василий Великий (ок. 330-379), и только в этом случае можно надеяться на успех. 10
Учись, мой сын: наука сокращает нам опыты быстротекущей жизни...
А.С.Пушкин
Для нас наука естествознание - тот самый рычаг, который единственно способен повернуть весь мир лицом к солнцу.
М. Горький
1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И ОКРУЖАЮЩИЙ МИР
1.1. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ И СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
На протяжении всей истории развития общества основу образования составляли знания о природе, знания о человеке и знания об обществе. Очевидно, эти три составляющие образования взаимосвязаны: природа породила человека, а люди образуют общество. По мнению выдающегося российского историка В.О. Ключевского (1841-1911), "человеческая личность, людское общество и природа страны - вот те три основные силы, которые строят людское общежитие... Идеал исторического воспитания народа состоит в полном и стройном развитии всех элементов общежития и в таком их соотношении, при котором каждый элемент развивается и действует в меру своего нормального значения в общественном составе, не принижая себя и не угнетая других".
Длительная история развития цивилизации показывает, что далеко не всегда, а вернее, никогда названные элементы разных по форме и содержанию образовательных систем не находились в полном и стройном развитии, т.е. не составляли гармонического единства. Так, в древние времена знания о природе - естественно-научные знания - носили описательный, умозрительный, натурфилософский характер. Основное внимание уделялось знаниям о человеке.
Древнегреческий мыслитель Сократ (ок. 470-399 до н.э.) полагал, что единственная функция знаний - это самопознание, т.е. интеллектуальный, нравственный и духовный рост человека. Его современник, древнегреческий философ Протагор (ок. 480-410 до н.э.), утверждал, что цель знаний - сделать деятельность человека более успешной и эффективной. Однако из утверждений древнегреческих философов не следует, что знания обладают полезностью, заключающейся в умении и навыках. Считалось, что приобрести умения и навыки можно только поступив в обучение или накопив собственный опыт. Вплоть до начала XVIII в.
13
в английском языке понятие "ремесло" выражалось словом "mystery", означающее "таинство", не только потому, что обладавший секретом того или иного ремесла давал клятву не раскрывать секретов, но и потому, что ремесло было недоступно для человека, не прошедшего обучение у мастера и не перенявшего на практике его тайн.
На Руси уже в XIV в. возникла уникальная общность вольных мастеров, известная под названием "артель". В отличие от подобного рода общностей на Западе, артель была не только и не столько коммерческим объединением мастеров узкого профиля в современном представлении, а скорее общностью единоверцев, исповедующих законы свободы и справедливости. Будучи своеобразной формой общественного труда, артель определяла правила жизни, влияла на образ жизни каждого, воздавая ему по делам его и по делам его рода. Ценность личности определялась принадлежностью к роду мастеров.
С развитием естественно-научных знаний, когда начиная с XVIII в. открываются первые фундаментальные законы природы с последующим их практическим применением, появляется понятие "технология". Оно происходит от слов techne - искусство, ремесло, logos - понятие, учение, что вместе означает организованное, систематизированное, целенаправленное знание. Для изучения технологий стали создаваться учебные заведения. Первое техническое учебное заведение - Школа мостов и дорог - основано во Франции в 1747 г.; за ним последовали первая Школа сельского хозяйства в 1770 г. и первая Школа горного дела в 1776 г. (обе в Германии). В 1794 г. во Франции был открыт первый технический университет - Политехнический университет, а вместе с ним возникла и профессия инженера. Вскоре в систематизированную отрасль знаний была преобразована медицинская практика.
Вхождение в науку и постижение технологий в России определялось особенностями ее природы и хозяйственного быта вместе со складом характера и ума великороссов, которые, по мнению В.О.Ключевского, "мыслят и действуют, как ходят; кажется, что можно придумать кривее и извилистее великорусского проселка? Точно змея проползла. А попробуйте пройти прямо: только проплутаете и выйдете на ту же извилистую тропу". И вместе с тем "ни один народ в Европе не способен к такому напряжению труда на короткое время, какое может развить великоросс". В русских летописях и сводах древней Руси описывались явления природы: солнечные и лунные затмения, северное сияние, появление комет и метеоритов, грозы, бури, наводнения; вносились сведения технического характера: о видах и устройстве оружия, постройке крепостей и церквей, о литье колоколов и пушек, о часах, о строительстве мостов и т.п. Причем астрономические явления отмечены с "великой точностью". Время донесло до нас имя первого русского ученого, астронома и математика Ки-14
рика Новгородца, написавшего в 1136 г. научный трактат "Учение им же ведати человеку числа всех лет", аналога которому нет ни в древнерусской, ни в византийской, ни в южнославянской литературе. Феодальная раздробленность, татаро-монгольское нашествие и не только эти факторы сдерживали развитие культуры, науки и образования в России. В Европе после изобретения И. Гутенбергом (1399-1468) книгопечатания множились типографии и печатались книги на латинском языке, в то время как на Руси только что налаживалось свое книгопечатание, основанное Иваном Федоровым (ок. 1510-1583), выпустившим в 1584 г. первую русскую печатную книгу "Апостол". Коренной перелом в развитии науки, образования и культуры в России наступил при Петре I (1672-1725).
По мере развития естественно-научных знаний на Западе и прежде всего в Великобритании активизировалось изобретательство, которое привело к тому, что ремесло перестало быть таинством и секретом. Ярким свидетельством перехода от ремесла к технологии является величайший труд "Энциклопедия", изданный в 1751-1780 гг. Дени Дидро (1713-1784) и Жаном Д'Аламбером (1717-1783). В "Энциклопедии" впервые представлены в организованном и систематизированном виде знания о всех ремеслах, что позволило получить специальные знания, не нанимаясь в ученики. Статьи для "Энциклопедии" писали и выдающиеся ученые того времени, в том числе Вольтер (1694-1778), Руссо (1712-1778) и др.
Первые технические школы и "Энциклопедия" выполнили важную задачу: они свели воедино, систематизировали и сделали всеобщим достоянием знания, навыки и секреты различных ремесел, сложившиеся на протяжении тысячелетий. Практический опыт они преобразовали в знания, практическое обучение - в учебники, секреты - в методологию, а конкретные действия - в прикладные науки. Все это послужило базой для бурного развития промышленности - глобального процесса преобразования общества.
Древнекитайский мыслитель Конфуций (ок. 551-479 до н.э.) утверждал: "Три пути ведут к знанию: путь размышления - это путь самый благородный, путь подражания - это самый легкий путь и путь опыта - это путь самый горький". Вне всяких сомнений, именно так всегда развивались знания. Однако, если в начале их развития преобладал благородный путь размышления, то в последние столетия определяющим стал путь опыта, эксперимента, практики - самый трудный, но результативный путь познания окружающего мира, ведущий к развитию естественно-научных знаний, а вместе с ними и специализированных, отраслевых знаний, для достижения конкретных результатов, полезных не только самому человеку, но и обществу и способствующих развитию образования. То, что сейчас принято считать истинными знаниями, постоянно доказывает свою значимость и проверяется на практике.
15
Знания сегодня - это информация, имеющая практическую ценность. В последнее время все чаще говорят о переходе к экономике, основанной на движении не традиционных материальных товаров и ресурсов, а идей и знаний, т.е. информации. Такому переходу способствует развитие информационных технологий, благодаря внедрению которых, например, в США прирост внутреннего валового продукта составил 30%, а объем продаж информационных технологий - около 600 млрд. долларов в год, и в результате информационная отрасль в этой стране опередила авиационную и автомобильную промышленность.
Диктуемое временем стремление к узкой специализации, многопред-метность в средней и высшей школах, перенасыщенность учебных программ - все это ведет к тому, что не только учителя и преподаватели, но и их ученики - будущие специалисты разных отраслей, подобно строителям Вавилонской башни, перестают понимать друг друга. При этом постепенно утрачиваются универсальность и широта образования. Избыточность и излишняя инструктированность информации рождают информационный хаос, который отвращает от знаний и, в свою очередь, порождает невежество. Тогда наступает время, когда, выражаясь словами писателя М. Е. Салтыкова-Щедрина (1826-1889), "общество, гонимое паникой, отвращается от знания и ищет спасения в невежестве". С потерей универсальности и широты образования теряется возможность быстро усвоить новые знания, связанные с новыми научными технологиями, для освоения которых недостаточно только узкоспециализированных знаний.
В более явном виде и в более сильной форме стала проявляться обособленность естественно-научных и гуманитарных знаний, между ними образовалась огромная пропасть, на которую еще в 50-х годах XX в. обратил внимание английский писатель Чарлз Сноу (1905-1980). По его мнению, общество не может выжить без знаний того дома, в котором оно живет, т.е. без знаний об окружающем мире или, другими словами, без естественно-научных знаний. Однако даже такие знания теряют свою значимость, если общество не в состоянии согласовать свои действия и поведение с фундаментальными законами природы и их следствиями, если общество теряет духовно-нравственные ориентиры. Эту мысль можно продолжить словами Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II (р. 1929): "Я убежден: как бы ни возросло человечество за прошедший век в собственных глазах, ему надо вновь сесть за школьную парту. Нужно снова учиться тому, что люди растеряли за годы упоения собственной силой и гордыней, - учиться смирению, умению аскетически ограничивать свои желания, послушанию воле Божией, нравственному образу жизни. Иначе все достижения науки и техники обратят свою силу против нас, а Вавилонская башня человеческого могущества падет,
16
погребая своих строителей под обломками. Труднейшей для каждого из нас будет работа не внешняя, а внутренняя. Евангелие советует нам обратить взор прежде внутрь самих себя".
К пониманию необходимости целостности современного образования, основанного на знаниях о природе, человеке и обществе, пришли многие исследователи как в России, так и в других странах. Пришли разными путями и из разных соображений. И предлагают решить проблему по-разному: одни видят ее решение в гуманитаризации научно-технического образования, а другие - в необходимости естественно-научных знаний для специалистов гуманитарных направлений. При этом те и другие приходят к единому мнению: цель изучения всех дисциплин одна и та же - обеспечить будущность существования человека в биосфере. Однако четко обозначенная цель не определяет средства ее достижения. Действительно, объем необходимой для изучения информации чрезвычайно большой. Возникает вопрос: как ее изучать? А вслед за ним и другой вопрос: можно ли ее изучить? Оказывается, можно, если воспользоваться концептуальным принципом, позволяющим изучать предмет в рамках основополагающей идеи и системного подхода. Такой фундаментальный принцип образования является не только предметом обсуждений, но и руководством к действию: в государственные образовательные стандарты введена новая дисциплина "Концепции современного естествознания" для обязательного изучения студентами вузов гуманитарных и социально-экономических направлений. В некоторых вузах открыты естественно-научные центры и кафедры. В частности, в Государственном университете управления открыта кафедра естествознания, где создана учебная лаборатория, в которой студенты проходят лабораторный и компьютерный практикумы.
Концептуальный принцип, положенный в основу дисциплины "Концепции современного естествознания", позволяет на уровне основополагающих идей и систем взглядов сформировать естественно-научное мировоззрение. Думается, на таком принципе могут быть построены специальные научно-технические и гуманитарные дисциплины, что значительно облегчит их изучение. Концептуальный подход в изучении естествознания безусловно полезен для студентов не только гуманитарных и социально-экономических, но и технических, физико-математических, медицинских, педагогических и многих других направлений. Включение дисциплины "Концепции современного естествознания" в учебные программы вне всякого сомнения поможет студентам приобрести навыки учиться новому, что создаст фундаментальную основу для дальнейшего развития образования: естествознание никого не выбирает, оно освещает истинный путь каждому и каждого делает свободным в широком смысле слова, свободным от неправильных действий и решений.
2 - 3290 17
1.2. РОЛЬ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ФОРМИРОВАНИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ
Многообразие проявлений окружающего нас мира требует глубокого и комплексного восприятия фундаментальных понятий о материи, пространстве и времени, о добре и зле, о законе и справедливости, о природе поведения человека в обществе. Фундаментальные законы, понятия и закономерности отражают не только объективную реальность материального мира, но и мира социального. К сожалению, прошедший век оставил немало примеров того, что забвение фундаментальных истин наносило и наносит невосполнимый ущерб природе, живому миру, самому человеку.
Завершился XX век, явивший миру черты новой цивилизации. Человек вышел в космос, проник внутрь атомного ядра, освоил новые виды энергии, создал мощные вычислительные системы, разгадал генетическую природу наследственности, научился использовать в невиданных масштабах богатство природы. Однако гораздо менее он преуспел в рациональном и бережном отношении к природе и к богатейшим ее ресурсам.
Что же происходит сейчас, в период интенсивного техногенного развития человечества? По оценкам палеонтологов, за все время эволюции жизни на Земле чередой прошли около 500 млн. видов живых организмов. Сейчас их насчитывается примерно 2 млн. Только в результате вырубки лесов суммарные потери составляют 4-6 тыс. видов в год. Это приблизительно в 10 тыс. раз больше естественной скорости их вымирания до появления человека. Одновременно наша планета интенсивно пополняется множеством видов искусственно созданной продукции, иногда называемых техногенными видами популяции. Ежегодно производится около 15-20 млн. различных машин, приборов, устройств, строений и т.п., которые образуют своеобразную техногенную сферу.
Новые технологии земледелия не обходятся без гигантского потока химических веществ. Энергетика стала обязательной спутницей любой развитой страны. Но она же является и одной из причин нарушения экологического равновесия - глобального потепления, вызванного парниковым эффектом, что подтверждается не только ежегодным повышением средней температуры воздуха, но и ростом уровня Мирового океана на 2-3 мм в год. Разрушается озоновый слой, защищающий все живое от чрезмерного ультрафиолетового излучения; во многих регионах нашей планеты выпадают кислотные осадки, приносящие громадный ущерб живой и неживой природе.
Все это - в значительной степени результат активного вмешательства человека в природу, свидетельство неудовлетворительного состояния индустриально-технологической практики, образовательной философии, 18
снижения нравственного и духовного уровня человека. Общество фактически смирилось с подготовкой специалистов узкого профиля, имеющих ограниченный кругозор. Дифференциация и специализация, вроде бы диктуемые логикой научного процесса, в действительности порождают многие экологические и социальные проблемы. В такой ситуации ученые и представители прогрессивной общественности зачастую оказываются бессильны решить эти проблемы, а также справиться с инстинктом толпы, которой руководит чаще всего желание создать удобный, комфортный образ жизни.
Назрела необходимость кардинального пересмотра всей системы знаний о мире, человеке и обществе. При этом необходимо осознанно вернуться к изучению единого мироустройства, к целостному знанию, но на более высоком витке его развития. Другими словами, возникла объективная необходимость в повышении роли фундаментальной базы образования, построенной на основе органического единства его естественно-научной и гуманитарной составляющих. Человек должен увидеть и осознать свою зависимость от окружающего его мира.
Можно назвать две группы причин, указывающих на необходимость повышения роли фундаментальной базы образования. Первая группа связана с глобальными проблемами цивилизации, нынешний этап развития которой характеризуется наличием признаков экономического, экологического, энергетического, информационного кризисов, а также резким обострением национальных и социальных конфликтов во многих странах мира. Вторая группа причин обусловлена тем, что мировое сообщество в последние десятилетия ставит в центр системы образования приоритет личности. Формирование широкообразованной личности требует решения ряда взаимосвязанных задач. Во-первых, нужно создать оптимальные условия для гармонических связей человека с природой посредством изучения естественно-научных фундаментальных законов природы. Во-вторых, человек живет в обществе и для его гармоничного существования необходимо погружение в культурную среду через освоение истории, права, экономики, философии и других наук.
Концепцию фундаментального образования впервые отчетливо сфор
мулировал в начале XIX в. немецкий филолог и философ Вильгельм Гум
больдт (1767-1835). В ней подразумевалось, что предметом изучения
должны быть те фундаментальные знания, которые рождаются на перед
нем рубеже развития науки. Фундаментальное образование должно соче
таться с научными исследованиями. Эта прогрессивная система образо
вания реализована в лучших университетах мира. Важную роль в фунда
ментальном образовании играют естественно-научные знания, которые
помогают будущим специалистам гуманитарных и социально-экономи
ческих направлений расширить кругозор и познакомиться с конкретны-
2* 19
ми естественно-научными проблемами, тесно связанными с экономическими, социальными и другими проблемами, от решений которых зависит технологический уровень развития общества.
Любой специалист вне зависимости от профиля и специфики его деятельности так или иначе рано или поздно касается проблем управления. А это означает, что он должен владеть знаниями менеджмента. На первый взгляд может показаться, что естествознание - ненужный груз для специалистов управления, экономики, руководителей предприятий и других подобного рода специалистов. Однако любой специалист, если он истинный специалист и прежде всего менеджер или экономист, должен владеть не только законами управления и экономики, но и естественно-научной сущностью объекта, для которого проводится, например, экономический анализ. Без знаний естественно-научной сущности анализируемого объекта и без понимания естественно-научных основ современных технологий менеджеры, даже владеющие знаниями менеджмента и экономики, не смогут дать квалифицированных рекомендаций по оптимальному решению даже самого простого вопроса, связанного с оценкой, например, экономической эффективности применения различных предлагаемых технологий изготовления какого-либо товара. Ведь каждая технология характеризуется своей спецификой, влияющей на качество выпускаемого товара, своей материально-технической базой, воздействием на окружающую среду и т. п., а это означает, что поставленный вопрос сопряжен с решением комплекса задач, включающего и экономические, и социальные, и естественно-научные аспекты. Специалисту, владеющему вопросами современного естествознания и теоретическими знаниями управления и экономики, не составит труда решить не только простую задачу - составить экономически обоснованный бизнес-план, но и любую сколь угодно сложную экономическую задачу.
Первую оценку того или иного предложения настоящий руководитель любого ранга обычно производит самостоятельно, прежде чем вынести окончательное решение. Вероятность того, что оценка будет объективной, а решение единственным и правильным, тем выше, чем шире профессиональный кругозор руководителя, что чрезвычайно важно для принятия особо ответственных решений, связанных, например, со строительством крупных объектов - мощных электростанций, протяженных магистралей и т.п., - которые затрагивают интересы колоссального числа людей, часто и всего государства, а иногда и многих государств. Без владения естественно-научными основами современных технологий производства электроэнергии вряд ли будет принято решение о строительстве такой электростанции, которая наносила бы минимальный ущерб природе и производила бы дешевую энергию. Если руководители и работающие с ними специалисты вынесут решение без учета естественно-на-20
учных основ энергетики и экологии, то такое некомпетентное решение позволит построить, например, гидроэлектростанцию на равнинных реках, которые, как сейчас всем понятно, производят не самую дешевую энергию, нарушают естественный природный баланс, на восстановление которого требуется гораздо больше энергии, чем ее производят такие электростанции. Подобные некомпетентные решения могут послужить основой для строительства атомной электростанции гигантской мощности в регионе, где нет крупных потребителей энергии и где природные условия позволяют строить совершенно другой тип электростанций, например гелиоэлектростанцию, мощности которой вполне достаточно для местного потребления, но при этом не возникает проблема передачи электроэнергии на большие расстояния другим потребителям, которая влечет за собой неизбежные потери полезной энергии.
С проблемами энергетики и экологии вроде бы все понятно - ими должен владеть и инженер, и руководитель, и менеджер, и экономист. А зачем им нужны знания, например, о генной технологии. Оказывается, что нужны. Без таких знаний невозможно ни вывести высокопродуктивные породы животных, ни вырастить высокоурожайные сорта культурных растений, т.е. произвести современные продукты питания, которые нужны всем людям в независимости от сферы их деятельности.
Большинство руководителей в разных отраслях экономики и науки прямо или косвенно участвуют в распределении финансовых ресурсов. Понятно, что только при правильном, рациональном их распределении можно ожидать наибольшего экономического либо социального эффекта. Очевидно также, что оптимальное распределение финансовых ресурсов способны осуществить специалисты только высокой квалификации, профессиональный уровень которых определяют не только гуманитарные, но и естественно-научные знания.
На современном этапе развития науки и естествознания в том числе, особенно в России и странах бывшего СССР, где наука, как и вся экономика, переживает глубокий кризис, распределение финансовых ресурсов для обеспечения научных исследований и образования играет важную роль. При поверхностной, неквалифицированной оценке проблем современной науки выделяемые государством крохотные средства могут пойти на исследование ради исследований, на создание многочисленных теорий ради теорий, реальная польза от которых весьма сомнительна, на преждевременное строительство крупных экспериментальных установок, требующих колоссальных материальных затрат, и т.п. При таком подходе заслуживающие внимание исследования, чаще всего экспериментальные, отличающиеся новизной и практической значимостью, т.е. приносящие реальную пользу и весомый вклад в науку, будут откладываться до лучших времен, что, естественно, будет тормозить развитие не
21
только науки, но и экономики и тем самым сдерживать рост благосостояния народа. Подобный негативный результат следует из недостаточного финансирования всей системы образования.
Профессиональная целесообразность изучения основ естествознания касается в одинаковой мере и юристов. И в этом несложно убедиться. Предположим, что руководитель какого-то предприятия привлечен к ответственности за нарушение экологических норм - выброс в атмосферу больших объемов оксидов серы. А они, как известно, являются источником кислотных осадков, губительно влияющих на живую и неживую природу. Мера наказания будет зависеть от того, насколько объективно и квалифицированно сделана правовая оценка действий руководителя, а сама оценка определяется прежде всего профессиональным кругозором дающего оценку. Наряду с правовыми знаниями владение последними достижениями современных технологий, позволяющими существенно сократить выброс в атмосферу многих вредных газов, в том числе и оксидов серы, несомненно поможет юристу объективно оценить степень нарушения и причастность к нему тех или иных конкретных лиц. Всесторонние знания юриста приведут его к правильному решению и будут способствовать тому, чтобы правонарушения не повторялись. В этом случае можно считать, что основная цель высококвалифицированной подготовки и образования достигнута. "Великая цель образования, - как сказал известный английский философ и социолог Г. Спенсер (1820-1903), - это не знания, а действия".
Философы всех времен опирались на новейшие достижения науки и, в первую очередь, естествознания. Достижения последнего столетия в физике, химии, биологии и других отраслях науки позволили по-новому взглянуть на сложившиеся веками философские представления. "Философия отвлеченная, существующая сама по себе, из себя черпающая свою мудрость, прекращает свое существование", - так утверждал известный русский философ Н.А. Бердяев (1874 -1948). Многие философские идеи рождались в недрах естествознания, а естествознание в начале развития носило натурфилософский характер. Про такую философию можно сказать словами немецкого философа А. Шопенгауэра (1788-1860): "Моя философия не дала мне совершенно никаких доходов, но она избавила меня от очень многих трат".
Знание концепций современного естествознания поможет многим, вне зависимости от их профессии, понять и представить, каких материальных и интеллектуальных затрат стоят современные исследования, позволяющие проникнуть внутрь микромира и освоить внеземное пространство, какой ценой дается высокое качество изображения современного телевизора, каковы реальные пути совершенствования персональных компьютеров и как чрезвычайно важна проблема сохранения природы, 22
которая, как справедливо заметил римский философ и писатель Сенека (ок. 4 до н.э. - 65 н.э.), дает достаточно, чтобы удовлетворить потребности человека.
Человек, обладающий общими концептуальными естественно-научными знаниями, т.е. знаниями о природе, будет действовать непременно так, чтобы польза как результат его действий всегда сочеталась с бережным отношением к природе и с ее сохранением не только для нынешнего, но и для грядущих поколений. Только в этом случае каждый из нас сможет осознанно с благоговением и восторгом повторить замечательные слова Н.М. Карамзина (1766-1826): "Нежная матерь Природа! Слава тебе!"
Известный чешский мыслитель и педагог, один из основателей дидактики Ян Коменский еще в XVII в. написал "Великую дидактику", выступив с лозунгом "Обучать всех, всему, всесторонне" и таким образом теоретически обосновал принцип демократизма, энциклопедизма и профессионализма в образовании, в котором скрыты многие ценнейшие плоды будущих "богатых урожаев". Продолжая эту мысль, можно уверенно утверждать: только всесторонние естественно-научные знания освобождают человека от необдуманных разрушительных действий и помогают выбрать благородный путь созидания.
1.3. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ И СФЕРА УПРАВЛЕНИЯ
За все время развития цивилизации знания были, есть и будут фундаментальной основой развития общества. Всегда они представляли и представляют собой действенную силу. Однако функции знаний с течением времени менялись: если в древнее время знания в основном служили для саморазвития познающего, то начиная с XVIII в. знания приобретают все больше признаков производительной силы и становятся полезными не только познающему, но и всему обществу, т.е. проявляют общественный характер. Важнейшая особенность развития современных знаний заключается в том, что они теперь используются для производства самих знаний. Поиск наиболее эффективных способов систематического и целенаправленного применения имеющихся знаний (в виде накопленной информации) для получения ожидаемых результатов - это, по сути дела, и есть управление в современном понимании. В настоящее время, как никогда, знания необходимы для того, чтобы определить, какие новые знания нужны, насколько они целесообразны и что следует предпринять для эффективного их использования. Именно целенаправленное приложение знаний определяет радикальное преобразование структуры управления во всех сферах деятельности человека - от производства товаров широкого потребления до управления наукой, образованием и государством.
23
Можно привести немало примеров, когда люди благодаря талантливым учителям, наставникам и собственному прилежанию, вооружившись знаниями, достигали больших успехов в управлении. "Я чту Аристотеля наравне со своим отцом, так как, если отцу я обязан жизнью, то Аристотелю обязан всем, что дает ей цену", - так говорил Александр Македонский (356-323 до н.э.). Наставником и затем советником римского императора Нерона (37-68) был выдающийся философ и писатель Сенека (ок. 4 до н.э. - 65 н.э.). Российского царя Александра II (1818-1881) воспитывал известный мыслитель и поэт Василий Жуковский (1783-1852). Благородный и трудный путь управления государством Российским Петр I (1672-1725) прокладывал, опираясь на собственные знания и умения, на развитие науки российской и фундаментальное образование. Именно такое управление пробудило великую Россию от долгого средневекового сна.
<< Пред. стр. 1 (из 16) След. >>
Список литературы по разделу