- •В. А. Игнатова концепции современного естествознания Учебное пособие
- •Предисловие
- •I. Методические материалы к самостоятельному изучению дисциплины программа курса «концепции современного естествознания» Пояснительная записка
- •Содержание дисциплины
- •Естествознание - система наук о природе
- •2 Естественнонаучная картина мира
- •3.Основополагающие концепции современного естествознания
- •4. Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •Тематический план изучения дисциплины
- •Темы практических занятий
- •Тема 1. Естественнонаучная картина мира
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Тема 2. Основополагающие концепции современного естествознания
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Методические указания по самостоятельному изучению теоретической части дисциплины
- •Методические указания по подготовке к практическим занятиям
- •Методические указания по подготовке к текущему контролю знаний и итоговой аттестации (экзамен или зачет)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тесты для самоконтроля
- •2. Слово «концепция» пришло из:
- •3. Принцип соответствия утверждает:
- •Критерии итоговой аттестации
- •Вопросы для размышления и творческие задания
- •Тематика контрольных работ
- •Основополагающие концепции современного естествознания
- •Системный подход к описанию окружающего мира
- •Самоорганизация и эволюция Земли
- •Перечень вопросов к итоговой аттестации
- •Ключи к тестам
- •Учебники и учебные пособия для подготовки к итоговой аттестации
- •Дополнительная литература
- •II. Теоретическая часть
- •1. Естествознание - система наук о природе
- •1.1. Природа и способы ее постижения
- •1.1.1 Природа как целостная система
- •1.1.2. Человек как познающий субъект природы
- •1.1.3. Мифология, религия, искусство, наука как компоненты культуры и способы постижения природы
- •1.1.4 Познание, мировоззрение и картина мира
- •1.1.5 Мировоззрение и культура
- •1.2 Наука и научный метод познания
- •Наука как компонент культуры
- •Наука как способ объективного познания
- •1.2.1 Наука как компонент культуры
- •1.2.2 Наука как способ объективного познания
- •1.2.3 Динамика научного познания
- •1.2.4. Научная картина мира
- •1.3 Естествознание в системе науки
- •1.3.1 Дифференциация наук
- •1.3.2 Естествознание как иерархия наук о природе
- •1.3.3. Естествознание и социальная жизнь общества
- •1.3.4 Проблема интеграции естественнонаучного и гуманитарного знания
- •2. Естественнонаучная картина мира
- •2.1 Структура естественнонаучной картины мира
- •1. Составляющие естественнонаучной картины мира
- •Фундаментальные понятия естествознания
- •2.1.1 Составляющие естественнонаучной картины мира
- •2.1.2 Фундаментальные понятия естествознания
- •1. Материя и формы ее существования: вещество и поле
- •2. Атрибуты материи: отражение и движение
- •3. Пространство и время
- •2.1.3 Фундаментальные законы природы и основополагающие принципы естествознания
- •1.Фундаментальные законы природы
- •2. Основополагающие принципы естествознания
- •2.2. Эволюция естествознания
- •Доклассический период развития науки
- •Классическая наука
- •Неклассическая наука
- •2.2.1 Доклассический период развития науки
- •1. Научные программы античности
- •2. Средневековая наука
- •2.2.2. Классическая наука
- •1.Естествознание в «Новое время»
- •2. Естествознание XIX века
- •3. Кризис классической науки
- •2.2.3 Неклассическая наука
- •1. Релятивистская картина мира
- •2. Квантово-полевая картина мира
- •3. Строение материи и физика элементарных частиц
- •4. Соотношение классической, релятивистской и квантовой картин
- •5. Постнеклассическая наука
- •3. Основополагающие концепции современного естествознания
- •3. 1 Элементы теории систем
- •3. 1. 1 Системный подход к описанию окружающего мира
- •3. 1. 2 Классификации социоприродных систем
- •3. 1. 3 Свойства открытых систем
- •3. 1. 4 Системная модель мира
- •3. 2 Самоорганизация и эволюция сложных систем, далеких от равновесия
- •Общие представления
- •Роль случайного в поведении сложных систем
- •Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •3. 2. 1 Общие представления
- •3. 2. 2 Роль случайного в поведении сложных систем
- •3. 2. 3 Элементы теории самоорганизации систем
- •1. Фазовое пространство и фазовые траектории
- •2. Точка бифуркации
- •3. Фракталы и аттракторы
- •4. Сценарий самоорганизации сложных систем
- •3. 2. 4 Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •1. Синергетическая картина мира
- •2. Универсальный эволюционизм
- •3. 3 Элементы теории управления
- •1. Самоорганизация и организация
- •Контур с обратной связью
- •Управленческая деятельность
- •3. 3. 1 Самоорганизация и организация
- •3.3.2. Контур с обратной связью
- •3.3.3. Управленческая деятельность
- •3. 4 Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •3. 4. 1 Самоорганизация и эволюция вселенной
- •1. Структура Вселенной
- •2. Гипотеза Большого Взрыва
- •3. Образование галактик
- •4. Химическая эволюция
- •5. Будущее Вселенной
- •3. 4. 2 Эволюция звезд и звездно-планетных систем
- •1. Эволюция звезд
- •2. Солнце
- •3. Планеты Солнечной системы
- •3. 4. 3 Самоорганизация и эволюция земли
- •1. Общая характеристика планеты
- •2. Физические оболочки Земли
- •3. Геосфера
- •4. Биосфера
- •3. 4. 4 Самоорганизация и эволюция живого вещества
- •1. Общие представления
- •2. Гипотезы о происхождении жизни на Земле
- •3. Биологическая эволюция и концепция генетики
- •4. Антропный принцип и проблемы происхождения жизни
- •3. 4. 5 Самоорганизация и антропогенез
- •1. Природа человека
- •2. Современные представления о происхождении и эволюции человека
- •3. Эволюция головного мозга и развитие психики
- •Генетическая программа человека и природа интеллектуальных способностей
- •3. 4. 6 Самоорганизация, организация и социогенез
- •1. Краткий исторический экскурс
- •2. Системно-синергетический подход к описанию социальных систем
- •3. Антропосоциогенез и формирование глобальных экологических проблем
- •4. Новые цивилизационные модели и перспективы человека
- •Заключение
- •Глоссарий
5. Постнеклассическая наука
В первой трети ХХ столетия механистическое мировоззрение, исходящее из представлений о линейности, определенности и однозначности причинно-следственных связей, редукции любого сложного объекта к сумме более простых исходных элементов и выведения из них различных комбинаций всех свойств объекта, потерпело окончательное поражение. Это обнаружилось не только в описании биологических и социальных явлений, но и в фундаменте естествознания - физике. Основанная на античных традициях поиска первокирпичиков Мироздания, она изучала, главным образом, структуру и свойства объекта, наиболее существенные взаимосвязи между его отдельными элементами. Однако объекты природы нельзя представить в виде простой суммы отдельных элементов, они гораздо сложнее. К описанию их поведения не всегда применимы классические модели и представления, ибо мир является неделимым целым, сетью отношений, сетью взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, которые затрудняется познать и адекватно описать не только классическая, но и неклассическая наука. Более того, была выявлена масса противоречий, которые с их точки зрения кажутся неразрешимыми. Так, используя модель закрытой системы, II начало термодинамики и представления об энтропии, классическая наука может объяснить лишь, как из порядка возникает хаос, чем обусловлены взрывы звезд, разрушение планет, старение и смерть организмов, распад цивилизаций. Эта направленность процессов связывается с ростом энтропии в изолированных системах и стремлением ее к некоторому максимуму, при котором система переходит в состояние хаоса. Но в окружающем мире наряду с процессами деградации идут и процессы созидания порядка из хаоса, процессы связанные с самопроизвольным уменьшением энтропии. Как получается, что система самопроизвольно переходит из состояния хаоса, наиболее вероятного и выгодного с энергетической точки зрения, в состояние порядка, менее вероятного и менее выгодного (с более высокой энергией)? Как и за счет чего происходит ее самоорганизация (самоупорядочение)? Разработанные классической и неклассической наукой познавательные модели не могли ответить на эти вопросы. В очередной раз естественные науки оказалась в тупике, и были поставлены перед необходимостью перехода к новым качественным представлениям об окружающем мире. Другая важнейшая причина поиска нового подхода к его изучению лежит в области современной техники - проблем разработки средств получения, хранения и передачи информации, создания различных систем управления, регулирования, планирования, их компьютерного обеспечения и т.д.
Отказ от механистической методологии и практические нужды общества потребовали поиска новых концепций и идей, учитывающих принципиальную сложность исследуемых объектов и ориентированных на познание их целостности и системных качеств. В числе первых научных дисциплин, поставивших эту проблему стали экономика, биология, психология и лингвистика. Но подходы к ее решению были найдены при исследовании поведения физических и химических систем. В процессе разрешения этой проблемы и сформировалась постнеклассическая наука. Она акцентирует внимание на исследовании всей совокупности иерархий систем Мироздания как взаимосвязанной целостности или сети взаимодействующих элементов. Объект ее исследования - процесс развития, общие принципы самоорганизации и эволюции сложных систем разного уровня и разной природы, особенности смены их качественных состояний, механизмы, динамика и пространственно-временная развертка этого процесса.
Однако на пути понимания и описания сложного наука столкнулась с существенными трудностями, которые заключались в отсутствии понятийного аппарата, необходимых средств и методов исследования, неразработанностью лежащих в их основе исходных философских и логико-методологических положений. И, несмотря на грандиозные успехи в этом направлении эти трудности во многом остаются до сих пор неразрешенными.
К числу важнейших постнеклассических концепций, которые находят свое приложение практически во всех областях знания и деятельности, следует отнести теорию систем, теорию информации, теорию самоорганизации и теорию управления. Эти концепции имеют выдающееся значение для современной теории познания, составляют методологическую основу интеграции разнопредметных знаний в описании единства мира и способов его постижения, являются базой для понимания общности механизмов развития природных, социальных и технологических систем, оказываются крайне важными для осознания необходимости коэволюции природы, общества и культуры в обеспечении устойчивого развития человечества.
Новые понятия и термины: релятивизм, постулат, интервал, квант, стационарное состояние, правила отбора, квантовое число, спин, волновая функция, плотность вероятности, оператор, соотношения неопределенности.
Ведущие идеи:
- зависимость свойств объектов (масса, размеры) и времени протекания процессов от скорости движения системы отсчета, в которой находится объект или протекает процесс;
- взаимосвязь тяготения и геометрии пространства;
- эквивалентность массы и энергии;
- принцип дополнительности как важнейший методологический принцип познания;
- вероятностность поведения характерна не только для коллектива частиц, но и для одной, отдельно взятой элементарной частицы;
- все законы микромира носят статистический характер;
- случайность и неопределенность есть фундаментальное свойство природы,
- в исследовании структуры вещества наступил предел экспериментальных возможностей науки в обнаружении еще более элементарных частиц;
- рождение постнеклассической науки.
