Концепции современного естествознания Гусейханов Раджабов (стр. 1 из 104)
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 Г96Рецензенты:
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
1.1. Естественно-научная и гуманитарная культуры.................. 13
1.2. Место науки в системе культуры и ее структура................. 14
1.3. Характерные черты науки...................................................... 18
1.4. Естествознание — фундаментальная наука.......................... 21
Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННО
НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ.................................................. 26
2.1. Структура научного познания............................................... 26
2.2. Основные методы научного исследования........................... 29
2.3. Динамика развития науки. Принцип соответствия............... 36
Глава 3. ВАЖНЕЙШИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.......................................................... 41
3.1. Система мира античных философов..................................... 41
3.2. Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы строения мира 49
3.3. Механистическая и электромагнитная картины мира_____ 55
3.4. Современная естественно-научная картина мира................ 60
Глава 4. КОНЦЕПЦИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ........................................ 69
4.1. Понятие пространства и времени.......................................... 69
4.2. Измерение времени................................................................ 73
3
4.3. Пространство и время в специальной теории относительности 76
4.4. Общая теория относительности о пространстве
и времени................................................................................ 86
Глава 5. СТРОЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА................ 94
5.1. Структурное строение материального мира........................ 94
5.2. Краткая характеристика микромира..................................... 95
5.3. Краткая характеристика макромира.................................... 100
5.4. Краткая характеристика мегамира....................................... 106
Глава 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ДВИЖЕНИЕ
СТРУКТУР МИРА.............................................................. 113
6.1. Четыре вида взаимодействий и их характеристика............ 113
6.2. Концепции близкодействия и дальнодействия.................... 116
6.3. Вещество, поле, вакуум. Принцип суперпозиции............... 117
6.4. Фундаментальные постоянные мироздания........................ 119
6.5. Антропный космологический принцип................................ 123
6.6. Характер движения структур мира...................................... 126
Глава 7. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
МИКРОМИРА........................................ ........................... 133
7.1. Элементарные частицы........................................................ 133
7.2. Корпускулярно-волновая природа микрообъектов............ 142
7.3. Концепция дополнительности.............................................. 148
7.4. 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
8.2. Вещество и его состояния.................................................... 164
8.3. Энергия и ее проявления в природе..................................... 167
8.4. Законы сохранения в природе.............................................. 182
8.5. Законы сохранения и принципы симметрии....................... 189
Глава 9. СОСТАВ, СТРУКТУРА
И ВЗАИМОПРЕВРАЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВ....................... 197
9.1. Концептуальные уровни в познании веществ..................... 197
9.2. Состав вещества и химические системы............................. 201
9.3. Структура вещества и его свойства..................................... 209
9.4. Химические процессы.......................................................... 213
9.5. Эволюция химических систем и перспективы химии____ 217
Глава 10. ПРИРОДА МЕГАМИРА......................................... 222
10.1. Расстояния и размеры в мегамире..................................... 222
10.2. Земля как планета и природное тело................................. 230
10.3. Состав и строение Солнечной системы............................. 243
10.4. Солнце, звезды и межзвездная среда................................. 253
10.5. Галактики............................................................................ 259
Глава 11. ХАРАКТЕР ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ
ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРИРОДЫ................................ 269
11.1. Детерминизм процессов природы...................................... 269
11.2. Термодинамика и концепция необратимости.................... 273
11.3. Проблема "тепловой смерти Вселенной".......................... 279
Глава 12. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ
ВСЕЛЕННОЙ...................................................................... 286
12.1. Большой взрыв и расширяющаяся Вселенная.................. 286
12.2. Начальная стадия Вселенной............................................. 292
12.3. Космологические модели Вселенной................................ 297
5
Глава 13. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ
НЕБЕСНЫХ ТЕЛ, ЗЕМЛИ................................................ 301
13.1. Происхождение и эволюция галактик и звезд.................... 301
13.2. Происхождение планет Солнечной системы..................... 307
13.3. Происхождение и эволюция Земли.................................... 317
13.4. Космос и Земля................................................................... 330
Глава 14. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ.. .343
14.1. Концепции происхождения жизни на Земле...................... 343
14.2. Классификация уровней биологических структур
и организация живых систем............................................... 357
14.3. Генная инженерия и биотехнология................................... 363
14.4. Проблемы происхождения жизни во Вселенной............... 367
Глава 15. ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ........ .............. 374
15.1. Доказательства эволюции живого...................................... 374
15.2. Пути и причины эволюции живого..................................... 378
15.3. Эволюционная теория Дарвина.......................................... 381
15.4. Современная теория органической эволюции................... 384
15.5. Синтетическая теория эволюции........................................ 387
15.6. Другие концепции эволюции живого.................................. 389
Глава 16. КОНЦЕПЦИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ
И ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА............................................ 397
16.1. Человек как предмет естественно-научного познания... 397
16.2. Сходства и отличия человека от животных....................... 399
16.3. Концепции появления человека на Земле. Антропология 402
16.4. Эволюция культуры человека. Социобиология................. 410
16.5. Проблемы поиска внеземных цивилизаций....................... 415
16.6. Проблема связи с внеземными цивилизациями................. 420
6
Глава 17. ЧЕЛОВЕК................................................................. 425
17.1. Физиология человека.......................................................... 425
17.2. Эмоции и творчество.......................................................... 432
17.3. Здоровье и работоспособность.......................................... 435
17.4. Вопросы биомедицинской этики........................................ 440
Глава 18. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ И ЭКОЛОГИИ............. 448
18.1. Биосфера............................................................................. 448
18.2. Экология.............................................................................. 453
18.3. Современные проблемы экологии..................................... 456
18.4. Ноосфера..................................... ,...................................... 460
18.5. Демографическая проблема............................................... 467
Глава 19. МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОГО
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ......................................................... 474
19.1. Системный метод исследования........................................ 474
19.2. Кибернетика — наука о сложных системах...................... 479
19.3. Методы математического моделирования........................ 481
19.4. Математическое моделирование в экологии..................... 484
Глава 20. САМООРГАНИЗАЦИЯ В ПРИРОДЕ................... 491
20.1.Парадигма самоорганизации.............................................. 491
20.2.Синергетика........................................................................ 493