А.А. ГореловКонцепции современного естествознания
Предисловие
«Концепции современного естествознания» — новый предмет в системе высшего образования. Прежде чем приступить к изложению этой дисциплины, зададим себе вопросы: «Насколько широко должен быть эрудирован человек, работающий в определенной, довольно узкой области знаний? В какой мере он должен быть в курсе современных представлений об окружающем мире?».
«В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к естественным наукам. Обычное возражение, согласно которому интерес к изучению электричества или стратиграфии мало что дает для познания человеческих дел, только выдает полное непонимание человеческих дел. Дело в том, что наука — это не только собрание фактов об электричестве и т. п.; это одно из наиболее важных духовных движений наших дней. Тот, кто не пытается понять это движение, выталкивает себя из этого наиболее знаменательного явления в истории человеческой деятельности… И не может быть истории идей, которая исключала бы историю научных идей»[1].
Наука — это не только совокупность знаний. «Науке можно учить как увлекательнейшей части человеческой истории — как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Преподаваемая таким образом, т. е. как часть истории „естественной философии“ и истории проблем и идей, она могла бы стать основой нового свободного университетского образования, целью которого (там, где оно не может готовить специалистов) было бы готовить по крайней мере людей, которые могли бы отличить шарлатана от специалиста»[2].
Итак, для чего же нужно изучать современное естествознание? Во-первых, не имея представления о теории относительности, генетике, синергетике, социобиологии, экологии, этологии и других науках, невозможно стать культурным человеком. Во-вторых, это важно потому, что многое в нашей жизни строится в соответствии с научной методологией. И хотя человечеству далеко до научной организации труда, научные принципы лежат в основе многих видов деятельности, и их надо знать, чтобы использовать. В-третьих, потому, что знания, необходимые любому специалисту, так или иначе связаны и в какой-то степени основаны на научных данных. Этих причин достаточно для обоснования важности нового курса.
Основной задачей курса является формирование у студентов целостного систематизированного представления о концепциях современного естествознания как одном из наиболее важных разделов науки XX в.
Изучение курса «Концепции современного естествознания» дает возможность понять, что такое современное естествознание; овладеть научным методом; стать всесторонне образованным, культурным человеком, разбирающимся в сущности глобальных, в том числе экологических, проблем, стоящих в настоящее время перед человечеством.
Учитывая, что данный курс предлагается студентам гуманитарных вузов, обычно мало знакомым с естествознанием и испытывающим известные трудности при подготовке к экзамену и зачету, следует обратить особое внимание на наиболее сложные его моменты и в то же время сделать изложение простым и доступным.
Теперь разберемся в словах, которые составляют название предмета. Результатами научных исследований являются теории, законы, модели, гипотезы, эмпирические обобщения. Все эти понятия можно объединить словом «концепции». Естествознанием называется раздел науки, который изучает мир, как он есть, в его естественном состоянии, независимо от человека (в отличие от гуманитарных наук, изучающих духовные продукты человеческой деятельности, и технических наук, изучающих материальную культуру). К современному естествознанию относятся концепции, возникшие в XX в. Наука бурно прогрессирует, и научные открытия совершаются на наших глазах. Пока пишутся и читаются эти строки, кто-то, как некогда Архимед, восклицает: «Эврика!». Так, в апреле 1994 г. появилось сообщение американских ученых, что открыт последний, самый тяжелый из кварков — частиц, из которых состоят все тела Вселенной. А еще совсем недавно это было всего лишь одной из научных гипотез.
Современными можно считать не только последние научные данные, но и те, на которых основывается современная наука, поскольку наука состоит не из отдельных, мало связанных между собой теорий, а представляет собой единое целое и включает в себя знания, ставшие достоянием человека в разное время его истории.
Для того чтобы значение и строение современных концепций естествознания было понято, необходимо прежде выяснить, что такое наука в целом, каковы ее история, структура, динамика. Об этом пойдет речь в первых разделах пособия. Затем мы перейдем к отдельным естественным наукам — астрономии, физике, биологии и т. д. Данная книга соответствует программе курса «Концепции современного естествознания», но для более глубокого изучения предмета необходимо прочитать книги, список которых приведен в конце пособия.
В приложении даны темы контрольных работ и докладов на семинарах, темы для подготовки к зачетам и экзаменам, план ответов на вопросы зачетов и экзаменов, а также календарь открытий.
Часть IКонцепции современного естествознания
Глава 1Научно-техническая революция и современное естествознание
Мы живем в эпоху научно-технической революции (НТР). Этим понятием подчеркивается огромное значение науки и техники в нашей жизни. Но так было не всегда.
Зачатки науки и техники появились еще в глубокой древности, но развивались они обособленно друг от друга. Древние греки, например, создав одну из замечательных культур, старались познать природу, но тяжелую работу у них выполняли рабы, а не созданные на основе научного прогресса машины.
Только в Новое время в западной культуре «отношение человека к природе превращалось из созерцательного в практическое. Теперь уже интересовались не природой как она есть, а прежде всего, задавались вопросом, что с ней можно сделать. Естествознание поэтому превратилось в технику. Точнее, оно соединялось с техникой в единое целое»[3].
Техника в целом — это совокупность усилий, направленных на то, чтобы справиться с природной, а также антропогенно преобразованной средой. Техника — не просто машины, а систематический, упорядоченный подход к объектам с применением математического аппарата и различных экспериментальных процедур.
В книге В. Феркиса «Технологический человек. Миф и реальность» утверждается, что современные физиология, психология, эволюционная биология и антропология, взятые вместе, доказывают, что нельзя проводить различие между Homo sapiens и Homo faber, человеком-мыслителем и человеком-делателем. Сегодня мы осознали, что человек не мог бы стать мыслителем, если бы он не был в то же самое время делателем. Человек создал орудия, но и орудия создали человека.
Тесная связь между наукой и техникой, отражающаяся в самом термине «научно-техническая революция», облегчается тем обстоятельством, что, как отметил Б. Рассел, мир техники в широком смысле имеет ту же рациональную структуру, что и идеальный мир науки. Техника исходит из науки, а последняя руководствуется техникой.
Эта связь между наукой и техникой, постоянно усиливающаяся, особенно в западной культуре, привела в середине XX в. к созданию качественно новой системы, породившей принципиально новую ситуацию на всей нашей планете. Осознание этой реальности — процесс, который еще далек от своего завершения.
Итак, современная наука имеет две основные функции — познавательную и практическую. Люди занимаются наукой как для раскрытия тайн и загадок природы, так и для решения практических задач. Наука позволяет удовлетворить потребность человека в познании существенных связей окружающего мира. Познавательная функция имеет самостоятельное значение, хотя зачастую и определяется особенностями и запросами практики в широком смысле слова.
Современный этап научно-технического прогресса — эпоха НТР — это коренное преобразование производительных сил общества на основе превращения науки в ведущий фактор развития общественного производства и всей жизни общества (именно «коренное», почему и употребляется слово «революция»). Наука превращается в непосредственную производительную силу, тесно переплетается с техникой и производством (отсюда и научно-техническая революция), и это изменяет весь облик общественного производства, условия, характер и содержание труда, структуру производительных сил, оказывает воздействие на все стороны жизни.
В подготовке НТР, которая явилась закономерным следствием научно-технического прогресса (НТП) последних веков, большое значение имели открытие сложной структуры атома, явления радиоактивности, создание теории относительности, квантовой механики, генетики, кибернетики, широкое применение электричества, расщепление атомного ядра, развитие средств массовой информации и коммуникации, создание реактивной техники, механизация и автоматизация производства. Многое из того, что сейчас стало для нас обычным — автомобиль, самолет, радио, телевидение, — является продуктом научно-технического прогресса, подготовившего в первой половине XX в. современную научно-техническую революцию.
Но собственно об НТР заговорили в середине XX в. в связи с созданием атомной бомбы. Использование атомной энергии имело огромный психологический эффект — люди убедились в колоссальных возможностях науки, не только созидательных, но и разрушительных. Государства и частные инвесторы стали ассигновывать на науку огромные средства, начался стремительный рост числа научно-исследовательских институтов. Научная деятельность стала распространенным занятием.