Концепции на съвременната естествена наука: Учебник за университети. Концепции на съвременната естествена наука
Концепции на съвременната естествена наука. Карпенков С.Х.
6-то издание, Rev. и добавете. - М.: По-високо. шк., 2003. - 488 с.
Учебникът е написан в съответствие с Държавните образователни стандарти (GOS 2000). Той очертава проблемите на естествените научни познания за околния свят, основни концепции, принципи и закони на природата, разглежда актуални проблеми на съвременната естествена наука, свързани с изучаването на природните процеси и свойства на материята на молекулярно ниво, отразява естествените научни аспекти на енергията, екологията и подчертава най-важните постижения на естествената наука, залегнали в основата на съвременните наукоемки технологии.
Предназначен за студенти от университета. Може да бъде интересно и полезно за широк кръг читатели.
Формат: pdf (6-то издание, Rev. и добавете., 2003 )
Размерът: 4.6 MB
Изтегли: yandex.disk
Формат:док ( 2-ро изд., рев. и добавете., 200 0 )
Размерът: 4Mb
Изтегли: yandex.disk
ПРЕДИСЛОВИЕ КЪМ ШЕСТОТО ИЗДАНИЕ
Първото издание на предложената книга е публикувано през 1997 г. Това е един от първите учебници, посветени на дисциплината „Концепции на съвременната естествена наука“, изучавана от студенти от висши учебни заведения от социално-икономическата и хуманитарната сфера.
С натрупването на нови материали и информация следващите издания бяха значително модифицирани, допълнени и коригирани и изяснени. По време на ревизията бяха взети предвид дългогодишният опит в лекциите и провеждането на практически занятия в Държавния университет по мениджмънт. В резултат на това учебникът е подобрен и модифициран: броят на главите е намален от деветнадесет (в първото издание) на единадесет (в по-късните издания), остарялата информация е заменена с нова, някои раздели са написани наново и т.н. шестото издание беше съществено преработено и коригирано.
В предложения учебник фундаменталните природни науки са представени в кратка и достъпна форма, т.е. знания за природата, от които се нуждае всеки образован човек, за да разкаже не само тайните, силата и красотата на природата, но и да разбере какво трябва да се направи, за да се опази околната среда и да се живее в хармония с природата.
Когато изучавате концепциите на съвременната естествена наука, е полезно да запомните инструкциите на руския публицист Д.И. Писарева (1840-1868): „Трябва да учим в училище, но още повече трябва да учим след напускане на училище“.
Книгата е предназначена за студенти от висши учебни заведения за дневна, вечерна и заочна форма на обучение по специалностите икономика, право, мениджмънт, философия, социология, екология, мениджмънт, маркетинг, стокознание, туризъм, бизнес, финанси, предприемачество, и т.н.
Предговор ................................................. .................................................. .................. осем
Въведение ................................................. .................................................. ........... девет
ЧАСТ I... ПРИРОДЕН И СЪВРЕМЕНЕН СВЕТ............................ 11
1. Естествената наука и светът около нас ......................................... ... ..................... 13
1.1. Природонаучни знания и съвременно образование ................................ 13
1.2. Ролята на естествената наука за формирането на професионални знания. ... осемнадесет
1.3. Природонаучни знания и управление ........................................... .23
1.4. Фундаментални и приложни проблеми на естествената наука ................... 27
1.5. Наука и математика ............................................... .................. 31
1.6. Развитие на естествените науки и псевдонаучните тенденции ........................... 35
1.7. Естествена наука и морал .............................................. ........... 42
1.8. Рационални и ирационални принципи на знанието ................................ 46
56
2. Естествено-научни познания за околния свят ... 57
2.1. Процесът на естествената наука ............................................. 57
2.2. Форми на естествената наука .............................................. .. 62
2.3. Методи и техники на естествените научни изследвания ......................... 70
2.4. Научно откритие и доказателство .............................................. .................... 77
2.5. Експеримент - основата на естествената наука ........................................... ... ... 82
2.6. Съвременни средства за природни научни изследвания ............. 85
2.7. Най-важните постижения на съвременната естествена наука ..................................... 90
Контролни въпроси ................................................ .................................. 93
ЧАСТ II. ОСНОВНИ ЗАКОНИ И ЕСТЕСТВЕНИ КОНЦЕПЦИИ
3. Основни принципи и закони ............................................ ...................... 97
3.1. Физиката е основен клон на естествената наука ........................................ 97
3.2. Материя и движение, време и пространство ...................................... 104
3.3. Концепция за атомизъм. Дискретност и приемственост на материята. ... ... 108
3.4. Фундаментални взаимодействия ........................., ...................... ......... BY
3.5. Принципът на относителността ................................. ................................... 116
3.6. Свойства на пространството - времето и законите за опазване .............................. 118
3.7. Основни закони на Нютон ............................................... ......... 122
3.8. Статистически и термодинамични свойства на макросистемите ... 125
3.9. Термодинамични закони ................................................ ............................ 129
3.10 Електромагнитна концепция ............................................... ........................... 134
3.11.Корпускулно-вълнови свойства на светлината .......................................... ... 138
Контролни въпроси ................................................ ............................................ 143
4. Атомни към нуклоновите нива в структурата на майката.......................... 144
4.1. Структурата на атомите .............................................. .. ................................... 144
4.2. Корпускулно-вълнови свойства на микрочастиците ........................................... 147
4.3. Вероятностният характер на микропроцесите ............................................. .. ...... 150
4.4. Съвременни атомни системи ............................................... ............... 153
4.5. Ядрени процеси ................................................ ........................................... 156
4.6. Елементарни частици ................................................ ........................... 164
4.7. Перспективи за развитие на физиката на микросвета ... ..... ........ 166
169
ЧАСТ III ... ПРИРОДНО-НАУЧНИ КОНЦЕПЦИИ НА РАЗВИТИЕ. ... ... 171
5. Концепцията за развитие и еволюция на Вселената ....................................... .... ............. 173
5.1. Същността на концепцията за развитие ............................................ ... .......................... 173
5.2. Еволюция на Вселената .............................................. .. .............................. 176
5.3. Структурата на Вселената ............................................. ... ...................................... 182
5.4. Средства за наблюдение на обекти във Вселената ........................................... 185
5.5. Проблемът с търсенето на извънземни цивилизации ........................................... ... ........ 188
5.6. Слънчевата система е част от Вселената .......................................... ... ............. 190
5.7. Земята е планета на Слънчевата система .......................................... ... ....... 195
Контролни въпроси ................................................ ........................................... 202
6. Природонаучни знания относно вещество .................................................... 203
6.1. Развитие на химическите знания .............................................. . .................. 203
6.2. Синтез на химикали ............................................... ................... 207
6.3. Съвременна катализа ................................................ ............................. 212
6.4. Образуване на земни и извънземни вещества ........................................... 218
6.5. Природни запаси от суровини ............................................. .. ........................ 220
6.6. Органични суровини ............................................... . .............................. 227
6.7. Нови химични елементи ............................................... .................. 234
6.8. Обещаващи химични процеси ............................................... ... 238
6.9. Съвременни материали ................................................ ........................ 243
6.10. Предварителни материали ................................................ ..................... 252
Контролни въпроси ................................................ .................................. 261
7. Ниво на биосфераорганизация материя ............................................ 262
7.1. Произходът на живата материя ............................................. .. ................... 262
7.2. Носител на генетична информация .............................................. . ............. 264
7.3. Структура и функция на протеина .............................................. .................. 269
7.4. Структурата и разновидностите на клетките ............................................ .. ................... 271
7.5. Произход на живота ............................................... . .......................... 275
7.6. Предпоставки за еволюционната идея ............................................. .. ......... 279
7.7. Еволюция на живота ............................................... . ............ .............................. 283
7.8. Флора и фауна ............................................... .............. 294
7.9. Човекът е природен феномен ............................................. . .......................... 302
7.10. Поддръжка на човешкия живот ............................................... . .......................... 310
7.11. Удължаване на живота на организма ............................................ ... ........................... 321
7.12. Формиране на ноосферата .............................................. .. ..................... 327
Контролни въпроси ................................................ ........................................... 328
ЧАСТ IV ... ЕСТЕСТВЕНА НАУЧНА ОСНОВА НА СЪВРЕМЕННИТЕ ТЕХНИКИ
НОЛОГИЯ, ЕНЕРГИЯ И ЕКОЛОГИЯ ................................
329
8. Естествени научни аспекти на технологиите ........................................... ..... 331
8.1. Разработване на инструменти за информационни технологии ............................................. 331
8.2. Съвременни средства за натрупване на информация .................................... 337
8.3. Мултимедийни системи и виртуалният свят ...................................... 342
8.4. Микро- и наноелектронни технологии ............................................. 344
8.5. Лазерни технологии ................................................ ...................................... 352
8.6. Съвременни биотехнологии ................................................ ................. 359
8.7. Генни технологии ................................................ .......................................... 361
8.8. Проблем с клонирането ................................................ .................................. 364
366
9. Естествено-научни проблеми на съвременната енергетика ......................... 367
9.1. Енергията е източник на благополучие .......................................... .... ............. 367
9.2. Преобразуване на енергия ................................................ ...................... 369
9.3. Ефективност на производството и потреблението на енергия .................................. 373
9.4. ТЕЦ ............................................... . ............................. 375
9.5. Подобряване на ефективността на енергийните системи ............................................ 376
9.6. Хидроизточници и геотермални енергийни източници ........................ 382
9.7. Слънчева енергия ................................................ ... 387
9.8. Вятърна енергия................................................ ........................................ 389
9.9. Ядрената енергия................................................ ....................................... 392
9.10. Характеристики на битовата енергетика ............................................. .. ....... 396
Контролни въпроси ................................................ ................................... 398
10. Естествени научни аспекти на екологията ......................................... 399
10.1. Глобални катастрофи и еволюция на живота ... 399
10.2. Предотвратяване на екологично бедствие ....................................... 403
10.3. Природни бедствия и климат .............................................. ............ 405
10.4. Парников ефект и киселинни валежи ... 412
10.5. Запазване на озоновия слой ............................................. .. ........................... 416
10.6. Водни ресурси и тяхното опазване ............................................. .......... 420
10.7. Потреблението на енергия и нашата околна среда ............................. 422
10.8. Радиоактивно въздействие върху биосферата ............................................. 425
10.9.
Естествени научни проблеми на опазването на околната среда ....... 431
Контролни въпроси ................................................ ........................................... 434
11. Хармония между природата и човека .................................................................... 435
11.1. Човекът и природата ............................................... ................................... 435
11.2. Опазване на природните ресурси .............................................. ........ 436
11.3. Обновяване на енергийната система ............................................... . .................. 438
11.4. Ефективно потребление на енергия ............................................... ..... 439
11.5. Спестяване на материални ресурси ............................................... ...... 444
11.6. Спестяване на ресурси за транспорт .............................................. ....... 446
11.7. Градове и природа ............................................... ............................ 451
11.8. Решаване на проблеми с изхвърлянето ............................................... .............. 454
11.9. Напреднали технологии и околна среда .............................. 459
11.10. Глобализация на биосферните процеси .............................................. 460
Контролни въпроси ................................................ ................................... 462
Заключение ................................................. .................................................. ....... 464
Литература ................................................. .................................................. ................ 465
Речник на конкретни термини .............................................. . ............................... 466
Индекс на имената ............................................... . ................................................. 479
Текуща страница: 1 (общо книгата има 51 страници) [наличен пасаж за четене: 34 страници]
Шрифт:
100% +
Степан Карпенков
Концепции на съвременната естествена наука
ПРЕДГОВОР КЪМ ДВАНАДЕСЕТОТО ИЗДАНИЕ
Посветен на млади хора, обсебени от жажда за знание - източник на хармония и съвършенство
Предложеният учебник, заедно с други книги на автора, е отличен с висока държавна награда - наградата на правителството на Руската федерация в областта на образованието.
Изминаха повече от петнадесет години, откакто първото издание (1997 г.) показа, че този учебник се оказва полезен и интересен за широк кръг читатели и на първо място за студенти от висши учебни заведения, включително завършили, решили да получат второ висше образование. Това се доказва от многократните му препечатки.
Съдържанието на учебника е интердисциплинарно: той обхваща широк спектър от знания за природата, от които се нуждае всеки образован човек. Такива знания са основният ресурс за развитието на обществото, творческата сила на човечеството и ефективно средство за запазване на естественото природно състояние.
В резултат на изучаването на концепциите на съвременната естествена наука студентът трябва да знае:
- основните разпоредби на знанията за околния свят;
- основни природни закони;
- естественонаучни концепции за развитие;
- естественонаучни основи на съвременните технологии, енергетика и екология;
- начини за решаване на природни научни проблеми;
- разчитайки на природни научни знания, за да насочат практическите си дейности към опазването на природата и нейните най-богати ресурси;
- да оказва всякаква възможна помощ при решаване на природни научни проблеми;
собствени умения:
- практическо приложение на знанията за природата като основен ресурс за икономическо развитие;
- организация на трудовата дейност с хармонично съчетание на природата и човека;
бъдете компетентни:
- при решаване на практически проблеми за запазване на биосферата и спасяване на живота на Земята.
Множество издания на предложения учебник бяха преработени, допълнени и променени. В сравнение с първото, последното издание е по същество нова книга с дидактически елементи, които отговарят на държавните образователни стандарти. Всички негови глави включват нова информация и най-новите научни постижения.
Учебникът е предназначен за студенти от висши учебни заведения, обучаващи се в областите и специалностите мениджмънт, икономика, право, туризъм, предприемачество, бизнес, екология, социология и др., Дневна, вечерна и заочна форма на обучение.
ОТ ПРЕДИСЛОВИЕТО ДО СЕДМОТО ИЗДАНИЕ
С натрупването на нови материали и информация следващите издания бяха значително модифицирани, допълнени и коригирани и изяснени. По време на ревизията бяха взети предвид дългогодишният опит в лекциите и провеждането на практически занятия за студенти от различни специалности. В резултат на това учебникът е подобрен и модифициран: броят на главите е намален от деветнадесет (в първото издание) на единадесет (в по-късните издания), остарялата информация е заменена с нова, някои раздели са написани наново и т.н. седмото издание е преработено и коригирано.
По страниците на книгата са разпръснати скъпоценни зърна, събрани в продължение на хилядолетия от много поколения натуралисти и съдържащи най-необходимите, насочващи неща, без които не може да започне никаква творческа работа.
Концепциите на съвременната естествена наука са най-важната връзка, свързваща природните науки и хуманитарните знания и укрепваща фундаменталната основа на всички форми на образование.
В съвременния свят бързо наближават икономически, екологични, духовни и морални кризи. Изходът от тях е напълно възможен, ако във всеки човек, живеещ на нашата планета, се събуди волята към естествено-научната и духовно-нравствената истина и ако всеки човек направи своя, макар и малък, но осъществим принос за решението на този сложен, глобален проблем. Тази книга ще ви помогне да намерите свой собствен начин да познаете истината.
Когато изучавате концепциите на съвременната естествена наука, е полезно да запомните инструкциите на руския публицист Д.И. Писарева (1840–1868): „Трябва да учим в училище, но след напускането на училище трябва да се научим много повече“.
ОТ ПРЕДИСЛОВИЕТО ДО ПЕТОТО ИЗДАНИЕ
Предложеното пето издание на този учебник е преработено и в сравнение с предишното съдържа нова информация за последните големи постижения в областта на естествената наука.
Урокът е разделен на четири части. В част I се обосновава практическото значение на естествената наука в съвременното общество и се разглеждат основните разпоредби на естествените научни познания на околния свят. Част II излага основните закони и концепции на естествената наука. Част III е посветена на естествено-научните концепции за развитието на процесите в природата. Част IV разглежда природните научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
Материалът на учебника е представен в рамките на концепции - основни идеи и систематичен подход - и е представен във визуална и достъпна форма.
ОТ ПРЕДИСЛОВИЕТО ДО ПЪРВОТО ИЗДАНИЕ
В съвременното общество се обръща голямо внимание не само на различни клонове на естествената наука, но и на бързо развиващите се наукоемки технологии, енергетика и екология. Този учебник е посветен на основните концепции на естествената наука и естествените научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
Състои се от пет части, в които последователно са изложени основните въпроси, предвидени от държавните образователни стандарти за изучаване на дисциплината „Концепции на съвременната естествена наука“ във висшите учебни заведения.
Учебникът е написан на ниво концепции за природни научни проблеми, тоест, като се вземат предвид основните идеи, системи от възгледи по изследваните въпроси. При представянето на материала са използвани добре познати термини и прости математически формули, отразяващи основните природни закони. Естествено-научната същност на засегнатите въпроси е представена в достъпна форма за широк кръг читатели.
Книгата е предназначена за студенти от висши учебни заведения за дневна, вечерна и заочна форма на обучение по икономически, юридически, философски и други хуманитарни специалности.
ВЪВЕДЕНИЕ
Накрая подавам ръка на наистина полезната наука.
Хорас
Всеки човек от много ранна възраст се отличава с любопитство - естествено желание да опознае света около него. „Любопитството е сходно с човек, както просветен, така и див“, твърди изключителният руски историк и писател Н.М. Карамзин (1766-1826). С възрастта несъзнателното любопитство постепенно се превръща в любопитство - съзнателно желание да се научат законите, които управляват природата, да се научат как да ги прилагат в работата си, предвиждайки възможните последици от нея. Законите на природата и как те се прилагат отразяват концентрирания опит на човечеството. Разчитайки на него, човек е в състояние да се предпази от грешки и е по-лесно да постигне желаните цели. Концентрираният опит на човечеството е в основата на всеки образователен процес.
Естествената наука е единна система от науки за законите, явленията и свойствата на природните обекти, която включва много клонове - природни науки.
Най-важните постижения на естествената наука формират фундаменталната основа на съвременните наукоемки технологии за производство на различни продукти, включително потребителски стоки. За да се знае на каква цена се дават такива продукти - най-важният компонент на икономиката, какви са перспективите за развитие на съвременни технологии, тясно свързани с икономически, социални и политически проблеми, са необходими фундаментални знания за природата - естествени научни знания . В наши дни естествените научни знания се превърнаха в сфера на активни действия и са основен ресурс на икономиката, надминавайки по важност материалните ресурси: капитал, земя, труд и др. Естествените научни знания и съвременните технологии, базирани на тях, формират нов образ на живота, и високообразован човек не може да се дистанцира от фундаменталните знания за света около себе си, без да рискува да бъде безпомощен в професионалната дейност. „Без естествените науки няма спасение за съвременния човек; без тази здравословна храна, без това строго мисловно възпитание с факти, без тази близост до живота около нас ”, - такава висока оценка на естествената наука даде руският писател и философ А.И. Херцен (1812-1879).
Ако изложим в детайли природните научни знания, натрупани във всички клонове на естествената наука, тогава получаваме огромен том, може би необходим, но не особено полезен дори за специалисти в природните науки, да не говорим за специалисти в областта на хуманитарните и социално-икономическите полета. Задачата на презентацията се усложнява допълнително от факта, че нейната форма трябва да бъде достъпна за студенти, чиято бъдеща професионална дейност не е пряко свързана с естествените науки. За да се реши този проблем, е необходим обобщаващ философски принцип. Нейната същност се състои в представянето на природни научни знания в рамките на концепции - фундаментални идеи и системен подход. Концептуалният принцип позволява на студентите да получат фундаментални, сложни знания за природата и на тяхна основа да изучават по-дълбоко високоспециализирани дисциплини.
Съвременните природни науки дават възможност да се изучават много сложни процеси на ниво атомни ядра, атоми, молекули, клетки и след това да се синтезират вещества с необичайни свойства, които преди това не са съществували в природата, и от тях се произвеждат нови материали за различни машини , устройства, продукти и др. В допълнение, благодарение на такива изследвания се отглеждат високодобивни култури, разработват се високоефективни средства за лечение на болести и др.
Всяка обещаваща посока на човешката дейност е пряко или косвено свързана с нова материална база и нови технологии, а познаването на естествената им научна същност е ключът към успеха. Без основни познания за природата може да се развие погрешно обществено мнение, което да доведе до пристрастно решение, както се случи например, когато неоправдано беше обявен временен (1975–1985) мораториум върху генното инженерство. Следователно, естествените познания са необходими не само за висококвалифицирани специалисти, но и за всеки образован човек, независимо от сферата му на дейност.
В преследване на материалните ценности съвременното човечество вече е надхвърлило стабилното състояние на биосферата, което включва всички живи същества заедно с околната среда. Това означава, че в резултат на нашествието на цивилизацията в природата вече е нарушен стабилен баланс, който дълго време осигурява циркулацията на веществата. Това напомнят разрушителните природни явления, които зачестиха през последното десетилетие: урагани, торнадо, наводнения, земетресения, суши, които причиняват огромни материални щети и са придружени от нарастващ брой човешки жертви.
Преобразуването на съвременно потребителско общество в духовно развито просветено общество е изключително трудна задача. Тя може да бъде решена само чрез развитие на цялата образователна система с общи усилия на образовани хора, за които пътеводната звезда не е лукс, не печалба и други съблазнителни идоли, а царството на доброто, свободата и истината. Благороден, но трънлив път към такова царство започва с възпитание в любов в най-ранното детство, когато се полага духовна и морална основа за усвояване на знанията на всички етапи на образованието и продължава през целия живот на всеки човек.
Знанието не идва само по себе си. Трябва да работиш усилено, да учиш усърдно. „Трябва да учим без срам, но да поучаваме без скъперничество“, така казва в древността известният мислител Василий Велики (ок. 330–379) и само в този случай може да се надяваме на успех.
ЧАСТ I ПРИРОДАТА И СЪВРЕМЕННИЯТ СВЯТ
Научи се, сине мой: науката съкращава опита ни от бързо течащия живот ...
КАТО. Пушкин
За нас естествената наука е лостът, който е единственият способен да обърне целия свят към слънцето.
М. Горки
В резултат на изучаване на част I студентът трябва да знае:
- обект и предмет на изучаване на дисциплината „Концепции на съвременната естествена наука“;
- съвременни природни научни проблеми;
- основните разпоредби на природните научни знания;
- прилагайте знанията си при решаване на проблеми за опазване на природата;
собствени умения:
- уважение към природата във всяка практическа човешка дейност.
1... ПРИРОДНАТА НАУКА И ОКОЛНИЯТ СВЯТ
1.1. Природонаучни знания и образованиеИстория на развитието на знанията за природата... През цялата история на развитието на обществото основата на образованието са били знания за природата, знания за човека и знания за обществото. Очевидно тези три компонента на образованието са взаимосвързани: природата е родила човека, а хората съставляват обществото. Според изключителния руски историк В.О. Ключевски (1841-1911), „човешката личност, човешкото общество и природата на страната - това са трите основни сили, които изграждат човешка общност ... Идеалът на историческото образование на хората се състои в пълното и хармонично развитие на всички елементи на общността, елементът се развива и действа до степента на нормалното си значение в социалния състав, без да се омаловажава или потиска другите. "
Дългата история на развитието на цивилизацията показва, че в никакъв случай посочените елементи на образователни системи от различна форма и съдържание са в пълно хармонично съответствие и представляват хармонично единство. И така, в древността знанията за природата - естествените научни познания - са били описателни, спекулативни, натурфилософски по своята същност. Основният фокус беше върху знанията за даден човек.
Древногръцкият мислител Сократ (около 470-399 г. пр. Н. Е.) Вярва, че основната функция на знанието е самопознанието и интелектуалният, морален, духовен растеж на човека. Неговият съвременник, древногръцкият философ Протагор (около 480-410 г. пр. Н. Е.), Твърди, че целта на знанието е да направи човешката дейност по-успешна и ползотворна. И двамата философи обаче не вярваха, че знанието е пряк път към умения и способности. В онези дни беше възможно да се овладее определен майстор от майстор или чрез натрупване на собствен опит. До началото на 18 век. на английски понятието „занаят“ се изразяваше с думата мистерия, означаваща тайнство, и не само защото този, който притежаваше тайната на този или онзи занаят, даде клетва да не разкрива тайни, но и защото занаятът беше недостъпен на човек, който не е бил обучен от майстор и не е възприел в практиката на своя опит.
В Русия вече през XIV век. възниква уникална общност от свободни майстори, известна като "артел". За разлика от подобни общности на Запад, артелата на руска земя е била не само и не толкова търговска асоциация на теснопрофилни занаятчии в съвременния смисъл, а по-скоро общност от сърелигиозници, които изповядват православието и спазват законите на свободата и справедливост. Като особена форма на социален труд, артелта установява правилата на живота и влияе върху характера и поведението на всеки, награждавайки според делата му и делата на околния клан. Достойнството на човек се оценяваше преди всичко чрез принадлежност към един или друг род майстори.
Появата на технология.С развитието на естествените научни знания, когато, започвайки от XVIII век. са открити първите фундаментални природни закони с последващото им практическо приложение, появява се понятието „технология“. Произлиза от думите techne - изкуство, занаят и лого - понятие, преподаване, което заедно означава организирано, систематизирано, целенасочено знание.
Създадени са образователни институции за изучаване на технологии. Първото от тях, Училището за мостове и пътища, е основано във Франция през 1747 г .; последвано е от Земеделското училище през 1770 г. и Минно училище през 1776 г. (и двете в Германия). През 1794 г. във Франция е открито висше учебно заведение, Политехническия университет. Това беше първият технически университет, който обучава инженери. В предишни основани висши учебни заведения, например в най-стария в Европа университет в Болоня, открит през 1088 г. в Италия, се изучават нетехнически и неестествени науки: математика, логика, философия и др. По-късно медицинската практика също се трансформира в систематизиран клон на научното познание. ...
Влизането в науката и разбирането на технологиите в Русия се определя от особеностите на нейната природа и икономически живот, заедно с характера и мисленето на великорусите, които според В.О. Ключевски, „те мислят и действат, докато ходят; изглежда, че можете да се сетите за крив и криволичещ великоруски селски път? Като пълзяща змия. И се опитайте да отидете направо: просто се губите и излизате по една и съща криволичеща пътека. " И в същото време „нито един народ в Европа не е способен за такава интензивност на труда за кратко време, която може да бъде развита от велик руснак“.
В малкото намерени хроники и сводове на Древна Русия са описани природни явления: слънчеви и лунни затъмнения, северното сияние, движението на комети и падането на метеорити, гръмотевични бури, бури, наводнения; цитира информация от технически характер за видовете и структурата на оръжията, строежа на крепости и църкви, за отливането на камбани и оръдия, за часовниковия механизъм, за строежа на мостове и др. Освен това астрономическите явления бяха отбелязани с „голяма точност . " Времето ни донесе името на първия руски учен, астроном и математик Кирик Новгородец, който написа през 1136 г. научния трактат „Научавайки го да казва на човека броя на всички години“, който няма аналог нито в древноруския, византийския или южнославянска литература. Феодалната фрагментация, татаро-монголското нашествие и други фактори задържат развитието на културата, науката и образованието в Русия. Ако в Европа, след изобретяването на И. Гутенберг (1399-1468) типографията се умножава и печата книги на латински, то в Русия по това време току-що се създава собствено книгопечатане, основано от Иван Федоров (ок. 1510-1583 ), който публикува Първата руска печатна книга "Апостол". Радикална повратна точка в развитието на науката, образованието и културата в Русия дойде при Петър I (1672-1725).
С развитието на естествените познания на Запад и най-вече във Великобритания изобретенията започват да се вкореняват и занаятът на майсторите престава да бъде загадка и тайна. Изкачването към технологиите от занаятите е значително улеснено от издаването на първата „Енциклопедия“, съставена през 1751–1780. Дени Дидро (1713-1784), Жан Д'Аламбер (1717-1783) и др. В тази най-голяма фундаментална работа информацията за много видове занаяти беше представена в организирана и систематична форма, която направи възможно получаването на специализирани знания без нает като чирак. Научни статии за „Енциклопедия“ са написани от изключителни учени от онова време - Волтер (1694-1778), Русо (1712-1778) и др.
Първите технически училища и "Енциклопедията" решават най-важната задача за развитието на науката и технологиите - те обединяват, систематизират и правят знанията, уменията и тайните на различни занаяти, предадени преди това устно от поколение на поколение в продължение на много векове и дори хилядолетия, за обществено достояние. Те трансформират практическия опит в професионални знания, практическото обучение в учебници, тайните в методологията и конкретните действия в приложните науки. Всичко това допринесе за развитието на науката, технологиите и индустриалното производство.
Универсалността на образованието.„Три пътища водят към знанието: пътят на размисъл е най-благородният път, пътят на подражанието е най-лесният път, пътят на опитността е най-горчив“, твърди древният китайски мислител Конфуций (около 551–479 г. пр. Н. Е.). Без съмнение така са се развивали винаги всички клонове на знанието. Ако обаче в древността пътят на мисленето е надделявал, то през последните векове опитът, експериментът и практиката са станали решаващи - най-трудният, но ефективен начин за разбиране на заобикалящия свят, водещ до развитието на естествените научни знания и заедно с тях специализирани, отраслови науки за постигане на конкретни резултати, полезни не само за самия човек, но и за обществото. Това, което сега се смята за истинско знание, непрекъснато доказва практическата си значимост и се проверява чрез опит на практика.
В съвременния обобщен възглед знанието е информация, която има практическа стойност. Напоследък в много страни се наблюдава преход към икономика, основана на движението не само на традиционни материални ресурси и стоки, но и на нови идеи и познания в отрасъла, които съставляват информационните ресурси. В този случай информационните технологии играят решаваща роля. Благодарение на въвеждането им, например, в САЩ годишният ръст на брутния вътрешен продукт е повече от 30%, или около 600 милиарда долара, и според този показател информационната индустрия изпреварва авиационната и автомобилната индустрия .
Хаотичният подход към масовото потребление на информация и нейната прекомерност генерират информационен хаос, който зависи от много фактори и най-вече от образователната система. Диктувано от времето, желанието за тясна специализация, мултидисциплина в средните и гимназиите, пренасищане на учебните програми, компютърна зависимост и други „иновации” водят до факта, че не само учителите и учителите, но и техните ученици - бъдещи специалисти в различни индустрии - като строителите на Вавилонската кула престават да се разбират. В същото време универсалността и широтата на образованието постепенно се губят. Излишъкът, прекомерното структуриране на информацията и заедно с тях информационният хаос се отклоняват от знанието и в резултат предизвикват паника и невежество на породата. „Общество, движено от паника, се отвръща от знанието и търси спасение в невежество“, руският писател М. Йе. Салтиков-Щедрин (1826-1889). Със загубата на гъвкавост и широта на образованието се губи възможността за усвояване на практическите знания, необходими за развитието на новите технологии.
През миналия век изолацията на природните науки и хуманитарните знания започна да се проявява осезаемо и ясно и между тях се образува огромна бездна, в която още през 50-те години на XX век. обърна внимание на английския писател Чарлз Сноу (1905-1980). По негово мнение обществото не може да оцелее без познание за къщата, в която живее, или без познаване на света около себе си - без познания по естествена наука. През последните десетилетия обаче такива практически значими знания в националното образование не получават необходимото внимание от страна на държавата, която по пренебрежение дава предпочитание на масовото хуманитарно образование. Всяко общество, ограждайки се от естествените научни знания, не може да координира действията си с основните природни закони и особено ако загуби своите духовни и морални насоки. Тази мисъл може да продължи с думите на Негово Светейшество патриарх на Москва и цяла Русия Алексий II (1929-2008): „Убеден съм, че колкото и да е нараснало човечеството през изминалия век в собствените му очи, то отново трябва да седне долу на училищното бюро. Необходимо е отново да научим, че хората са загубили през годините грабването на собствените си сили и гордост - да се научат на смирение, способност аскетично да ограничават своите желания, подчинение на волята на Бог, морален начин на живот. В противен случай всички постижения на науката и технологиите ще обърнат своята сила срещу нас и Вавилонската кула на човешката мощ ще падне, погребвайки своите строители под развалините. Най-трудната работа за всеки от нас няма да бъде външна, а вътрешна. Евангелието ни съветва да гледаме първо в себе си. "
Много изследователи, както в Русия, така и в други страни, са разбрали необходимостта от универсалността и фундаменталния характер на съвременното образование, основано на знания за природата, човека и обществото. Те дойдоха по различни начини и по различни причини. И те предлагат да се реши този проблем по различни начини: някои виждат изхода в хуманизацията на естествените науки и техническото образование, а други - в необходимостта да се преподават природни научни основи за студенти от хуманитарни области и специалности. В същото време и двамата стигат до общо мнение: целта на изучаването на всички дисциплини е една и съща - да се осигури бъдещето на човешкото съществуване в биосферата. Ясно дефинираната цел обаче не определя средствата за нейното постигане. Всъщност количеството информация, необходимо за проучване, е изключително голямо. Възниква легитимен въпрос: възможно ли е да се проучи? И след него още един въпрос: как да го изуча? Оказва се, че можете, ако използвате концептуален принцип, който ви позволява да изучавате предмет в рамките на фундаментални идеи и системен подход. Този основен принцип на образованието е не само предмет на дискусия, но и ръководство за действие при представянето на изучавания предмет.
Образованието в началото на хилядолетието.Във връзка с нарастващото антропогенно въздействие върху биосферата и влошаването на екологичния проблем, съвременното природонаучно образование се превръща в ефективно средство за овладяване на знания не само за решаване на много научни и технологични проблеми, но и за опазване на околната среда с цел спестяване живот на нашата планета.
През вековете образователната система непрекъснато се усъвършенства и в днешно време ви позволява да получите значително по-голямо количество знания за по-кратко време, което непрекъснато се разраства. Ако през 1870-те години обемът на знанията на цялото човечество се удвои приблизително за едно десетилетие, през 1980-те - за 5 години, през 90-те - всяка година, то в началото на този век този период беше намален до няколко месеца.
Развитието на образованието е най-важната задача на всяка държава и човечеството като цяло. В много страни просветените власти осъзнават, че инвестирането в образование - интелектуален потенциал - е печеливша форма на инвестиция. Образователната система в различните страни обаче се финансира по различни начини. Например годишните разходи за обучение на студент в САЩ са 18,57 хиляди долара, Дания - 11,60, Испания - 6,03, а в Мексико - само 5,30 хиляди долара.
Бързото нарастване на обема на новите знания, спазвайки експоненциален модел, изисква повишаване на ефективността на обучението и увеличаване на продължителността му. В момента средната продължителност на обучението в Европа е 15 години, в Северна Америка - 14 години, в Южна Америка - 13 години, в Азия - 9,2 години, в Африка - 7 години, а по света - средно 10 години. Предполага се, че през следващите десетилетия продължителността на обучението, необходимо за висококвалифициран специалист, ще достигне 18 години. Въпреки широкото разпространение на образованието, то не обхваща цялото население на света, дори на начално ниво. Според статистиката на ООН днес около 3,5 милиарда души по света могат да четат и пишат, което е около 3 пъти повече от преди 40 години. В същото време приблизително 900 милиона възрастни не могат нито да четат, нито да пишат, две трети от тях са жени. Коефициентът на неграмотност на възрастните в много развиващи се страни е над 50%: в Нигерия - 80%, в Мали - 73%, в Ирак, Етиопия и Бангладеш - 60%, в Пакистан - 58%.
Всяка година, от 1990 г. насам, броят на децата в училище се е увеличил с около 10 милиона в световен мащаб, а днес има около 700 милиона от тях. В същото време над 100 милиона деца в училищна възраст нямат възможност да седят в училищните чинове ... Постигането на универсално начално образование е един от приоритетите, заложени в Декларацията на хилядолетието на ООН.
Проблемите на образованието бяха обсъдени през 2006 г. на срещата на върха на Г-8 в Санкт Петербург, където бяха взети решения за международно сътрудничество, насочено към подобряване на качеството на националното образование и неговата достъпност за населението.
Само чрез перфектна образователна система, включително духовно и морално образование, съвременното общество ще може да запази естествената среда и да осигури по-нататъшното развитие на цивилизацията.
Плодовете на националното образование... Без да се потапяме в джунглата на историята на руското образование, може безпогрешно да се каже, че образователната система е опитвана през цялото време, въпреки че това не винаги е било необходимо. През последните десетилетия не е имало спешна нужда от реформиране на образованието. Всъщност, въпреки всички недостатъци на предишната социална структура и утопичния характер на комунистическата идеология, в близкото минало у нас беше създадена образователна система, която даде възможност на всички да получат добри знания.
Прибързаните, неуспешни реформи, започнали у нас през 90-те години и продължаващи да продължават под знака на демократизация, либерализация, хуманизация и друга модернизация, доведоха не само до масовото обедняване на руския народ и до обогатяването на малка група бизнесмени, свободни от съвест, но и до рязък спад в нивото на образование, което сега се нарича качество на образованието по указание на министерски служители. В същото време политиката на качествено образование се превърна в политика на пълна заблуда. В резултат на това знанията се обезцениха. Учителите и учителите са загубили уважение и чест. Заплатите им рязко спаднаха. Процъфтяват различни форми на платени „образователни“ услуги, под прикритието на които много ръководители на така наречените образователни институции печелят пари, а учителите получават просяшки заплати. Учениците спряха да слушат учители и родители, а учениците - учители. Понякога се извършват ужасни престъпления: учителите и учителите, които се стремят да дадат най-ценното - знанието, стават жертва на агресията на своите необразовани ученици.
Скъпоценното време на младите хора започнало да се консумира от различни филми и продукции, показващи интимни отношения, компютърни игри и особено Интернет с неизчерпаеми съблазнителни услуги. Скритите способности за писане и рисуване по фасадите на къщите, по стените на училищата и по бюрата започват да се проявяват по-активно при децата. Някои училища и университети са се превърнали в бърлоги на наркомани. Тютюнопушенето и дори алкохолът станаха модерни, към което децата са ангажирани в най-ранна детска възраст. И резултатът, както се казва, не закъсня: много забавления станаха достъпни за деца и юноши, където под прикритието на културния отдих се извършва опиянението на младите хора и в тази кална среда много мошеници правят добри пари, организиране на събирания, където всички средства са добри: и мощно аудио и видео оборудване, и наркотици, и алкохол.
Съдейки по определението за образование, дадено в Закона на Руската федерация "За образованието" (образованието е възпитание и обучение в интерес на човек, общество и държава), образователният процес включва важен компонент - възпитание. Доброто образование може да расте само на плодородна почва с духовни и морални насоки, подсилени от възпитанието.
СЪВРЕМЕНЕН ЕСТЕСТВЕН
Второ издание,
коригирани и изменени
Министерство на образованието на Руската федерация
като урок
За студенти от университета
издателство
"Академичен проект" 2000г
РЕЦЕНЗЕНТИ:
Катедра по философия на Финансовата академия
при правителството на Руската федерация
(ръководител на катедрата проф. М.В. Валиано)
и лауреат на Държавната награда на СССР
в областта на науката и технологиите, Dr. науки,
проф. В.А. Шахнов
Карпенков С.Х.
К26 Концепции на съвременната естествена наука: Учебник за университети. - М.: Академичен проект, 2000. Изд. 2-ри, рев. и добавете. - 639 с.
ISBN 5-8291-0085-1
Учебникът е написан в съответствие с Държавния образователен стандарт. Той излага основните принципи, закони, концепции и най-важните постижения на естествената наука, както и подчертава естествените научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
За студенти от университета. Може да бъде интересно и полезно за широк кръг читатели.
UDC50
BBK 20
ISBN 5-8291-0085-1
© Карпенков С.Х., 2000
© Академичен проект, оригинал-
оформление, дизайн, 2000
Посветен на всички, които
Бих искал да разкрия тайни
сила и красота
природата
Предговор
В съвременното общество се обръща голямо внимание не само на различни клонове на естествената наука, но и на бързо развиващите се наукоемки технологии, енергетика и екология. Този учебник е посветен на основните концепции на естествената наука и естествените научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
Урокът е разделен на четири части. В част I се обосновава практическото значение на естествената наука в съвременното общество и се разглеждат основните разпоредби на естествените научни познания на околния свят. Част II излага основните закони и концепции на естествената наука. Част III е посветена на естествено-научните концепции за развитието на процесите в природата. Част IV разглежда природните научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
Материалът на учебника е представен на ниво концепции, т.е. като се вземат предвид основните идеи и системи на възгледи по разглежданите природни научни проблеми. При представянето на материала бяха използвани прости математически изрази, формули и термини, познати на учениците. Естествено-научната същност на разглежданите въпроси е представена във визуална и достъпна форма за завършил гимназия.
Учебникът е написан в съответствие със съдържанието на учебниците на автора: „Основни концепции на съвременната естествена наука“ (UNITI, 1998) и „Концепции на съвременната естествена наука: Практическа работа“ (UNITI, 1998), - както и корекции на сметки, промени и допълнения към материала, представен в предишния публикуван от учебника на автора „Концепции на съвременната естествена наука“ (UNITI, 1997).
Когато изучавате концепциите на съвременната естествена наука, е полезно да си припомните мъдрото предупреждение на руския публицист Дмитрий Писарев (1840–1868): „Трябва да отидете на училище, но трябва да научите много повече след напускане на училище“.
Книгата е предназначена за студенти от висши учебни заведения на редовни, вечерни и задочни форми на обучение по икономически, правни, философски, както и специалности и специализации по мениджмънт, социология, технологии, мениджмънт, маркетинг, стокознание, туризъм, бизнес, финанси, предприемачество и др.
Концепции на съвременната естествена наука
Година: 2000, 2003, 2009
Автор: Карпенков С.Х.
Жанр: Образователно издание
Издател: KNORUS
ISBN: 978-5-390-00316-9
Език: Руски
Формат: 2000 - DOC, 2003-PDF, 2009 - DjVu
Качество: Сканирани страници
Брой страници: 672
Описание: Учебникът е написан в съответствие с Държавните образователни стандарти. Той очертава проблемите на естествените познания за околния свят, фундаментални концепции, принципи и закони на природата, разглежда актуални проблеми на съвременната природознание, свързани с изучаването на природните процеси и свойства на материята на молекулярно ниво, отразява естествените научни аспекти на енергията, екологията и подчертава най-важните постижения на естествената наука, които лежат в основата на съвременните наукоемки технологии.
За студенти от университета. Може да бъде интересно и полезно за широк кръг читатели.
Примерни страници от 11-то издание
Щракнете, за да затворите спойлера: Примерни страници от 11-то издание
Предговор към единадесетото издание .......................... 3
От предговора към десетото издание ................................ 3
От предговора до седмото издание ................................ 4
От предговора към първото издание .................................. 5
Въведение ................................................. ............................. 6
Част 1
ПРИРОДЕН И СЪВРЕМЕНЕН СВЕТ
Глава 1.
ПРИРОДНАТА НАУКА И ОКОЛНИЯТ СВЯТ
1.1. Природонаучни знания
и модерно образование ................... 11
1.2. Структура и развитие на естествената наука .......... 20
1.3. Устойчиво развитие и научно образование ............................... 25
1.4. Ролята на естествената наука за формирането на професионални знания ................... 35
1.5. Природонаучни знания и управление .............................. 38
1.6. Фундаментални и приложни проблеми на естествената наука ............................. 43
1.7. Наука и математика ................. 49
1.8. Развитие на естествените науки и псевдонаучните тенденции ................................. 55
1.9. Естествена наука и морал .............. 62
1.10. Рационални и ирационални принципи на знанието .................................. 68
Тестови въпроси ........................... 81
Глава 2.
ПРИРОДНО НАУЧНО ЗНАНИЕ НА СВЕТА НА ОКОЛНАТА СРЕДА
2.1. Процесът на естественото научно познание ........ 84
2.2. Форми на естествената наука ......... 96
2.3. Методи и техники на естествените научни изследвания .............................. 105
2.4. Научно откритие и доказателство ............ 113
2.5. Експериментът е в основата на естествената наука .......... 119
2.6. Съвременни средства за естествени научни изследвания .............................. 121
2.7. Най-важните постижения на съвременната естествена наука ............................. 126
Тестови въпроси ........................... 131
Част II
ОСНОВНИ ЗАКОНИ И ЕСТЕСТВЕНИ КОНЦЕПЦИИ
Глава 3.
ОСНОВНИ ЗАКОНИ И ПРИНЦИПИ
3.1. Физиката е основен клон на естествената наука ............................. 135
3.2. Материя и движение, време и пространство ..... 144
3.3. Концепция за атомизъм. Дискретност
и приемствеността на материята .................... 149
3.4. Фундаментални взаимодействия ............. 151
3.5. Принципът на относителността .................... 159
3.6. Свойства на пространството, времето
и закони за опазване ........................ 161
3.7. Основни закони на Нютон ............ 165
3.8. Статистически и термодинамични
свойства на макросистемите ....................... 169
3.9. Термодинамични закони .................. 173
3.10. Електромагнитна концепция ................ 178
3.11. Корпускулно-вълнови свойства на светлината ........ 183
Тестови въпроси ........................... 189
Глава 4.
АТОМНИ И НУКЛЕОННИ НИВА НА СТРУКТУРА НА МАТЕРИЯТА
4.1. Структурата на атомите ........................... 192
4.2. Корпускулно-вълнови свойства на микрочастиците.195
4.3. Вероятностният характер на микропроцесите ....... 198
4.4. Съвременни атомни системи ................ 203
4.5. Ядрени процеси .......... ................ 206
4.6. Елементарни частици ...................... 215
4.7. Перспективи за развитие на физиката на микросвета ... 217
Тестови въпроси ........................... 221
Част III ПРИРОДНО-НАУЧНИ КОНЦЕПЦИИ НА РАЗВИТИЕ Глава 5.
КОНЦЕПЦИЯТА ЗА РАЗВИТИЕ И ЕВОЛЮЦИЯ НА ВСЕЛЕНАТА
5.1. Същността на концепцията за развитие ................ 225
5.2. Еволюция на Вселената ........................ 229
5.3. Структурата на Вселената. ....................... 236
5.4. Средства за наблюдение на обектите на Вселената ....... 239
5.5. Проблемът с търсенето на извънземни цивилизации ... 242
5.6. Слънчевата система е част от Вселената .......... 245
5.7. Земята е планета на Слънчевата система ........... 252
Тестови въпроси ........................... 260
Глава 6.
ПРИРОДНО НАУЧНО ЗНАНИЕ НА ВЕЩЕСТВОТО
6.1. Развитие на химическите знания ................. 262
6.2. Синтез на химикали .................. 267
6.3. Съвременна катализа ....................... 272
6.4. Образуване на земни и извънземни вещества ... 279
6.5. Природни запаси от суровини ..................... 282
6.6. Органични суровини ......................... 290
6.7. Нови химични елементи .................. 299
6.8. Обещаващи химични процеси .......... 304
6.9. Съвременни материали ..................... 310
6.10. Предварителни материали ................... 321
Тестови въпроси ........................... 331
Глава 7.
БИОСФЕРНО НИВО НА ОРГАНИЗАЦИЯ НА МАТЕРИЯТА
7.1. Произходът на живата материя .................. 334
7.2. Носител на генетична информация ........... 337
7.3. Структура и функция на протеините .................. 342
7.4. Структурата и разновидностите на клетките .............. 345
7.5. Произходът на живота ....................... 350
7.6. Предпоставки за еволюционната идея ............. 360
7.7. Еволюцията на живота ........................... 366
7.8. Растителен и животински свят ................ 382
7.9. Човекът е природен феномен .................. 393
7.10. Поддръжка на човешкия живот .................. 402
7.11. Удължаване на живота на организма .................. 415
7.12. Формиране на ноосферата ..................... 421
Тестови въпроси ........................... 423
Част IV
ПРИРОДНО НАУЧНА ОСНОВА НА СЪВРЕМЕННИТЕ ТЕХНОЛОГИИ, ЕНЕРГИЯ И ЕКОЛОГИЯ
Глава 8.
ПРИРОДНО НАУЧНИ АСПЕКТИ НА ТЕХНОЛОГИЯТА
8.1. Разработване на инструменти за информационни технологии ... 427
8.2. Съвременни средства за натрупване на информация. .434
8.3. Алтернативни компютри ................. 440
8.4. Мултимедийни системи и виртуалният свят. ... .447
8.5. Микроелектронни технологии ............... 450
8.6. Нанотехнологии ............................ 456
8.7. Лазерни технологии ........................ 462
8.8. Ракетно-космически технологии .............. 470
8.9. Съвременни биотехнологии .................. 473
8.10. Генни технологии .......................... 476
8.11. Проблемът с клонирането ..................... 479
Тестови въпроси ........................... 481
Глава 9.
ПРИРОДНИ НАУЧНИ ПРОБЛЕМИ НА СЪВРЕМЕННАТА ЕНЕРГИЯ
9.1. Енергията е източник на благосъстояние ............ 484
9.2. Преобразуване на енергия ..................... 487
9.3. Ефективност на производството
и консумация на енергия ....................... 492
9.4. ТЕЦ .................... 493
9.5. Подобряване на ефективността на енергийните системи ....... 495
9.6. Хидро и геотермални
енергийни източници .......................... 503
9.7. Слънчева енергия ............................ 510
9.8. Вятърна енергия .............................. 513
9.9. Ядрена енергия ......................... 516
9.10. Характеристики на домашната енергетика ......... 524
Тестови въпроси ........................... 527
Глава 10.
ПРИРОДНО НАУЧНИ АСПЕКТИ НА ЕКОЛОГИЯТА
10.1. Глобални катастрофи и еволюция на живота ... 529
10.2. Предотвратяване на екологично бедствие ... 533
10.3. Природни бедствия и климат .............. 536
10.4. Парников ефект и киселинни валежи ....... 544
10.5. Запазване на озоновия слой ................... 550
10.6. Водни ресурси и тяхното опазване .............. 554
10.7. Потреблението на енергия и нашата среда на живот. ... .557
10.8. Ефекти на радиацията върху биосферата ........... 560
10.9. Естествени научни аспекти на опазването на околната среда ......................... 570
Тестови въпроси ........................... 575
Глава 11.
ХАРМОНИЯ НА ПРИРОДАТА И ЧОВЕЧЕСТВОТО
11.1. Границите на биосферата .......................... 577
11.2. Опазване на природните ресурси .............. 584
11.3. Икономия на енергия .................... 588
11.4. Спестяване на ресурси в транспорта .............. 595
11.5. Градове и природа ........................... 600
11.6. Решаване на проблеми с изхвърлянето ................. 604
11.7. Глобализация на биосферните процеси ........... 610
11.8. Към развитие чрез образование ................. 614
Тестови въпроси ........................... 623
Заключение ..................................... 625
Речник на конкретни термини ...................... 628
Указател на имена ................................... 649
Препратки ................................ 665
Всички книги на автора: Карпенков С. (2)
Карпенков С. Концепции на съвременната естествена наука: Учебник за университети
Въведение .. 4
ЧАСТ I. ПРИРОДНИТЕ ЗНАНИЯ И СЪВРЕМЕННИЯТ СВЕТ .. 6
Глава I. ПРИРОДНИ ЗНАНИЯ И ОКОЛНИЯ СВЯТ 6
1.1. Ролята на естествената наука за формирането на професионални знания 6
1.2. Естествена наука в променящия се свят ... 10
1.3. Фундаментални и приложни проблеми на естествената наука ... 12
1.4. Наука и математика ... 14
1.5. Развитие на естествените науки и антинаучни тенденции 16
1.6. Естествена наука и морал ... 19
1.7. Рационална и реална картина на света .. 22
1.8. Естествени науки и религиозни знания. 24
Контролни въпроси. 28
Глава II. ПРИРОДНО НАУЧНО ЗНАНИЕ НА ВЪНШНИЯ СВЕТ 29
2.1. Естествено научно познание - процесът на разбиране на истината ... 29
2.2. Форми на природни научни знания. 32
2.4. Научно откритие и доказателство 41
2.5. Експериментът е в основата на естествената наука 44
2.6. Съвременни средства за природни научни изследвания ... 49
2.7. Най-важните постижения на съвременната естествена наука 52
Контролни въпроси. 55
ЧАСТ II. ОСНОВНИ ЗАКОНИ И ЕСТЕСТВЕНИ КОНЦЕПЦИИ. 56
Глава 3. ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ И ЗАКОНИ ... 56
3.1. Физиката е основен клон на естествената наука .. 56
3.2. Понятието атомизъм и универсалността на физическите закони. 61
3.3. Фундаментални взаимодействия. 63
3.4. Понятията за материя, движение, пространство и време .. 66
3.5. Принципът на относителността и инвариантността ... 69
3.6. Свойства на пространството, времето и законите за опазване 71
3.7. Основни закони на Нютон 73
3.8. Статистически и термодинамични свойства на макросистемите 75
3.9. Термодинамични закони. 78
3.10. Електромагнитна концепция 80
3.11. Корпускулно-вълнови свойства на светлината. 83
Контролни въпроси. 87
Глава 4. АТОМНИ И НУКЛЕОННИ НИВА НА ОРГАНИЗАЦИЯ НА МАТЕРИЯТА ... 87
4.1. Еволюция на концепциите за структурата на атомите ... 87
4.2. Постулатите на Бор .. 89
4.3. Корпускулно-вълнови свойства на микрочастиците. 90
4.4. Вероятностният характер на микропроцесите .. 92
4.5. Елементарни частици 93
4.6. Структурата на атомното ядро ... 95
4.7. Ядрени процеси 97
4.8. Перспективи за развитие на физиката на микросвета ... 100
Тестови въпроси ... 103
ЧАСТ III. ЕСТЕСТВЕНИ НАУЧНИ КОНЦЕПЦИИ НА РАЗВИТИЕ 103
Глава 5. КОНЦЕПЦИИ ЗА РАЗВИТИЕ И ЕВОЛЮЦИЯ НА ВСЕЛЕНАТА. 103
5.1. Същността на концепцията за развитие .. 103
5.2. Еволюция на Вселената .. 106
5.3. Структура на Вселената .. 109
5.4. Средства за наблюдение на обекти на Вселената .. 111
5.5. Проблемът с търсенето на извънземни цивилизации .. 113
5.6. Слънчевата система е част от Вселената .. 114
5.7. Земята е планета на Слънчевата система 118
Тестови въпроси .. 123
Глава 6. ЕВОЛЮЦИЯ НА ПРИРОДНО-НАУЧНОТО ЗНАНИЕ ЗА ВЕЩЕСТВОТО 123
6.1. Развитие на химическите знания. 123
6.2. Контрол на химическия процес. 127
6.3. Синтез на химикали ... 128
6.4. Съвременна катализа. 131
6.5. Образуване на земни и извънземни вещества .. 135
6.6. Природни ресурси на суровини 136
6.7. Органични суровини 141
6.8. Нови химични елементи и изотопи ... 146
6.9. Обещаващи химични процеси .. 149
6.10. Синтетични материали 153
6.11. Традиционни материали с нови свойства 158
6.12. Разширени материали ... 162
Тестови въпроси ... 171
Глава 7. БИОСФЕРНО НИВО НА ОРГАНИЗАЦИЯТА НА МАТЕРИЯТА 172
7.1. Основни системи за живот. 172
7.2. Равновесие на биохимичните процеси. 173
7.3. Носител на генетична информация. 174
7.4. Генетични свойства 176
7.5. Протеините са основата на живите системи. 179
7.6. Структурата и видовете клетки. 181
7.7. Съвременно разбиране за произхода на живота ... 183
7.8. Предпоставки за еволюционната идея 187
7.9. Еволюция на живота. 189
7.10. Флора и фауна ... 197
7.11. Човекът е природен феномен. 203
7.12. Поддръжка на човешкия живот 206
7.13. Удължаване на живота на организма 213
7.14. Образуване на ноосферата. 217
Тестови въпроси ... 218
ЧАСТ IV. ЕСТЕСТВЕНИ НАУЧНИ ОСНОВИ НА СЪВРЕМЕННИТЕ ТЕХНОЛОГИИ, ЕНЕРГИЯ И ЕКОЛОГИЯ. 219
Глава 8. КОНЦЕПЦИИ ЗА РАЗВИТИЕ НА СЪВРЕМЕННИТЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЕНЕРГИЯ. 219
1.1. Разработване на технически средства за информационни технологии 219
8.2. Съвременни средства за натрупване на информация 223
8.3. Мултимедийни системи и виртуалният свят ... 228
8.4. Микро- и наноелектронни технологии 230
8.5. Лазерни технологии .. 236
8. 6. Съвременни биотехнологии 241
8.7. Генни технологии .. 242
8. 8. Проблеми с клонирането ... 244
Тестови въпроси ... 245
Глава 9. ПРИРОДНИ НАУЧНИ ПРОБЛЕМИ НА ЕНЕРГИЯТА .. 246
9.1. Съвременно разбиране за енергията .. 246
9. 2. Преобразуване и консумация на енергия .. 248
9.3. Ефективност на производството и потреблението на енергия 250
9.4. ТЕЦ .. 251
9.5. ... 255
9.7 Слънчева енергия ... 258
9.8 Вятърна енергия 260
9.9. Ядрената енергия. 262
9.10. Особености на развитието на битовата енергия 266
9.11. Енергия на Световния океан 267
9.12. Енергия на бъдещето. 269
Тестови въпроси ... 269
Глава 10. ПРИРОДНО НАУЧНИ АСПЕКТИ НА ЕКОЛОГИЯТА .. 270
10.1. Глобални катастрофи и еволюция на живота ... 270
10.2. Биосфера и предотвратяване на екологична катастрофа .. 272
10. Z. Природни бедствия и климат. 275
10.4. Парников ефект и киселинни валежи 279
10.5. Запазване на озоновия слой .. 281
10.6. Водни ресурси и проблеми за тяхното опазване .. 283
10.7. Потреблението на енергия и нашето местообитание. 285
10.8. Радиоактивно въздействие върху биосферата 286
10.9. Природонаучни проблеми на опазването на околната среда .. 291
Тестови въпроси ... 292
Глава 11. ХАРМОНИЯ НА ЗАЕТОСТТА НА ХОРАТА И ПРИРОДАТА .. 293
11.1. Обновяване на енергийната система 293
11.2. 294. Промишленост, автомобилостроене и околна среда
11.3. Градове и природа ... 297
11.4. Решаване на проблеми с изхвърлянето .. 300
11.5. Съвременни материали, технологии и околна среда .. 304
Тестови въпроси ... 306
Заключение .. 307
Речник на специалните термини ... 307
Индекс на имената ... 317
КОНЦЕПЦИИСЪВРЕМЕНЕН ЕСТЕСТВЕН
Второ издание,
коригирани и изменени
издателство
"Академичен проект" 2000г
UDC50
BBK 20
С 26
РЕЦЕНЗЕНТИ:
Катедра по философия на Финансовата академия
при правителството на Руската федерация
(ръководител на катедрата проф. М.В. Валиано)
и лауреат на Държавната награда на СССР
в областта на науката и технологиите, Dr. науки,
проф. В.А. Шахнов
Карпенков С.Х.
К26 Концепции на съвременната естествена наука: Учебник за университети. - М.: Академичен проект, 2000. Изд. 2-ри, рев. и добавете. - 639 с.
ISBN 5-8291-0085-1
Учебникът е написан в съответствие с Държавния образователен стандарт. Той излага основните принципи, закони, концепции и най-важните постижения на естествената наука, както и подчертава естествените научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
За студенти от университета. Може да бъде интересно и полезно за широк кръг читатели.
UDC50
BBK 20
ISBN 5-8291-0085-1
Карпенков С.Х., 2000
Академичен проект, оригинал-
оформление, дизайн, 2000
Посветен на всички, които
Бих искал да разкрия тайни
сила и красотаприродата
Предговор
В съвременното общество се обръща голямо внимание не само на различни клонове на естествената наука, но и на бързо развиващите се наукоемки технологии, енергетика и екология. Този учебник е посветен на основните концепции на естествената наука и естествените научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
Урокът е разделен на четири части. В част I се обосновава практическото значение на естествената наука в съвременното общество и се разглеждат основните разпоредби на естествените научни познания на околния свят. Част II излага основните закони и концепции на естествената наука. Част III е посветена на естествено-научните концепции за развитието на процесите в природата. Част IV разглежда природните научни основи на съвременните технологии, енергетиката и екологията.
Материалът на учебника е представен на ниво концепции, т.е. като се вземат предвид основните идеи и системи на възгледи по разглежданите природни научни проблеми. При представянето на материала бяха използвани прости математически изрази, формули и термини, познати на учениците. Естествено-научната същност на разглежданите въпроси е представена във визуална и достъпна форма за завършил гимназия.
Учебникът е написан в съответствие със съдържанието на учебниците на автора: „Основни концепции на съвременната естествена наука“ (UNITI, 1998) и „Концепции на съвременната естествена наука: Практическа работа“ (UNITI, 1998), - както и корекции на сметки, промени и допълнения към материала, представен в предишния публикуван от учебника на автора „Концепции на съвременната естествена наука“ (UNITI, 1997).
Авторът изказва своята благодарност на колеги и рецензенти, чиито коментари и предложения са допринесли за подобряване на качеството на книгата.
Когато изучаваме концепциите на съвременната естествена наука, е полезно да си припомним мъдрото предупреждение на руския публицист Дмитрий Писарев (1840-1868): „Трябва да учим в училище, но е много по-необходимо да учим след напускане на училище“.
Книгата е предназначена за студенти от висши учебни заведения на редовни, вечерни и задочни форми на обучение по икономически, правни, философски, както и специалности и специализации по мениджмънт, социология, технологии, мениджмънт, маркетинг, стокознание, туризъм, бизнес, финанси, предприемачество и др.
СЪВРЕМЕННИ ПРИРОДНИ КОНЦЕПЦИИ
Накрая подавам ръка на наистина полезната наука.
Хорас
Въведение
В много ранна възраст всеки човек развива любопитство - естествено желание да опознае света около себе си. „Любопитството е сходно с човек, и просветен, и див“, твърди изключителният руски историк и писател Николай Карамзин (1766-1826). С напредване на възрастта несъзнаваното желание да опознаем света около нас постепенно се развива в съзнателна форма на любопитство - желанието да научим законите, които управляват природата, и как да ги прилагаме, позволявайки на човек да предвиди възможните последици от своите действия. Законите на природата и начините за тяхното прилагане са концентрираният опит на човечеството, съставляващ стълба на човешката практика, способен да го предпази от възможни грешки и неуспехи и да помогне за постигането на желаните цели. Концентрираният опит на човечеството е фундаментална и необходима основа на всеки образователен процес: човек трябва да знае как функционира най-сложната система - природата на Земята - единственият му дом, на когото дължи рождението си и на който той самият е част.
Естествената наука е наука за явленията и законите на природата. Съвременната естествена наука включва много природни науки: физика, химия, биология, както и многобройни сродни клонове като физическа химия, биофизика, биохимия и много други. Естествената наука засяга широк кръг въпроси за многобройните и многостранни прояви на свойствата на природните обекти, които могат да се разглеждат като цяло.
Ако изложим подробно целия научен материал, натрупан за дълъг период от време във всички клонове на естествената наука, тогава ще получим огромен том, който може да е необходим, но не много полезен дори за тесни специалисти в природните науки, а не да споменавам специалисти по хуманитарни науки. Задачата за представяне на естествения материал се усложнява допълнително от факта, че неговата форма трябва да бъде достъпна за бъдещи специалисти, за които естествената наука не е дисциплина, която формира професионални знания.
За решаването на този проблем е необходим обобщаващ философски подход, като се вземат предвид усъвършенстваните методи на дидактиката, основани на законите за усвояване на знанията и придобиване на умения и умения. Същността на този подход се крие в представянето на естествения научен материал на ниво концепции - фундаментални идеи и системи на възгледи. Концептуалният системен подход е полезен не само за разбиране на развитието на самата естествена наука и изучаваните от нея явления и закони на природата, но и за запознаване с най-важните постижения на естествената наука, въз основа на които съвременните наукоемки технологии успешно се развиват, които допринасят за подобряване на качеството на продуктите и зачитане на природата.
Много постижения на съвременната естествена наука, които формират основата на наукоемките технологии, са свързани с цялостно изследване на обектите и природните явления. С участието на съвременни технически експериментални средства именно това проучване даде възможност не само да се създадат свръхсилни, свръхпроводящи и много други материали с необичайни свойства, но и да се погледне наново върху биологичните процеси, протичащи в клетката и дори вътре в молекулата. Повечето клонове на съвременната естествена наука по един или друг начин са свързани с молекулярните изследвания на определени обекти, което обединява много естествознатели, занимаващи се с високоспециализирани проблеми. Резултатите от този вид изследвания са разработването и производството на нови висококачествени продукти и преди всичко потребителски стоки. За да се знае на каква цена се дават такива продукти - най-важният компонент на икономиката, какви са перспективите за развитие на съвременни наукоемки технологии, тясно свързани с икономически, социални, политически и други проблеми, фундаменталните природни научни знания са необходими, включително общо концептуално разбиране на молекулярните процеси, на които се основават най-важните постижения на съвременната природознание.
Съвременните природни науки - науката за фундаменталните закони, природните явления и различни свойства на природните обекти - дават възможност за изучаване на много сложни процеси на ниво ядра, атоми, молекули, клетки. Плодовете от разбирането на истинските знания за природата именно на толкова дълбоко ниво са известни на всеки образован човек. Синтетични и композитни материали, изкуствени ензими, изкуствени кристали - всичко това са не само реални обекти на развитие на естествените учени, но и потребителски продукти от различни индустрии, които произвеждат широка гама от потребителски стоки. В тази връзка изучаването на природните науки на молекулярно ниво в рамките на фундаментални идеи - концепции - несъмнено е актуално, полезно и необходимо за бъдещи висококвалифицирани специалисти в областта на природните науки и технологии, както и за тези, чиято професионална дейност не е пряко свързано с природните науки, т.е.за бъдещи икономисти, мениджърски специалисти, експерти по стоки, юристи, социолози, психолози, журналисти, мениджъри и др
Напоследък все повече хора говорят не за химическото взаимодействие на веществата и за увеличаване на химическата им активност, а за промяна в структурата на молекулата, за прекъсване на верига от молекули, за взаимодействие на молекулярни лъчи, за свързване фрагменти от ДНК молекули и др. В лексикона на специалисти и научни коментатори - журналистите все по-често срещат думите „молекула“, „молекулярна структура“ и др. природата, както и процесите, наблюдавани в лабораториите, като се вземат предвид структурата и поведението на всяка молекула. Благодарение на това разбиране се синтезират вещества с принципно нови свойства, които преди не са съществували в природата и от тях се създават нови машини, устройства, продукти и др., Отглеждат се висококачествени сортове културни растения, ефективни методи и са разработени средства за лечение на заболявания и др.
На пръв поглед може да изглежда, че този вид знания изобщо не са необходими, например за бъдещ специалист по управление или журналист. В действителност без тях специалист по мениджмънт няма да може да избере обещаваща посока на своята дейност, защото всеки бизнес по някакъв начин е свързан с нова материална база и нови технологии. Следователно специалистът по мениджмънт, ако е истински специалист, трябва да притежава дълбоки и всеобхватни познания. Същото може да се каже и за журналиста: без дълбоко разбиране на коментирания проблем, журналистът не е в състояние правилно и в популярна форма да предаде най-важните научни постижения на широк кръг читатели. Без необходимите знания журналистът може погрешно да ориентира общественото мнение и да предизвика предубедено решение, както се случи например, когато неоправдано беше обявен временен мораториум върху генното инженерство (1975-1985).
Трябва да се каже, че природните научни знания с концептуално разбиране на най-важните постижения на съвременната естествена наука са необходими не само за бъдещите икономисти, юристи, мениджъри, предприемачи и други висококвалифицирани специалисти, но и за всеки образован човек, независимо от неговата вид дейност.
Знанието не идва само по себе си. Трябва да работите усърдно, да учите усърдно, разбирайки свободата като съзнателна нужда. „Човек трябва да учи без срам, но да поучава без скъперничество“, казва в древността известният мислител Василий Велики (ок. 330–379) и само в този случай може да се надяваме на успех.
Заключение
Природата като обект на изучаване на естествената наука е сложна и разнообразна по своите проявления: тя непрекъснато се изменя и е в непрекъснато движение. Кръгът на знанията за него става все по-широк и зоната на неговото свързване с безграничното поле на невежеството се превръща в огромен размазан пръстен, осеян с научни идеи - семената на естествената наука. Някои от тях със своите кълнове ще пробият в кръга на класическото знание и ще дадат живот на нови идеи, нови естествено-научни концепции, докато други ще останат само в историята на развитието на науката. След това те ще бъдат заменени с по-съвършени. Това е диалектиката на развитието на естествено-научното познание за околния свят.
Може да се говори за природата като предмет на естествените науки на строг научен език. За нея можете също да кажете прости думи, които носят дълбок смисъл, както направи немският мислител и натуралист Йохан Гьоте:
„Природа! Заобиколени и прегърнати от него, ние не можем нито да излезем от него, нито да проникнем по-дълбоко в него ... Тя ни улавя във вихъра на танца си и се втурва с нас, докато уморени не падаме от нейните ръце.
Тя винаги ни говори, но не разкрива тайните си. Ние постоянно действаме по него, но нямаме власт над него.
Тя е единственият художник: от най-простата субстанция тя създава противоположните творби, без най-малко усилия, с най-голямо съвършенство и слага някакъв деликатен воал на всичко. Тя постоянно мисли и мисли непрекъснато, но не като човек, а като природа, Тя има свой собствен всеобхватен смисъл ...
Няма брой нейни деца. Тя е еднакво щедра към всички, но има фаворити, на които много се оскърбява, много се жертва. Тя взема великото под прикритието си.
Животът е най-доброто й изобретение; смъртта за нея е средство за по-голям живот.
То обгражда човек с тъмнина и го кара към светлината. Всяко нейно дело е добро, защото всичко е необходимо; тя се колебае да се стреми към нея; тя бърза, за да не бъдат доволни от нея.
Тя няма речи и език, но създава хиляди езици и сърца, с които говори и се чувства. Неговата корона е любовта. Пристъпват само с любов. С едно докосване на устните си към чашата на любовта тя изкупва цял живот страдание.
Тя е строга и кротка, обича и ужасява, слаба и всемогъща. Да не грабне признания за любов от нея, да не примами подарък от нея, освен ако тя не го даде доброволно. Както тя създава, така и вие можете да създавате завинаги. "
.
