Концепції сучасного природознавства. Карпенків С.Х.

6-е изд., Перераб. і доп. - М .: Вища. шк., 2003. - 488 с.

Підручник написаний відповідно до Державних освітніх стандартів (ДОС 2000). У ньому викладені питання природничо-наукового пізнання навколишнього світу, фундаментальні концепції, принципи і закони природи, розглянуті актуальні проблеми сучасного природознавства, пов'язані з вивченням природних процесів і властивостей речовини на молекулярному рівні, відображені природно-наукові аспекти енергетики, екології та висвітлені найважливіші досягнення природознавства , що лежать в основі сучасних наукоємних технологій.

Призначений для студентів вищих навчальних закладів. Може бути цікавий і корисний широкому колу читачів.

формат: pdf ( 6-е изд., Перераб. і доп., 2003 )

Розмір: 4,6 Мб

Завантажити: yandex.disk

формат: doc ( 2-е изд., Испр. і доп., 200 0 )

Розмір: 4Мб

Завантажити: yandex.disk

ПЕРЕДМОВА ДО шість видань

Перше видання пропонованої книги вийшло у світ в 1997 р Це був один з перших підручників, присвячених дисципліни «Концепції сучасного природознавства», що вивчається студентами вищих навчальних закладів соціально-економічних і гуманітарних напрямків.

У міру накопичення нових матеріалів і відомостей наступні видання істотно допрацьовувалися, доповнювалися і в них вносилися виправлення та уточнення. При доопрацюванні враховувався багаторічний досвід читання лекцій і проведення практичних занять в Державному університеті управління. В результаті підручник удосконалювався і видозмінювався: скоротилося число глав з дев'ятнадцяти (в першому виданні) до одинадцяти (в більш пізніх виданнях), застарілі відомості замінені новими, деякі розділи написані заново і т. П. Шосте видання суттєво перероблено і виправлено.

У пропонованому підручнику в стислій і доступній формі викладені фундаментальні природно-наукові знання, тобто знання про природу, які потрібні кожній освіченій людині, щоб не тільки розповісти таємниці, могутність і красу природи, але і зрозуміти, що потрібно зробити, щоб зберегти навколишнє середовище і жити в гармонії з природою.

При вивченні концепцій сучасного природознавства корисно пам'ятати повчання російського публіциста Д.І. Писарєва (1840-1868): «Треба вчитися в школі, але ще набагато більше треба вчитися по виході зі школи».

Книга призначена для студентів вищих навчальних закладів денної, вечірньої та заочної форм навчання за спеціальностями економіки, юриспруденції, управління, філософії, соціології, екології, менеджменту, маркетингу, товарознавства, туризму, бізнесу, фінансів, підприємництва та ін.

Передмова ................................................. .................................................. .................. 8

Вступ................................................. .................................................. ........... 9

ЧАСТИНА I. Природознавство І СУЧАСНИЙ СВІТ............................ 11

1. Природознавство і навколишній світ ............................................ .....................13

1.1. Природно-наукові знання і сучасна освіта ................................ 13

1.2. Роль природознавства у формуванні професійних знань. . 18

1.3. Природно-наукові знання і сфера управління ........................................... . 23

1.4. Фундаментальні та прикладні проблеми природознавства ................... 27

1.5. Природознавство і математика ............................................... .................. 31

1.6. Розвиток природознавства і псевдонаукові тенденції ........................... 35

1.7. Природознавство і моральність ............................................... ........... 42

1.8. Раціональне та ірраціональне початку пізнання ................................ 46

56

2. Природно-наукове пізнання навколишнього світу ................................... 57

2.1. Процес природно-наукового пізнання ............................................. . 57

2.2. Форми природно-наукового пізнання ............................................. ... 62

2.3. Методи і прийоми природничо-наукових досліджень ......................... 70

2.4. Наукове відкриття і доказ .............................................. .................... 77

2.5. Експеримент - основа природознавства .............................................. ... 82

2.6. Сучасні засоби природничо-наукових досліджень ............. 85

2.7. Найважливіші досягнення сучасного природознавства ..................................... 90

Контрольні питання................................................ .................................. 93

ЧАСТИНА II. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ЗАКОНИ І КОНЦЕПЦІЇ природознавства

3. Фундаментальні принципи і закони ............................................ ...................... 97

3.1. Фізика - фундаментальна галузь природознавства ........................................ 97

3.2. Матерія і рух, час і простір ...................................... 104

3.3. Концепція атомізму. Дискретність і безперервність матерії. . . 108

3.4. Фундаментальні взаємодії ........................., ...................... ......... ПО

3.5. Принцип відносності ................................. ................................... 116

3.6. Властивості простору - часу і закони збереження .............................. 118

3.7. Фундаментальні закони Ньютона ............................................... ......... 122

3.8. Статистичні та термодинамічні властивості макросістем .... 125

3.9. Термодинамічні закони ................................................ ............................ 129

3.10.Електромагнітная концепція .............................................. ............................ 134

3.11.Корпускулярно-хвильові властивості світла ........................................... ... 138

Контрольні питання................................................ ............................................ 143

4. Атомний в нуклонах рівні будови материн.......................... 144

4.1. Структура атомів ................................................ ................................... 144

4.2. Корпускулярно-хвильові властивості мікрочастинок ........................................... 147

4.3. Імовірнісний характер микропроцессов ............................................... ...... 150

4.4. Сучасні атомні системи ............................................... ............... 153

4.5. Ядерні процеси ................................................ ........................................... 156

4.6. Елементарні частинки ................................................ ........................... 164

4.7. Перспективи розвитку фізики мікросвіту .............................................. ........ 166

169

ЧАСТИНА III . ПРИРОДНО-НАУКОВІ КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ. . . 171

5. Концепція розвитку та еволюція Всесвіту ........................................... ............. 173

5.1. Сутність концепції розвитку ............................................... .......................... 173

5.2. Еволюція Всесвіту ................................................ .............................. 176

5.3. Структура Всесвіту ................................................ ...................................... 182

5.4. Засоби спостереження об'єктів Всесвіту ............................................ 185

5.5. Проблема пошуку позаземних цивілізацій .............................................. ........ 188

5.6. Сонячна система - частина Всесвіту ............................................. ............. 190

5.7. Земля - \u200b\u200bпланета Сонячної системи ............................................. ....... 195

Контрольні питання................................................ ........................................... 202

6. Природно-наукові знання про речовині .................................................... 203

6.1. Розвиток хімічних знань ............................................... .................. 203

6.2. Синтез хімічних речовин ............................................... ................... 207

6.3. Сучасний каталіз ................................................ ............................. 212

6.4. Освіта земних і позаземних речовин ........................................... 218

6.5. Природні запаси сировини ............................................... ........................ 220

6.6. Органічна сировина ................................................ .............................. 227

6.7. Нові хімічні елементи ............................................... .................. 234

6.8. Перспективні хімічні процеси ............................................... ... 238

6.9. Сучасні матеріали ................................................ ........................ 243

6.10. Перспективні матеріали ................................................ ..................... 252

Контрольні питання................................................ .................................. 261

7. Біосферний рівеньорганізації матерії ............................................262

7.1. Зародження живої матерії ............................................... ................... 262

7.2. Носій генетичної інформації ............................................... ............. 264

7.3. Структура і функції білків .............................................. .................. 269

7.4. Будова і різновиди клітин .............................................. ................... 271

7.5. Походження життя ................................................ .......................... 275

7.6. Передумови еволюційної ідеї ............................................... ......... 279

7.7. Еволюція життя ................................................ ............ .............................. 283

7.8. Рослинний і тваринний світ .............................................. ............... 294

7.9. Людина - феномен природи .............................................. .......................... 302

7.10. Життєзабезпечення людини ................................................ .......................... 310

7.11. Продовження життя організму ............................................... ........................... 321

7.12. Формування ноосфери ................................................ ..................... 327

Контрольні питання................................................ ........................................... 328

ЧАСТИНА IV . ПРИРОДНО-НАУКОВІ ОСНОВИ СУЧАСНИХ тех
Монолог, ЕНЕРГЕТИКИ І ЕКОЛОГІЇ ................................ 329

8. Природно-наукові аспекти технологій ........................................... ..... 331

8.1. Розвиток засобів інформаційних технологій ............................................. 331

8.2. Сучасні засоби накопичення інформації .................................... 337

8.3. Мультимедійні системи та віртуальний світ ...................................... 342

8.4. Мікро- та наноелектронні технології ............................................. . 344

8.5. Лазерні технології ................................................ ...................................... 352

8.6. Сучасні біотехнології ................................................ ................. 359

8.7. Генні технології ................................................ .......................................... 361

8.8. Проблема клонування ................................................ .................................. 364

366

9. Природно-наукові проблеми сучасної енергетики .........................367

9.1. Енергія - джерело добробуту .............................................. ............. 367

9.2. Перетворення енергії ................................................ ...................... 369

9.3. Ефективність виробництва і споживання енергії .................................. 373

9.4. Теплові електростанції ................................................ ............................. 375

9.5. Підвищення ефективності енергосистем ............................................ 376

9.6. Гідроісточнікі і геотермальні джерела енергії ........................ 382

9.7. Геліоенергетика ................................................. ................................... 387

9.8. Енергія вітру................................................ ........................................ 389

9.9. Атомна енергетика................................................ ....................................... 392

9.10. Особливості вітчизняної енергетики ............................................... ....... 396

Контрольні питання................................................ ................................... 398

10. Природно-наукові аспекти екології .......................................... 399

10.1. Глобальні катастрофи і еволюція життя .......................................... 399

10.2. Запобігання екологічній катастрофі ....................................... 403

10.3. Природні катастрофи та клімат .............................................. ............ 405

10.4. Парниковий ефект і кислотні опади ........................................... 412

10.5. Збереження озонового шару ............................................... ........................... 416

10.6. Водні ресурси і їх збереження ............................................. .......... 420

10.7. Споживання енергії і середовище нашого існування ............................. 422

10.8. Радіоактивний вплив на біосферу ............................................. 425

10.9. Природно-наукові проблеми захисту навколишнього середовища ....... 431
Контрольні питання................................................ ...........................................434

11. Гармонія природи і людини .................................................................... 435

11.1. Людина і природа ............................................... ................................... 435

11.2. Збереження природних ресурсів ............................................... ........ 436

11.3. Оновлення енергосистем ................................................ .................. 438

11.4. Ефективне споживання енергії ............................................... ..... 439

11.5. Економія матеріальних ресурсів ............................................... ...... 444

11.6. Економія ресурсів на транспорті .............................................. ....... 446

11.7. Міста і природа ............................................... ............................ 451

11.8. Рішення проблем утилізації ............................................... .............. 454

11.9. Перспективні технології і довкілля .............................. 459

11.10. Глобалізація біосферних процесів ............................................... . 460

Контрольні питання................................................ ................................... 462

Висновок ................................................. .................................................. ....... 464

Література ................................................. .................................................. ................ 465

Словник спеціальних термінів ............................................... ............................... 466

Покажчик імен ................................................ .................................................. .......... 479

Поточна сторінка: 1 (всього у книги 51 сторінок) [доступний уривок для читання: 34 сторінок]

шрифт:

100% +

Степан Карпенків
Концепції сучасного природознавства

ПЕРЕДМОВА ДО дванадцяти ВИДАННЯ

Присвячується молодим людям, одержимим жагою до знань - джерелом гармонії і досконалості

Пропонований підручник разом з іншими книгами автора удостоєно високої державної нагороди - премії Уряду Російської Федерації в галузі освіти.

Минулі більше п'ятнадцяти років з часу першого видання (1997 г.) показали, що цей підручник виявився корисним і цікавим для широкого кола читачів і перш за все для студентів вищих навчальних закладів, в тому числі і дипломованих фахівців, які вирішили отримати другу вищу освіту. Про це свідчать його неодноразові перевидання.

Підручник за своїм змістом носить міждисциплінарний характер: охоплює широкий комплекс знань про природу, потрібних кожній освіченій людині. Такі знання - базовий ресурс розвитку суспільства, творча сила людства і дієвий засіб збереження природного стану природи.

В результаті вивчення концепцій сучасного природознавства студент повинен знати:

- основні положення пізнання навколишнього світу;

- фундаментальні закони природи;

- природничо-наукові концепції розвитку;

- природничо-наукові основи сучасних технологій, енергетики та екології;

- шляхи вирішення природно-наукових проблем;

- спираючись на природничо-наукові знання, орієнтувати свою практичну діяльність на збереження природи і її бога Тейша ресурсів;

- надавати всебічне сприяння у вирішенні природничо-наукових проблем;

володіти навичками:

- практичного застосування знань про природу як базового ресурсу розвитку економіки;

- організації трудової діяльності при гармонійному поєднанні природи і людини;

бути компетентним:

- у вирішенні практичних завдань збереження біосфери і порятунку життя на Землі.

Багаторазові видання пропонованого підручника перероблялися, доповнювалися і змінювалися. У порівнянні з першим останнє видання - по суті нова книга з дидактичними елементами, відповідними державним освітнім стандартам. У всі її глави включені нові відомості і останні природно-наукові досягнення.

Підручник призначений для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за напрямами і спеціальностями менеджменту, економіки, юриспруденції, туризму, підприємництва, бізнесу, екології, соціології та ін., Денних, вечірніх і заочних форм навчання.

З ПЕРЕДМОВИ До сьоме видання

У міру накопичення нових матеріалів і відомостей наступні видання істотно допрацьовувалися, доповнювалися і в них вносилися виправлення та уточнення. При доопрацюванні враховувався багаторічний досвід читання лекцій і проведення практичних занять студентам різних спеціальностей. В результаті підручник удосконалювався і видозмінювався: скоротилося число глав з дев'ятнадцяти (в першому виданні) до одинадцяти (в більш пізніх виданнях), застарілі відомості замінені новими, деякі розділи написані заново і т. П. Сьоме видання перероблено і виправлено.

На сторінках книги розсіяні дорогоцінні зерна, зібрані протягом тисячоліть багатьма поколіннями дослідників природи і містять найнеобхідніше, дороговказне, без чого не можна починати будь-яку творчу роботу.

Концепції сучасного природознавства - найважливіша ланка, що зв'язує природно-наукові та гуманітарні знання і зміцнює фундаментальну базу всіх форм освіти.

У сучасному світі стрімко наближаються економічний, екологічний та духовно-моральний кризи. Вихід з них цілком можливий, якщо в кожній людині, що живе на нашій планеті, пробудиться воля до природничо-наукової та духовно-моральної істини і якщо кожна людина зробить свій, нехай і невеликий, але посильний внесок у вирішення цієї складної, глобальної проблеми. Ця книга допоможе знайти власний шлях пізнання істини.

При вивченні концепцій сучасного природознавства корисно пам'ятати повчання російського публіциста Д.І. Писарєва (1840-1868): «Треба вчитися в школі, але ще набагато більше треба вчитися по виході зі школи».

З ПЕРЕДМОВИ до п'ятого видання

Пропоноване п'яте видання цього підручника перероблено і в порівнянні з попереднім містить нові відомості про останні найважливіші досягнення в галузі природознавства.

Підручник складається з чотирьох частин. У частині I обгрунтована практична значущість природознавства в сучасному суспільстві і розглянуті основні положення природно-наукового пізнання навколишнього світу. У частині II викладені фундаментальні закони і концепції природознавства. Частина III присвячена природничо-наукових концепцій розвитку процесів в природі. У частині IV розглянуті природно-наукові основи сучасних технологій, енергетики та екології.

Матеріал підручника викладено в рамках концепцій - основоположних ідей і системного підходу - і представлений у наочній і доступній формі.

З ПЕРЕДМОВИ ДО ПЕРШОГО ВИДАННЯ

У сучасному суспільстві велика увага приділяється не тільки різних галузей природознавства, але і бурхливо розвиваються наукомістких технологій, енергетиці та екології. Фундаментальним концепціям природознавства і природно-науковим основам сучасних технологій, енергетики та екології присвячений цей підручник.

Він складається з п'яти частин, в яких послідовно викладаються основні питання, передбачені державними освітніми стандартами для вивчення дисципліни «Концепції сучасного природознавства» в вищих навчальних закладах.

Підручник написаний на рівні концепцій природничо-наукових проблем, т. Е. З урахуванням основоположних ідей, систем поглядів на досліджувані питання. При викладі матеріалу використані широко відомі терміни і прості математичні формули, що відображають фундаментальні закони природи. Природно-наукова сутність освітлюваних питань представлена \u200b\u200bв доступній формі для широкого кола читачів.

Книга призначена для студентів вищих навчальних закладів денної, вечірньої та заочної форм навчання економічних, юридичних, філософських та інших гуманітарних спеціальностей.

ВСТУП

Нарешті подаю руку по-справжньому корисною науці.

Горацій

Кожну людину, починаючи з самого раннього віку, відрізняє цікавість - природне прагнення пізнати навколишній світ. «Цікавість споріднене людині і освіченому, і дикого», - стверджував видатний російський історик і письменник Н.М. Карамзін (1766- 1826). З віком неусвідомлене цікавість поступово переростає в допитливість - усвідомлене бажання пізнавати закони, які керують природою, навчитися застосовувати їх у своїй трудовій діяльності, передбачаючи можливі її наслідки. Закони природи і способи їх застосування відображають концентрований досвід людства. Спираючись на нього, людина здатна захистити себе від помилок, і йому легше досягти бажаних цілей. Концентрований досвід людства лежить в основі будь-якого освітнього процесу.

Природознавство - єдина система наук про закони, явища і властивості об'єктів природи, що включає безліч галузей - природних наук.

Найважливіші досягнення природознавства складають фундаментальну базу сучасних наукоємних технологій виробництва різноманітної продукції, в тому числі і товарів повсякденного попиту. Для того щоб знати, якою ціною дається така продукція - найважливіша складова економіки, яка перспектива розвитку сучасних технологій, тісно пов'язаних з економічними, соціальними і політичними проблемами, потрібні фундаментальні знання про природу - природничо-наукові знання. У наш час природничо-наукові знання перетворилися в сферу активних дій і являють собою базовий ресурс економіки, за своєю значимістю перевершує матеріальні ресурси: капітал, землю, робочу силу і т. П. Природно-наукові знання і засновані на них сучасні технології формують новий образ життя, і високоосвічена людина не може дистанціюватися від фундаментальних знань про навколишній світ, не ризикуючи опинитися безпорадним у професійній діяльності. «Без природничих наук немає порятунку сучасній людині; без цієї здорової їжі, без цього суворого виховання думки фактами, без цієї близькості до навколишнього нас життя », - таку високу оцінку природничо-наукових знань дав російський письменник і філософ А.І. Герцен (1812-1879).

Якщо викладати докладно природно-наукові знання, накопичені в усіх галузях природознавства, то вийде величезний фоліант, може бути, і потрібний, але мало корисний навіть для фахівців природничо-наукового профілю, не кажучи вже про фахівців гуманітарних та соціально-економічних напрямків. Завдання викладу ускладнюється ще й тим, що його форма повинна бути доступною для студентів, чия майбутня професійна діяльність не має прямого відношення до природознавства. Для вирішення цього завдання потрібен узагальнюючий філософський принцип. Сутність його полягає у викладі природничо-наукових знань в рамках концепцій - основоположних ідей і системного підходу. Концептуальний принцип дозволяє студентам отримати фундаментальні, комплексні знання про природу, а на їх основі більш глибоко вивчити вузькоспеціалізовані дисципліни.

Сучасні засоби природознавства дають можливість досліджувати багато складні процеси на рівні атомних ядер, атомів, молекул, клітин, а потім і синтезувати раніше не існували в природі речовини з незвичайними властивостями, а з них виробляти нові матеріали для різних машин, пристроїв, виробів і т. п. Крім того, завдяки таким дослідженням вирощуються високоврожайні культурні рослини, розробляються високоефективні засоби лікування хвороб і т. д.

Будь-яке перспективний напрямок діяльності людини прямо або побічно пов'язане з новою матеріальною базою та новими технологіями, і знання їх природничо-наукової сутності - запорука успіху. Без фундаментальних знань про природу може скластися помилкове громадську думку, що приводить до необ'єктивного рішення, як це сталося, наприклад, при необгрунтованому оголошенні тимчасового (1975-1985) мораторію на генну інженерію. Отже, природно-наукові знання потрібні не тільки висококваліфікованим фахівцям, але і будь-якій освіченій людині незалежно від сфери його діяльності.

У гонитві за матеріальними цінностями сучасне людство вже вийшло за межі стійкого стану біосфери, що включає все живе разом із середовищем проживання. Це означає, що в результаті навали цивілізації в природі вже порушено стійка рівновага, яке протягом тривалого часу забезпечує круговорот речовин. Про це нагадують почастішали останніми десятьма роками руйнівні природні явища: урагани, смерчі, повені, землетрус, посухи, - викликають величезний матеріальний збиток і супроводжується дедалі більшим числом людських жертв.

Перетворення сучасного споживчого товариства в духовно-розвинене освічене суспільство - завдання надзвичайно складне. Її можна вирішити, тільки розвиваючи всю систему освіти спільними зусиллями вихованих людей, для яких провідною зіркою є не розкіш, чи не нажива і інші спокусливі кумири, а царство добра, свободи і правди. Шляхетний, але тернистий шлях до такого царства починається з виховання любов'ю в самому ранньому дитинстві, коли закладається духовно-моральна основа для засвоєння знань на всіх щаблях навчання, і триває протягом усього життя кожної людини.

Знання не приходять самі по собі. Потрібно старанно працювати, старанно вчитися. «Треба вчитися не соромлячись, а вчити не економлячи», так сказав в далекі часи відомий мислитель Василь Великий (бл. 330- 379), і тільки в цьому випадку можна сподіватися на успіх.

ЧАСТИНА I природознавство І СУЧАСНИЙ СВІТ

Вчися, мій син: наука скорочує нам досліди швидкоплинного життя ...

А.С. Пушкін

Для нас наука природознавство - той самий важіль, який єдино здатний повернути весь світ обличчям до сонця.

М. Горький

В результаті вивчення частини I студент повинен знати:

- об'єкт і предмет вивчення дисципліни «Концепції сучасного природознавства»;

- сучасні природно-наукові проблеми;

- основні положення природно-наукового пізнання;

- застосувати свої знання при вирішенні проблем збереження природи;

володіти навичками:

- дбайливого ставлення до природи в будь-який практичної діяль ності людини.

1. Природознавство І ОКРУЖАЮЩИЙ СВІТ

1.1. Природно-наукові знання і освіту

Історія розвитку знань про природу. Протягом всієї історії розвитку суспільства основу освіти становили знання про природу, знання про людину і знання про суспільство. Очевидно, ці три складові освіти взаємопов'язані: природа породила людини, а люди складають суспільство. На думку видатного російського історика В.О. Ключевського (1841-1911), «людська особистість, людське суспільство і природа країни - ось ті три основні сили, які будують людське гуртожиток ... Ідеал історичного виховання народу полягає в повному і стрункому розвитку всіх елементів гуртожитку і в такому їх співвідношенні, при якому кожен елемент розвивається і діє в міру свого нормального значення в громадському складі, чи не принижуючи себе і не пригнічуючи інших ».

Тривала історія розвитку цивілізації показує, що далеко не завжди названі елементи різних за формою і змістом освітніх систем перебували в повному стрункому відповідно і становили гармонійну єдність. Так, в стародавні часи знання про природу - природничо-наукові знання - носили описовий, умоглядний, натурфилософский характер. Основна увага приділялася знань про людину.

Давньогрецький мислитель Сократ (бл. 470-399 до н.е.) вважав, що головна функція знань - це самопізнання і інтелектуальний, моральний, духовний зріст людини. Його сучасник, давньогрецький філософ Протагор (бл. 480-410 до н.е.), стверджував, що мета знань - зробити діяльність людини більш успішною і плідною. Однак обидва філософа не вважали, що знання - прямий шлях до умінь і навичок. Освоїти ту чи іншу ремесло в ті часи можна було у майстра або накопичивши власний досвід. Аж до початку XVIII ст. в англійській мові поняття «ремесло» виражалося словом mystery, що означає таїнство, і не тільки тому, що володів секретом того чи іншого ремесла давав клятву не розкривати секретів, але і тому що ремесло було недоступно для людини, що не пройшов навчання у майстра і не перейняли на практиці його досвіду.

На Русі вже в XIV ст. виникла унікальна спільність вільних майстрів, відома під назвою «артіль». На відміну від подібних спільнот на Заході артіль на російській землі була не тільки і не стільки комерційним об'єднанням майстрів вузького профілю в сучасному розумінні, а швидше за спільністю одновірців, які сповідували православ'я і дотримували закони свободи і справедливості. Будучи своєрідною формою суспільної праці, артіль встановлювала правила життя і впливала на характер і поведінку кожного, віддаючи за його вчинками і справах навколишнього роду. Гідності людини оцінювалися, перш за все, приналежністю до того чи іншого роду майстрів.

Зародження технологій.З розвитком природно-наукових знань, коли починаючи з XVIII в. відкривалися перші фундаментальні закони природи з подальшим їх практичним застосуванням, з'явилося поняття «технологія». Воно походить від слів techne - мистецтво, ремесло і logos - поняття, вчення, що разом означає організоване, систематизоване, цілеспрямоване знання.

Для вивчення технологій створювалися навчальні заклади. Перше з них - Школа мостів і доріг - засновано у Франції в 1747 р .; за ним пішли Школа сільського господарства в 1770 р і Школа гірничої справи в 1776 р (обидві в Німеччині). У 1794 році у Франції було відкрито вищий навчальний заклад - Політехнічний університет. Це був перший університет технічного профілю з підготовки інженерів. У заснованих раніше вищих навчальних закладах, наприклад, в найстарішому в Європі Болонському університеті, відкритому в 1088 року в Італії, вивчалися нетехнічні і неприродні науки: математика, логіка, філософія та ін. Надалі в систематизовану галузь наукових знань була перетворена і медична практика .

Входження в науку і осягнення технологій в Росії визначалося особливостями її природи і господарського побуту разом зі складом характеру і розуму великоросів, які, на думку В.О. Ключевського, «мислять і діють, як ходять; здається, що можна придумати кривее і извилистее великоросійського путівця? Точно змія проповзла. А спробуйте пройти прямо: лише проплутаете і вийдете на ту ж звивисту стежку ». І разом з тим «жоден народ в Європі не здатний до такої напруги праці на короткий час, яке може розвинути великорос».

У знайдених нечисленних літописах і склепіннях Стародавньої Русі описувалися явища природи: сонячні і місячні затемнення, північне сяйво, рух комет і падіння метеоритів, грози, бурі, повені; наводилися відомості технічного характеру про видах і пристрої зброї, зведенні фортець і церков, про лиття дзвонів і гармат, про годинникових механізмах, про будівництво мостів та ін. Причому астрономічні явища відзначені з «великої точністю». Час донесло до нас ім'я першого російського вченого, астронома і математика Кирика Новгородці, який написав в 1136 р науковий трактат «Вчення ним ведати людині числа всіх років», аналога якому немає ні в давньоруської, ні у візантійській, ні в південнослов'янської літератури. Феодальна роздробленість, татаро-монгольська навала і інші чинники стримували розвиток культури, науки і освіти в Росії. Якщо в Європі після винаходу Й. Гутенбергом (1399-1468) книгодрукування множилися друкарні і друкувалися книги на латинській мові, то на Русі в той час тільки що налагоджувалося своє книгодрукування, засноване Іваном Федоровим (бл. 1510-1583), що випустив в 1564 р . першу російську друковану книгу «Апостол». Корінний перелом в розвитку науки, освіти і культури в Росії настав за Петра I (1672-1725).

У міру розвитку природничо-наукових знань на Заході, і перш за все в Великобританії, стали впроваджуватися винаходи, і ремесло майстрів перестало бути таїнством і секретом. Сходження до технологій від ремесел в значній мірі сприяло видання першої «Енциклопедії», складеної в 1751-1780 рр. Дені Дідро (1713-1784), Жаном Д'Аламбером (1717-1783) та ін. У цьому найбільшому фундаментальній праці були представлені в організованому і систематизованому вигляді відомості про багатьох видах ремесел, що дозволяло отримати спеціалізовані знання, які не наймаючись в учні. Наукові статті для «Енциклопедії» писали видатні вчені того часу - Вольтер (1694-1778), Руссо (1712-1778) і ін.

Перші технічні школи і «Енциклопедія» вирішили найважливіше завдання для розвитку науки і технологій - вони звели воєдино, систематизували і зробили загальним надбанням знання, навички та секрети різних ремесел, що передаються раніше в усній формі від покоління до покоління на протязі багатьох століть і навіть тисячоліть. Практичний досвід вони перетворили в професійні знання, практичне навчання - в підручники, секрети - в методологію, а конкретні дії - в прикладні науки. Все це сприяло розвитку науки, технологій і промислового виробництва.

Універсальність освіти.«Три шляхи ведуть до знання: шлях роздумів - це шлях найблагородніший, шлях наслідування - це найлегший шлях, шлях досвіду - це самий гіркий», - стверджував давньокитайський мислитель Конфуцій (бл. 551-479 до н.е.). Поза всякими сумнівами, саме так завжди розвивалися всі галузі знань. Однак якщо в давні часи переважав шлях роздумів, то в останні століття визначальними стали досвід, експеримент і практика - найважчий, але результативний шлях пізнання навколишнього світу, що веде до розвитку природничо-наукових знань, а разом з ними і спеціалізованих, галузевих наук для досягнення конкретних результатів, корисних не тільки самій людині, але і суспільству. Те, що зараз прийнято вважати істинними знаннями, постійно доводить свою практичну значимість і перевіряється досвідом, на практиці.

У сучасному узагальненому поданні знання - це інформація, що має практичну цінність. Останнім часом у багатьох країнах намітився перехід до економіки, заснованої на русі не тільки традиційних матеріальних ресурсів і товарів, а й нових ідей і галузевих знань, складових інформаційні ресурси. При цьому визначальну роль відіграють інформаційні технології. Завдяки їх впровадженню, наприклад, в США щорічний приріст внутрішнього валового продукту становить понад 30%, або близько 600 млрд дол., І за цим показником інформаційна галузь випереджає авіаційну і автомобільну промисловість.

Однак безсистемний підхід до масового споживання інформації та її надмірність породжують інформаційний хаос, який залежить від багатьох чинників і, перш за все, від системи освіти. Диктуються часом прагнення до вузької спеціалізації, многопредметность в середній та вищій школах, перенасиченість навчальних програм, комп'ютерна залежність і інші «інновації» ведуть до того, що не тільки вчителі і викладачі, а й їхні учні - майбутні фахівці різних галузей - подібно будівельникам Вавилонської вежі перестають розуміти один одного. При цьому поступово втрачаються універсальність і широта освіти. Надмірність, зайве структурування інформації та разом з ними інформаційний хаос відвертають від знань і, як наслідок, викликають паніку і породжують невігластво. «Суспільство, гнані панікою, відвертається від знання і шукає порятунку в невігластві», - справедливо зауважив російський письменник М.Є. Салтиков-Щедрін (1826-1889). З втратою універсальності і широти освіти втрачається можливість засвоювати практичні знання, необхідні для розробки нових технологій.

У минулому столітті відчутно і явно стала проявлятися відособленість природничо-наукових і гуманітарних знань, і між ними утворилася величезна прірва, на яку ще в 50-х роках XX ст. звернув увагу англійський письменник Чарлз Сноу (1905-1980). На його думку, суспільство не може вижити без знань того будинку, в якому живе, або без знань про навколишній світ - без природничо-наукових знань. Однак таким практично значущим знань у вітчизняній освіті в останні десятиліття не приділяється належної уваги з боку держави, що віддає по недогляду перевагу масового гуманітарної освіти. Будь-яке суспільство, відгороджуючись від природничо-наукових знань, не може узгодити свої дії з фундаментальними законами природи і особливо якщо воно втрачає духовно-моральні орієнтири. Цю думку можна продовжити словами Святішого Патріарха Московського і всієї Русі Алексія II (1929-2008): «Я переконаний: як би не зросла людство за минуле століття у власних очах, йому треба знову сісти за шкільну парту. Потрібно знову вчитися тому, що люди втратили за роки захоплення власною силою і гординею, - вчитися смирення, вмінню аскетично обмежувати свої бажання, слухняності волі Божій, моральному способу життя. Інакше все досягнення науки і техніки звернуть свою силу проти нас, а Вавилонська вежа людського могутності впаде, ховаючи своїх будівельників під уламками. Запеклій для кожного з нас буде робота не зовнішня, а внутрішня. Євангеліє радить нам звернути погляд перш всередину самих себе ».

До розуміння необхідності універсальності і фундаментальності сучасної освіти, заснованого на знаннях про природу, людину і суспільство, прийшли багато дослідників як в Росії, так і в інших країнах. Прийшли різними шляхами і з різних міркувань. І пропонують вирішити цю проблему по-різному: одні бачать вихід у гуманітаризації природничо-наукового і технічного освіти, а інші - в необхідності викладання природничо-наукових основ для студентів гуманітарних напрямів і спеціальностей. При цьому ті та інші приходять до єдиної думки: мета вивчення всіх дисциплін одна і та ж - забезпечити майбутнє існування людини в біосфері. Однак чітко позначена мета не визначає засоби її досягнення. Дійсно, обсяг інформації, необхідної для вивчення, надзвичайно великий. Виникає цілком правомірне запитання: чи можна її вивчити? А слідом за ним і інше питання: як її вивчати? Виявляється, можна, якщо скористатися концептуальним принципом, що дозволяє вивчати предмет в рамках основоположних ідей і системного підходу. Цей фундаментальний принцип освіти є не тільки предметом обговорень, але і керівництвом до дії при викладі досліджуваного предмета.

Освіта на рубежі тисячоліть.У зв'язку з дедалі більшим антропогенним впливом на біосферу і загостренням екологічної проблеми сучасне природно-наукову освіту стає дієвим засобом освоєння знань не тільки для вирішення багатьох наукових і технологічних завдань, а й для захисту навколишнього середовища заради порятунку життя на нашій планеті.

Протягом багатьох століть система освіти постійно вдосконалювалася і в наш час дозволяє за коротший термін отримати істотно більший обсяг знань, який постійно зростає. Якщо в 1870-і роки обсяг знань всього людства збільшувався приблизно вдвічі за десятиліття, в 1980-і - за 5 років, в 1990-і - щороку, то на початку нинішнього століття такий термін скоротився до декількох місяців.

Розвиток освіти - найважливіше завдання будь-якої держави і людства в цілому. У багатьох країнах освічені влада усвідомлює: вкладення фінансових коштів в освіту - інтелектуальний потенціал - прибутковий вид інвестування. Однак система освіти в різних країнах фінансується по-різному. Наприклад, щорічні витрати на навчання одного студента становлять в США 18,57 тис. Дол., Данії - 11,60, Іспанії - 6,03, а в Мексиці - всього 5,30 тис. Дол.

Стрімке зростання обсягу нових знань, який підпорядковується експоненційної закономірності, вимагає підвищення ефективності навчання і збільшення його тривалості. В даний час середня тривалість навчання становить в Європі 15 років, в Північній Америці - 14 років, в Південній Америці - 13 років, в Азії - 9,2 року, в Африці - 7 років і у всьому світі - в середньому 10 років. Передбачається, що в найближчі десятиліття тривалість навчання, необхідного для висококваліфікованого фахівця, наблизиться до 18 років. Незважаючи на широке поширення освіти, воно охоплює далеко не все населення земної кулі навіть на початковому рівні. Згідно зі статистикою ООН, сьогодні у світі близько 3,5 млрд чоловік вміють читати і писати, що приблизно в 3 рази більше, ніж 40 років тому. У той же час приблизно 900 млн дорослих не вміють ні читати, ні писати, причому дві третини з них - жінки. Рівень неписьменності дорослого населення в багатьох країнах, що розвиваються становить понад 50%: в Нігерії - 80%, в Малі - 73%, в Іраку, Ефіопії та Бангладеш - 60%, в Пакистані - 58%.

Щорічно, починаючи з 1990 року, у всьому світі число дітей, що навчаються в школі, збільшується приблизно на 10 млн., І сьогодні їх - близько 700 млн. У той же час більш 100 млн дітей шкільного віку не мають можливості сісти за шкільну парту . Забезпечення загальної початкової освіти - одне з пріоритетних завдань, сформульованих в Декларації тисячоліття ООН.

Проблеми освіти обговорювалися в 2006 р на саміті «Групи восьми» в Санкт-Петербурзі, де прийняті рішення з міжнародного співробітництва, націлені на підвищення якості національної освіти та на його доступність для широких верств населення.

Тільки через досконалу систему освіти, що включає духовн-о-моральне виховання, сучасне суспільство зможе зберегти природне середовище та забезпечити подальший розвиток цивілізації.

Плоди вітчизняної освіти. Чи не занурюючись в нетрі історії російської освіти, можна безпомилково стверджувати, що систему освіти намагалися реформувати в усі часи, хоча і не завжди була в цьому необхідність. Не було крайньої необхідності реформувати освіту в останні десятиліття. Адже при всіх недоліках колишнього соціального устрою і утопічність комуністичної ідеології в недалекому минулому в нашій країні була налагоджена система освіти, яка давала можливість отримувати хороші знання всім бажаючим.

Поспішні, провальні реформи, розпочаті в нашій країні в 1990-х роках і продовжуються до цих пір під знаком демократизації, лібералізації, гуманізації та іншої модернізації, привели не тільки до масового зубожіння українського народу та збагачення невеликої групи ділків, вільних від совісті, а й до різкого падіння рівня освіти, який зараз за вказівкою міністерських чиновників називають якістю освіти. При цьому політика якісної освіти перетворилася в політику повного помилки. В результаті знецінилися знання. Втратили повагу і шану вчителі та викладачі. Різко зменшилася їх заробітна плата. Пишним цвітом розквітають різні форми платних «освітніх» послуг, під виглядом яких наживаються багато керівників так званих навчальних закладів, а викладачі отримують мізерну зарплату. Учні перестали слухати вчителів і батьків, а студенти - викладачів. Іноді відбуваються страшні злочини: вчителі і викладачі, які прагнуть дати найдорожче - знання, стають жертвою агресії своїх погано вихованих учнів.

Дорогоцінний час молоді стали поглинати різні фільми і постановки з показом інтимних відносин, комп'ютерні ігри та, особливо, Інтернет з невичерпними спокусливими послугами. У дітей стали активніше проявлятися приховані здібності писати і малювати на фасадах будинків, на стінах шкіл і на партах. Деякі школи і вузи стали кублами наркоманів. Увійшли в моду куріння і навіть алкоголь, до яких долучаються діти в самому ранньому дитинстві. І результат, як то кажуть, не забарився чекати: для дітей і підлітків стало доступним безліч розваг, де під виглядом культурного відпочинку відбувається одурманення молоді, і в цій замутненої середовищі добре наживаються багато пройдисвіти, влаштовуючи збіговиська, де всі засоби хороші: і потужна аудіо і відеотехніка, і наркотики, і алкоголь.

Судячи з визначення освіти, яке у Законі Російської Федерації «Про освіту» (освіта - це виховання і навчання в інтересах людини, суспільства і держави), процес утворення включає важливу складову - виховання. Хороша освіта може вирости тільки на благодатному грунті з зміцнилися вихованням духовно-моральними орієнтирами.

СУЧАСНОГО природознавства

Видання друге,

виправлене і доповнене

Міністерством освіти Російської Федерації

як підручник

для студентів вищих навчальних закладів

видавництво

«Академічний Проект» 2000

РЕЦЕНЗЕНТИ:
кафедра філософії Фінансової академії

при Уряді Російської Федерації

(Зав. Кафедрою проф. М.В. Вальяно)

і лауреат Державної премії СРСР

в області науки і техніки, д-р техн. наук,

проф. В.А. Шахно
Карпенків С.Х.

К26 Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М .: Академічний Проект, 2000. Изд. 2-е, испр. і доп. - 639 с.
ISBN 5-8291-0085-1
Підручник написаний відповідно до Державного освітнього стандарту. У ньому викладені фундаментальні принципи, закони, концепції та найважливіші досягнення природознавства, а також висвітлені природно-наукові основи сучасних технологій, енергетики та екології.

Для студентів вищих навчальних закладів. Може бути цікавий і корисний широкому колу читачів.
УДК50

ББК 20

ISBN 5-8291-0085-1

© Карпенков С.Х, 2000.

© Академічний Проект, оригінал-

макет, оформлення, 2000.

Присвячується всім тим, хто

хотів би розповісти таємниці,

могутність і красу

природи

Передмова

У сучасному суспільстві велика увага приділяється не тільки різних галузей природознавства, але і бурхливо розвиваються наукомістких технологій, енергетиці та екології. Фундаментальним концепціям природознавства і природно-науковим основам сучасних технологій, енергетики та екології присвячений цей підручник.

Підручник складається з чотирьох частин. У частині I обгрунтована практична значущість природознавства в сучасному суспільстві і розглянуті основні положення природно-наукового пізнання навколишнього світу. У частині II викладені фундаментальні закони і концепції природознавства. Частина III присвячена природничо-наукових концепцій розвитку процесів в природі. У частині IV розглянуті природно-наукові основи сучасних технологій, енергетики та екології.

Матеріал підручника викладено на рівні концепцій, тобто з урахуванням основних ідей і систем поглядів на розглянуті природно-наукові питання. При викладі матеріалу використані прості відомі школярам математичні вирази, формули і терміни. Природно-наукова сутність розглянутих питань представлена \u200b\u200bу наочній і доступній для випускника середньої школи формі.

Підручник написаний у відповідності до змісту навчальних посібників автора: «Основні концепції сучасного природознавства» (ЮНИТИ, 1998) і «Концепції сучасного природознавства: Практикум» (ЮНИТИ, 1998), - а також з урахуванням виправлень, змін і доповнень матеріалу, викладеного в раніше виданому підручнику автора «Концепції сучасного природознавства» (ЮНИТИ, 1997).

При вивченні концепцій сучасного природознавства корисно пам'ятати мудре повчання російського публіциста Дмитра Писарєва (1840-1868): «Треба вчитися в школі, але ще набагато більше треба вчитися по виході зі школи».

Книга призначена для студентів вищих навчальних закладів денної, вечірньої та заочної форм навчання економічних, юридичних, філософських, а також спеціальностей і спеціалізацій управління, соціології, технології, менеджменту, маркетингу, товарознавства, туризму, бізнесу, фінансів, підприємництва та ін.

Концепції сучасного природознавства
рік: 2000, 2003, 2009
Автор: Карпенків С.Х.
Жанр: Навчальне видання
видавництво: КНОРУС
ISBN: 978-5-390-00316-9
Мова: Русский
формат2000 - DOC, 2003 PDF 2009 - DjVu
якість: Відскановані сторінки
Кількість сторінок: 672
опис: Підручник написаний відповідно до Державних освітніх стандартів. У ньому викладені питання природничо-наукового пізнання навколишнього світу, фундаментальні концепції, принципи і закони природи, розглянуті актуальні проблеми сучасного природознавства, пов'язані з вивченням природних процесів і властивостей речовини на молекулярному рівні, відображені природно-наукові аспекти енергетики, екології та висвітлені найважливіші досягнення природознавства, що лежать в основі сучасних наукоємних технологій.
Для студентів вищих навчальних закладів. Може бути цікавий і корисний широкому колу читачів.

Приклади сторінок 11 видання

Натисніть щоб закрити спойлер: Приклади сторінок 11 видання

Передмова до одинадцятого виданню .......................... 3
З передмови до десятого виданню ................................ 3
З передмови до сьомого виданню ................................ 4
З передмови до першого видання .................................. 5
Вступ................................................. ............................. 6
Частина 1
Природознавство І СУЧАСНИЙ СВІТ
Глава 1.
Природознавство І ОКРУЖАЮЩИЙ СВІТ
1.1. Природно-наукові знання
і сучасна освіта ................... 11
1.2. Структура і розвиток природознавства .......... 20
1.3. Сталий розвиток і природно-наукову освіту ............................... 25
1.4. Роль природознавства у формуванні професійних знань ................... 35
1.5. Природно-наукові знання і сфера управління .............................. 38
1.6. Фундаментальні та прикладні проблеми природознавства ............................. 43
1.7. Природознавство і математика ................. 49
1.8. Розвиток природознавства і псевдонаукові тенденції ................................. 55
1.9. Природознавство і моральність .............. 62
1.10. Раціональне та ірраціональне початку пізнання .................................. 68
Контрольні питання ........................... 81
Глава 2.
ПРИРОДНО-НАУКОВЕ пізнання навколишнього світу
2.1. Процес природно-наукового пізнання ........ 84
2.2. Форми природно-наукового пізнання ......... 96
2.3. Методи і прийоми природничо-наукових досліджень .............................. 105
2.4. Наукове відкриття і доказ ............ 113
2.5. Експеримент - основа природознавства .......... 119
2.6. Сучасні засоби природничо-наукових досліджень .............................. 121
2.7. Найважливіші досягнення сучасного природознавства ............................. 126
Контрольні питання ........................... 131
частина II
ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ЗАКОНИ І КОНЦЕПЦІЇ природознавства
Глава 3.
ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ЗАКОНИ І ПРИНЦИПИ
3.1. Фізика - фундаментальна галузь природознавства ............................. 135
3.2. Матерія і рух, час і простір ..... 144
3.3. Концепція атомізму. дискретність
і безперервність матерії .................... 149
3.4. Фундаментальні взаємодії ............. 151
3.5. Принцип відносності .................... 159
3.6. Властивості простору, часу
і закони збереження ........................ 161
3.7. Фундаментальні закони Ньютона ............ 165
3.8. Статистичні та термодинамічні
властивості макросістем ....................... 169
3.9. Термодинамічні закони .................. 173
3.10. Електромагнітна концепція ................ 178
3.11. Корпускулярно-хвильові властивості світла ........ 183
Контрольні питання ........................... 189
Глава 4.
АТОМНИЙ І нуклонів РІВНІ БУДІВЛІ МАТЕРИИ
4.1. Структура атомів ........................... 192
4.2. Корпускулярно-хвильові властивості мікрочастіц.195
4.3. Імовірнісний характер микропроцессов ....... 198
4.4. Сучасні атомні системи ................ 203
4.5. Ядерні процеси .......... ................ 206
4.6. Елементарні частинки ...................... 215
4.7. Перспективи розвитку фізики мікросвіту ...... 217
Контрольні питання ........................... 221
Частина III ПРИРОДНО-НАУКОВІ КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ Глава 5.
КОНЦЕПЦІЯ РОЗВИТКУ І ЕВОЛЮЦІЯ ВСЕСВІТУ
5.1. Сутність концепції розвитку ................ 225
5.2. Еволюція Всесвіту ........................ 229
5.3. Структура Всесвіту. ....................... 236
5.4. Засоби спостереження об'єктів Всесвіту ....... 239
5.5. Проблема пошуку позаземних цивілізацій ...... 242
5.6. Сонячна система - частина Всесвіту .......... 245
5.7. Земля - \u200b\u200bпланета Сонячної системи ........... 252
Контрольні питання ........................... 260
Глава 6.
ПРИРОДНО-НАУКОВІ ЗНАННЯ ПРО речовин
6.1. Розвиток хімічних знань ................. 262
6.2. Синтез хімічних речовин .................. 267
6.3. Сучасний каталіз ....................... 272
6.4. Освіта земних і позаземних речовин ...... 279
6.5. Природні запаси сировини ..................... 282
6.6. Органічна сировина ......................... 290
6.7. Нові хімічні елементи .................. 299
6.8. Перспективні хімічні процеси .......... 304
6.9. Сучасні матеріали ..................... 310
6.10. Перспективні матеріали ................... 321
Контрольні питання ........................... 331
Глава 7.
БІОСФЕРНИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРИИ
7.1. Зародження живої матерії .................. 334
7.2. Носій генетичної інформації ........... 337
7.3. Структура і функції білків .................. 342
7.4. Будова і різновиди клітин .............. 345
7.5. Походження життя ....................... 350
7.6. Передумови еволюційної ідеї ............. 360
7.7. Еволюція життя ........................... 366
7.8. Рослинний і тваринний світ ................ 382
7.9. Людина - феномен природи .................. 393
7.10. Життєзабезпечення людини .................. 402
7.11. Продовження життя організму .................. 415
7.12. Формування ноосфери ..................... 421
Контрольні питання ........................... 423
частина IV
ПРИРОДНО-НАУКОВІ ОСНОВИ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ, ЕНЕРГЕТИКИ І ЕКОЛОГІЇ
Глава 8.
Естестественно-НАУКОВІ АСПЕКТИ ТЕХНОЛОГІЙ
8.1. Розвиток засобів інформаційних технологій..427
8.2. Сучасні засоби накопичення інформації. .434
8.3. Альтернативні комп'ютери ................. 440
8.4. Мультимедійні системи та віртуальний світ. . .447
8.5. Мікроелектронні технології ............... 450
8.6. Нанотехнології ............................ 456
8.7. Лазерні технології ........................ 462
8.8. Ракетно-космічні технології .............. 470
8.9. Сучасні біотехнології .................. 473
8.10. Генні технології .......................... 476
8.11. Проблема клонування ..................... 479
Контрольні питання ........................... 481
Глава 9.
ПРИРОДНО-НАУКОВІ ПРОБЛЕМИ СУЧАСНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ
9.1. Енергія - джерело добробуту ............ 484
9.2. Перетворення енергії ..................... 487
9.3. ефективність виробництва
і споживання енергії ....................... 492
9.4. Теплові електростанції .................... 493
9.5. Підвищення ефективності енергосистем ....... 495
9.6. Гідроісточнікі і геотермальні
джерела енергії .......................... 503
9.7. Геліоенергетика ............................ 510
9.8. Енергія вітру .............................. 513
9.9. Атомна енергетика ......................... 516
9.10. Особливості вітчизняної енергетики ......... 524
Контрольні питання ........................... 527
Глава 10.
ПРИРОДНО-НАУКОВІ АСПЕКТИ ЕКОЛОГІЇ
10.1. Глобальні катастрофи і еволюція життя ..... 529
10.2. Запобігання екологічній катастрофі ..... 533
10.3. Природні катастрофи та клімат .............. 536
10.4. Парниковий ефект і кислотні опади ....... 544
10.5. Збереження озонового шару ................... 550
10.6. Водні ресурси і їх збереження .............. 554
10.7. Споживання енергії і середовище нашого існування. . .557
10.8. Вплив випромінювання на біосферу ........... 560
10.9. Природно-наукові аспекти захисту навколишнього середовища ......................... 570
Контрольні питання ........................... 575
Глава 11.
ГАРМОНІЯ ПРИРОДИ І ЛЮДИНИ
11.1. Межі біосфери .......................... 577
11.2. Збереження природних ресурсів .............. 584
11.3. Економія енергоресурсів .................... 588
11.4. Економія ресурсів на транспорті .............. 595
11.5. Міста і природа ........................... 600
11.6. Рішення проблем утилізації ................. 604
11.7. Глобалізація біосферних процесів ........... 610
11.8. До розвитку через виховання ................. 614
Контрольні питання ........................... 623
Висновок ..................................... 625
Словник спеціальних термінів ...................... 628
Покажчик імен ................................... 649
Список літератури ................................ 665

Всі книги автора: Карпенків С. (2)

Карпенків С. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів

Введення .. 4
ЧАСТИНА I. природознавство І СУЧАСНИЙ СВІТ .. 6
Глава I. природознавство І ОКРУЖАЮЩИЙ СВІТ 6
1.1. Роль природознавства у формуванні професійних знань 6
1.2. Природознавство в світі, що змінюється ... 10
1.3. Фундаментальні та прикладні проблеми природознавства ... 12
1.4. Природознавство і математика ... 14
1.5. Розвиток природознавства і антинаукові тенденції 16
1.6. Природознавство і моральність ... 19
1.7. Раціональна і реальна картина світу .. 22
1.8. Природно-наукові та релігійні знання. 24
Контрольні питання . 28
Глава II. ПРИРОДНО-НАУКОВЕ пізнання навколишнього світу 29
2.1. Природно-наукове пізнання - процес осягнення істини ... 29
2.2. Форми природничо-наукового пізнання. 32
2.4. Наукове відкриття і доказ 41
2.5. Експеримент - основа природознавства 44
2.6. Сучасні засоби природничо-наукових досліджень ... 49
2.7. Найважливіші досягнення сучасного природознавства 52
Контрольні питання . 55
ЧАСТИНА II. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ЗАКОНИ І КОНЦЕПЦІЇ природознавства. 56
Глава 3. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ПРИНЦИПИ І ЗАКОНИ ... 56
3.1. Фізика - фундаментальна галузь природознавства .. 56
3.2. Концепція атомізму і універсальність фізичних законів. 61
3.3. Фундаментальні взаємодії. 63
3.4. Концепції матерії, руху, простору і часу .. 66
3.5. Принцип відносності і інваріантність ... 69
3.6. Властивості простору, часу і закони збереження 71
3.7. Фундаментальні закони Ньютона 73
3.8. Статистичні та термодинамічні властивості макросістем 75
3.9. Термодинамічні закони. 78
3.10. Електромагнітна концепція 80
3.11. Корпускулярно-хвильові властивості світла. 83
Контрольні питання . 87
Глава 4. АТОМНИЙ І нуклонів РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРИИ ... 87
4.1. Еволюція уявлень про будову атомів ... 87
4.2. Постулати Бора .. 89
4.3. Корпускулярно-хвильові властивості мікрочастинок. 90
4.4. Імовірнісний характер микропроцессов .. 92
4.5. Елементарні частинки 93
4.6. Будова атомного ядра ... 95
4.7. Ядерні процеси 97
4.8. Перспективи розвитку фізики мікросвіту ... 100
Контрольні питання ... 103
ЧАСТИНА III. ПРИРОДНО-НАУКОВІ КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ 103
Глава 5. КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ І ЕВОЛЮЦІЇ ВСЕСВІТУ. 103
5.1. Сутність концепції розвитку .. 103
5.2. Еволюція Всесвіту .. 106
5.3. Структура Всесвіту .. 109
5.4. Засоби спостереження об'єктів Всесвіту .. 111
5.5. Проблема пошуку позаземних цивілізацій .. 113
5.6. Сонячна система - частина Всесвіту .. 114
5.7. Земля - \u200b\u200bпланета Сонячної системи 118
Контрольні питання .. 123
Глава 6. ЕВОЛЮЦІЯ ПРИРОДНО-НАУКОВИХ ЗНАНЬ Про речовин 123
6.1. Розвиток хімічних знань. 123
6.2. Управління хімічними процесами. 127
6.3. Синтез хімічних речовин ... 128
6.4. Сучасний каталіз. 131
6.5. Освіта земних і позаземних речовин .. 135
6.6. Природні запаси сировини 136
6.7. Органічна сировина 141
6.8. Нові хімічні елементи та ізотопи ... 146
6.9. Перспективні хімічні процеси .. 149
6.10. Синтетичні матеріали 153
6.11. Традиційні матеріали з новими властивостями 158
6.12. Перспективні матеріали ... 162
Контрольні питання ... 171
Глава 7. БІОСФЕРНИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРИИ 172
7.1. Основоположні життєві системи. 172
7.2. Рівновага біохімічних процесів. 173
7.3. Носій генетичної інформації. 174
7.4. Генетичні властивості 176
7.5. Білки - основа живих систем. 179
7.6. Будова і різновиди клітин. 181
7.7. Сучасне уявлення про походження життя ... 183
7.8. Передумови еволюційної ідеї 187
7.9. Еволюція життя. 189
7.10. Рослинний і тваринний світ ... 197
7.11. Людина - феномен природи. 203
7.12. Життєзабезпечення людини 206
7.13. Продовження життя організму 213
7.14. Формування ноосфери. 217
Контрольні питання ... 218
ЧАСТИНА IV. ПРИРОДНО-НАУКОВІ ОСНОВИ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ, ЕНЕРГЕТИКИ І ЕКОЛОГІЇ. 219
Глава 8. КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ЕНЕРГЕТИКИ. 219
1.1. Розвиток технічних засобів інформаційних технологій 219
8.2. Сучасні засоби накопичення інформації 223
8.3. Мультимедійні системи та віртуальний світ ... 228
8.4. Мікро- та наноелектронних технології 230
8.5. Лазерні технології .. 236
8. 6. Сучасні біотехнології 241
8.7. Генні технології .. 242
8. 8. Проблеми клонування ... 244
Контрольні питання ... 245
Глава 9. ПРИРОДНО-НАУКОВІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ .. 246
9.1. Сучасне уявлення про енергію .. 246
9. 2. Перетворення і споживання енергії .. 248
9.3. Ефективність виробництва н споживання енергії 250
9.4. Теплові електростанції .. 251
9.5. ... 255
9.7 Геліоенергетика ... 258
9.8 Енергія вітру 260
9.9. Атомна енергетика. 262
9.10. Особливості розвитку вітчизняної енергетики 266
9.11. Енергії Світового океану 267
9.12. Енергетика майбутнього. 269
Контрольні питання ... 269
Глава 10. ПРИРОДНО-НАУКОВІ АСПЕКТИ ЕКОЛОГІЇ .. 270
10.1. Глобальні катастрофи і еволюція життя ... 270
10.2. Біосфера і запобігання екологічній катастрофі .. 272
10.З. Природні катастрофи і клімат. 275
10.4. Парниковий афект і кислотні опади 279
10.5. Збереження озонового шару .. 281
10.6. Водні ресурси і проблеми їх збереження .. 283
10.7. Споживання анергии і середовище нашого існування. 285
10.8. Радіоактивний вплив на біосферу 286
10.9. Природно-наукові проблеми захисту навколишнього середовища .. 291
Контрольні питання ... 292
Глава 11. ГАРМОНІЯ ЗАРОБІТНОЇ ПЛАТИ ЛЮДЕЙ І ПРИРОДИ .. 293
11.1. Оновлення енергосистем 293
11.2. Промисловість, транспорт і навколишнє середовище 294
11.3. Міста і природа ... 297
11.4. Рішення проблем утилізації .. 300
11.5. Перспективні матеріали, технології і довкілля .. 304
Контрольні питання ... 306
Висновок .. 307
Словник спеціальних термінів ... 307
Покажчик імен ... 317

КОНЦЕПЦІЇСУЧАСНОГО природознавства

Видання друге,
виправлене і доповнене

видавництво
«Академічний Проект» 2000

УДК50
ББК 20
До 26

РЕЦЕНЗЕНТИ:

кафедра філософії Фінансової академії
при Уряді Російської Федерації
(Зав. Кафедрою проф. М.В. Вальяно)
і лауреат Державної премії СРСР
в області науки і техніки, д-р техн. наук,
проф. В.А. Шахно

Карпенків С.Х.
К26 Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М .: Академічний Проект, 2000. Изд. 2-е, испр. і доп. - 639 с.

ISBN 5-8291-0085-1

Підручник написаний відповідно до Державного освітнього стандарту. У ньому викладені фундаментальні принципи, закони, концепції та найважливіші досягнення природознавства, а також висвітлені природно-наукові основи сучасних технологій, енергетики та екології.
Для студентів вищих навчальних закладів. Може бути цікавий і корисний широкому колу читачів.

УДК50
ББК 20

ISBN 5-8291-0085-1

Карпенків С.Х, 2000.
Академічний Проект, оригінал-
макет, оформлення, 2000.

Присвячується всім тим, хто
хотів би розповісти таємниці,
могутність і красуприроди

Передмова

У сучасному суспільстві велика увага приділяється не тільки різних галузей природознавства, але і бурхливо розвиваються наукомістких технологій, енергетиці та екології. Фундаментальним концепціям природознавства і природно-науковим основам сучасних технологій, енергетики та екології присвячений цей підручник.
Підручник складається з чотирьох частин. У частині I обгрунтована практична значущість природознавства в сучасному суспільстві і розглянуті основні положення природно-наукового пізнання навколишнього світу. У частині II викладені фундаментальні закони і концепції природознавства. Частина III присвячена природничо-наукових концепцій розвитку процесів в природі. У частині IV розглянуті природно-наукові основи сучасних технологій, енергетики та екології.
Матеріал підручника викладено на рівні концепцій, тобто з урахуванням основних ідей і систем поглядів на розглянуті природно-наукові питання. При викладі матеріалу використані прості відомі школярам математичні вирази, формули і терміни. Природно-наукова сутність розглянутих питань представлена \u200b\u200bу наочній і доступній для випускника середньої школи формі.
Підручник написаний у відповідності до змісту навчальних посібників автора: «Основні концепції сучасного природознавства» (ЮНИТИ, 1998) і «Концепції сучасного природознавства: Практикум» (ЮНИТИ, 1998), - а також з урахуванням виправлень, змін і доповнень матеріалу, викладеного в раніше виданому підручнику автора «Концепції сучасного природознавства» (ЮНИТИ, 1997).
Автор висловлює подяку колегам і рецензентам, чиї зауваження і побажання сприяли поліпшенню якості книги.
При вивченні концепцій сучасного природознавства корисно пам'ятати мудре повчання російського публіциста Дмитра Писарєва (1840-1868): «Треба вчитися в школі, але ще набагато більше треба вчитися по виході зі школи».
Книга призначена для студентів вищих навчальних закладів денної, вечірньої та заочної форм навчання економічних, юридичних, філософських, а також спеціальностей і спеціалізацій управління, соціології, технології, менеджменту, маркетингу, товарознавства, туризму, бізнесу, фінансів, підприємництва та ін.

КОНЦЕПЦІЇ сучасного природознавства

Нарешті я подаю руку по-справжньому корисною науці.
Горацій

Вступ

У будь-якої людини ще в самому ранньому віці виникає цікавість - природне прагнення пізнати навколишній світ. «Цікавість споріднене людині, і освіченому, і дикого», - стверджував видатний російський історик і письменник Микола Карамзін (1766-1826). З віком неусвідомлене прагнення пізнати навколишній світ поступово переростає в усвідомлену форму цікавості - бажання пізнати закони, які керують природою, і способи їх застосування, що дозволяють людині передбачати можливі наслідки своїх дій. Закони про природу і способи їх застосування - концентрований досвід людства, що становить опору практичної діяльності людини, здатну захистити його від можливих помилок і невдач і допомогти досягти бажаних цілей. Концентрований досвід людства - фундаментальна і необхідна основа будь-якого освітнього процесу: людина повинна знати, як функціонує складна система - природа Землі - його єдиний будинок, якому він зобов'язаний своєю появою на світ і частиною якого є сам.
Природознавство - наука про явища і закони природи. Сучасне природознавство включає багато природно-наукові галузі: фізику, хімію, біологію, а також численні суміжні галузі, такі як фізична хімія, біофізика, біохімія та багато інших. Природознавство зачіпає широкий спектр питань про численні і багатосторонніх проявах властивостей об'єктів природи, яку можна розглядати як єдине ціле.
Якщо викладати докладно весь науковий матеріал, накопичений протягом тривалого періоду часу в усіх галузях природознавства, то вийде величезний фоліант, може бути і потрібний, але мало корисний навіть для вузьких фахівців природничого профілю, не кажучи вже про фахівців гуманітарних напрямків. Завдання викладу матеріалу природознавства ускладнюється ще й тим, що його форма повинна бути доступною майбутнім фахівцям, для яких природознавство не є дисципліною, яка формує професійні знання.
Для вирішення даного завдання потрібен узагальнюючий філософський підхід з урахуванням передових методів дидактики на основі закономірностей засвоєння знань і набуття вмінь і навичок. Сутність такого підходу полягає у викладі природничо матеріалу на рівні концепцій - основоположних ідей і системи поглядів. Концептуальний системний підхід корисний не тільки для розуміння розвитку самого природознавства і досліджуваних ним явищ і законів природи, а й для знайомства з найважливішими досягненнями природознавства, на основі яких успішно розвиваються сучасні наукомісткі технології, що сприяють підвищенню якості продукції, що випускається і дбайливого ставлення до природи.
Багато досягнень сучасного природознавства, що є основою для наукомістких технологій, пов'язані зі всебічним вивченням об'єктів і явищ природи. Із залученням сучасних технічних засобів експерименту саме таке вивчення дозволило не тільки створити надміцні, надпровідні і багато інших матеріалів з незвичайними властивостями, але і по-новому поглянути на біологічні процеси, що відбуваються всередині клітини і навіть всередині молекули. Більшість галузей сучасного природознавства так чи інакше пов'язане з молекулярним дослідженням тих чи інших об'єктів, яке об'єднує багатьох дослідників природи, що займаються вузькоспеціалізованими проблемами. Результати подібного роду досліджень - розробка і виробництво нової високоякісної продукції, і перш за все товарів повсякденного попиту. Для того, щоб знати, якою ціною дається така продукція - найважливіша складова економіки, яка перспектива розвитку сучасних наукоємних технологій, тісно пов'язаних з економічними, соціальними, політичними та іншими проблемами, потрібні фундаментальні природно-наукові знання, в тому числі і загальне концептуальне уявлення про молекулярних процесах, на яких засновані найважливіші досягнення сучасного природознавства.
Сучасні засоби природознавства - науки про фундаментальні закони, природні явища і різноманітні властивості об'єктів природи - дозволяють вивчати багато складні процеси на рівні ядер, атомів, молекул, клітин. Плоди осягнення істинних знань про природу саме на такому глибинному рівні відомі кожній освіченій людині. Синтетичні і композиційні матеріали, штучні ферменти, штучні кристали - все це не тільки реальні об'єкти розробок вчених-дослідників природи, а й продукти споживання різних галузей промисловості, які виробляють в широкому асортименті товари повсякденного попиту. У зв'язку з цим вивчення природничо-наукових проблем на молекулярному рівні в рамках основоположних ідей - концепцій - поза всяким сумнівом актуально, корисно і необхідно для майбутніх фахівців високої кваліфікації природно-наукового і технічного профілю, а також для тих, чия професійна діяльність не має прямого відношення до природознавства, т. е. для майбутніх економістів, фахівців управління, товарознавців, юристів, соціологів, психологів, журналістів, менеджерів та ін.
Останнім часом все частіше говорять не про хімічну взаємодію речовин і підвищення їх хімічної активності, а про зміну структури молекули, про розрив ланцюга молекул, про взаємодію молекулярних пучків, про з'єднання фрагментів молекул ДНК і т. Д. У лексиконі фахівців і наукових комментаторов- журналістів все частіше зустрічаються слова «молекула», «молекулярна структура» і т. п. а це означає, що сучасний рівень природознавства відображає розуміння що відбуваються в природі явищ, а також процесів, які спостерігаються в лабораторіях, з урахуванням будови і поведінки кожної молекули. Саме завдяки такому розумінню синтезуються раніше не існували в природі речовини з принципово новими властивостями, а з них створюються нові машини, пристрої, вироби і т.п., вирощуються високоякісні сорти культурних рослин, розробляються ефективні способи і засоби лікування хвороб і т. Д.
На перший погляд може здатися, що подібного роду знання зовсім не потрібні, наприклад, майбутньому фахівцю управління або журналістові. Насправді ж без них спеціаліст управління не зможе вибрати перспективний напрямок своєї діяльності, бо будь-яка справа так чи інакше пов'язано з новою матеріальною базою та новими технологіями. Отже, фахівець управління, якщо він істинний фахівець, повинен володіти глибокими і всебічними знаннями. Те ж саме можна сказати і про журналіста: без глибокого розуміння коментованій проблеми журналіст не в змозі правильно і в популярній формі донести до широкого кола читачів найважливіші природно-наукові досягнення. Не володіючи потрібними знаннями журналіст може помилково зорієнтувати громадську думку і спровокувати необ'єктивне рішення, як це сталося, наприклад, при необгрунтованому оголошенні тимчасового мораторію на генну інженерію (1975 - 1985 рр.).
Треба сказати, що природничо-наукові знання з концептуальним поданням про найважливіші досягнення сучасного природознавства потрібні не тільки майбутнім економістам, юристам, менеджерам, підприємцям і іншим висококваліфікованим фахівцям, але і будь-якій освіченій людині незалежно від роду його діяльності.
Знання самі по собі не приходять. Потрібно старанно працювати, старанно вчитися, розуміючи свободу як усвідомлену необхідність. «Треба вчитися не соромлячись, а вчити не економлячи», - так сказав в далекі часи відомий мислитель Василь Великий (бл. 330-379), і тільки в цьому випадку можна сподіватися на успіх.

висновок

Природа як об'єкт вивчення природознавства складна й різноманітна у своїх проявах: вона безперервно змінюється і знаходиться в постійному русі. Коло знань про неї стає все ширше, і область сполучення його з безмежним полем незнання перетворюється на величезне розмите кільце, засіяне науковими ідеями - зернами природознавства. Деякі з них своїми паростками проб'ються в коло класичних знань і дадуть життя новим ідеям, новим природно-науковим концепціям, інші ж залишаться лише в історії розвитку науки. Їх змінять потім більш досконалі. Така діалектика розвитку природно-наукового пізнання навколишнього світу.
Про природу як про предмет природознавства можна говорити суворим науковою мовою. Про неї ж можна сказати і прості слова, що несуть глибокий сенс, як це зробив німецький мислитель і натураліст Йоганн Гете:
«Природа! Оточені і охоплені нею, ми не можемо ні вийти з неї, ні глибше в неї проникнути ... Захоплює вона нас у вихорі своєї пісні й лине з нами, поки, стомлені, ми не випадемо з рук її.
Вона вічно говорить з нами, але таємниць своїх не відчиняє. Ми постійно діємо на неї, але немає у нас над нею ніякої влади.
Вона - єдиний художник: з найпростішого речовини творить вона протилежні твори, без найменшого зусилля, з найбільшим досконалістю і на все кладе якийсь ніжне покривало. Вона безперервно думала і мислить постійно, але не як людина, а як природа, У неї власний всеосяжний сенс ...
Ні числа її дітям. До всіх вона однаково щедра, але у неї є улюблениці, яким багато вона марнує, багато приносить в жертву. Велике вона приймає під свій покров.
Життя - її кращий винахід; смерть для неї засіб для більшого життя.
Вона оточує людину мороком і жене його до світла. Будь-яке її діяння - благо, бо будь-яке необхідно; вона буде чекати, щоб до неї прагнули; вона поспішає, щоб нею не наситився.
У неї немає промов і мови, але вона створює тисячі мов і сердець, якими вона говорить і відчуває. Вінець її - любов. Любов'ю тільки наближаються до неї. Одним дотиком вуст до чаші любові спокутує вона ціле життя страждань.
Вона сувора і лагідна, любить і жахає, немічна і всемогутня. Чи не вирвати у неї визнання в любові, чи не виманити у неї подарунка, хіба добровільно вона подарує. Як вона творить, так можна творити вічно ».
.