Концепции современного естествознания

Степан Карпенков

Учебник написан в соответствии с государственными образовательными стандартами. В нем изложены вопросы естественно-научного познания окружающего мира, фундаментальные концепции, принципы и законы природы, рассмотрены актуальные проблемы современного естествознания, связанные с изучением природных процессов и свойств веществ на молекулярном уровне, отражены естественно-научные аспекты энергетики, экологии и освещены важнейшие достижения естествознания, лежащие в основе современных наукоемких технологий. Предназначен для студентов высших учебных заведений. Может быть интересен и полезен широкому кругу читателей.

ВВЕДЕНИЕ

Наконец-то подаю руку по-настоящему полезной науке.

Гораций

Каждого человека, начиная с самого раннего возраста, отличает любопытство — естественное стремление познать окружающий мир. «Любопытство сродно человеку и просвещенному, и дикому», — утверждал выдающийся русский историк и писатель Н.М. Карамзин (1766 — 1826). С возрастом неосознанное любопытство постепенно перерастает в любознательность — осознанное желание познавать законы, которые управляют природой, научиться применять их в своей трудовой деятельности, предвидя возможные ее последствия. Законы природы и способы их применения отражают концентрированный опыт человечества. Опираясь на него, человек способен защитить себя от ошибок, и ему легче достичь желаемых целей. Концентрированный опыт человечества лежит в основе любого образовательного процесса.

Естествознание — единая система наук о законах, явлениях и свойствах объектов природы, включающая множество отраслей — естественных наук.

Важнейшие достижения естествознания составляют фундаментальную базу современных наукоемких технологий производства разнообразной продукции, в том числе и товаров повседневного спроса. Для того чтобы знать, какой ценой дается такая продукция — важнейшая составляющая экономики, каковы перспективы развития современных технологий, тесно связанных с экономическими, социальными и политическим проблемами, нужны фундаментальные знания о природе — естественно-научные знания. В наше время естественно-научные знания превратились в сферу активных действий и представляют собой базовый ресурс экономики, по своей значимости превосходящий материальные ресурсы: капитал, землю, рабочую силу и т. п. Естественно-научные знания и основанные на них современные технологии формируют новый образ жизни, и высокообразованный человек не может дистанцироваться от фундаментальных знаний об окружающем мире, не рискуя оказаться беспомощным в профессиональной деятельности. «Без естественных наук нет спасения современному человеку; без этой здоровой пищи, без этого строгого воспитания мысли фактами, без этой близости к окружающей нас жизни», — такую высокую оценку естественно-научным знаниям дал русский писатель и философ А.И. Герцен (1812–1879).

Если излагать подробно естественно-научные знания, накопленные во всех отраслях естествознания, то получится огромный фолиант, может быть, и нужный, но мало полезный даже для специалистов естественно-научного профиля, не говоря уже о специалистах гуманитарных и социально-экономических направлений. Задача изложения усложняется еще и тем, что его форма должна быть доступной для студентов, чья будущая профессиональная деятельность не имеет прямого отношения к естествознанию. Для решения этой задачи нужен обобщающий философский принцип. Сущность его заключается в изложении естественно-научных знаний в рамках концепций — основополагающих идей и системного подхода. Концептуальный принцип позволяет студентам получить фундаментальные, комплексные знания о природе, а на их основе более глубоко изучить узкоспециализированные дисциплины.

Современные средства естествознания дают возможность исследовать многие сложнейшие процессы на уровне атомных ядер, атомов, молекул, клеток, а затем и синтезировать ранее не существовавшие в природе вещества с необычными свойствами, а из них производить новые материалы для различных машин, устройств, изделий и т. п. Кроме того, благодаря таким исследованиям выращиваются высокоурожайные культурные растения, разрабатываются высокоэффективные средства лечения болезней и т. д.

Любое перспективное направление деятельности человека прямо или косвенно связано с новой материальной базой и новыми технологиями, и знание их естественно-научной сущности — залог успеха. Без фундаментальных знаний о природе может сложиться ошибочное общественное мнение, приводящее к необъективному решению, как это случилось, например, при необоснованном объявлении временного (1975–1985) моратория на генную инженерию. Следовательно, естественно-научные знания нужны не только высококвалифицированным специалистам, но и любому образованному человеку вне зависимости от сферы его деятельности.

В погоне за материальными ценностями современное человечество уже вышло за пределы устойчивого состояния биосферы, включающей все живое вместе со средой обитания. Это означает, что в результате нашествия цивилизации в природе уже нарушено устойчивое равновесие, которое в течение длительного времени обеспечивает круговорот веществ. Об этом напоминают участившиеся за последнее десятилетие разрушительные природные явления: ураганы, смерчи, наводнения, землетрясение, засухи, — вызывающие громадный материальный ущерб и сопровождающийся все большим числом человеческих жертв.

Превращение современного потребительского общества в духовно-развитое просвещенное общество — задача чрезвычайно сложная. Ее можно решить, только развивая всю систему образования общими силами воспитанных людей, для которых путеводной звездой является не роскошь, не нажива и другие соблазнительные кумиры, а царство добра, свободы и правды. Благородный, но тернистый путь к такому царству начинается с воспитания любовью в самом раннем детстве, когда закладывается духовно-нравственная основа для усвоения знаний на всех ступенях обучения, и продолжается в течение всей жизни каждого человека.

Знания не приходят сами по себе. Нужно усердно работать, прилежно учиться. «Надо учиться не стыдясь, а учить не скупясь», так сказал в далекие времена известный мыслитель Василий Великий (ок. 330 — 379), и только в этом случае можно надеяться на успех.