Содержание

Введение.................................................................................................................................................. 4

ЧАСТЬ I. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И СОВРЕМЕННЫЙ МИР............................................................. 6

Глава I. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И ОКРУЖАЮЩИЙ МИР................................................................. 6

1.1. Роль естествознания в формировании профессиональных знаний........................................... 6

1.2. Естествознание в изменяющемся мире....................................................................................... 10

1.3. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания................................................... 12

1.4. Естествознание и математика...................................................................................................... 14

1.5. Развитие естествознания и антинаучные тенденции................................................................ 16

1.6. Естествознание и нравственность............................................................................................... 19

1.7. Рациональная и реальная картина мира...................................................................................... 22

1.8. Естественно-научные и религиозные знания............................................................................ 24

Контрольные вопросы......................................................................................................................... 28

Глава II. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА....................... 29

2.1. Естественно-научное познание - процесс постижения истины............................................... 29

2.2. Формы естественно-научного познания..................................................................................... 32

2.4. Научное открытие и доказательство........................................................................................... 41

2.5. Эксперимент - основа естествознания........................................................................................ 44

2.6. Современные средства естественно-научных исследований................................................... 49

2.7. Важнейшие достижения современного естествознания........................................................... 52

Контрольные вопросы......................................................................................................................... 55

ЧАСТЬ II. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И КОНЦЕПЦИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.......... 56

Глава 3. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЗАКОНЫ....................................................... 56

3.1. Физика - фундаментальная отрасль естествознания.................................................................. 56

3.2. Концепция атомизма и универсальность физических законов................................................ 61

3.3. Фундаментальные взаимодействия............................................................................................. 63

3.4. Концепции материи, движения, пространства и времени...................................................... 66

3.5. Принцип относительности и инвариантность........................................................................... 69

3.6. Свойства пространства, времени и законы сохранения........................................................... 71

3.7. Фундаментальные законы Ньютона............................................................................................ 73

3.8. Статистические и термодинамические свойства макросистем................................................ 75

3.9. Термодинамические законы......................................................................................................... 78

3.10. Электромагнитная концепция................................................................................................... 80

3.11. Корпускулярно-волновые свойства света................................................................................ 83

Контрольные вопросы......................................................................................................................... 87

Глава 4. АТОМНЫЙ И НУКЛОННЫЙ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ...................... 87

4.1. Эволюция представлений о строении атомов........................................................................... 87

4.2. Постулаты Бора............................................................................................................................. 89

4.3. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц..................................................................... 90

4.4. Вероятностный характер микропроцессов................................................................................. 92

4.5. Элементарные частицы................................................................................................................ 93

4.6. Строение атомного ядра............................................................................................................... 95

4.7. Ядерные процессы........................................................................................................................ 97

4.8. Перспективы развития физики микромира.............................................................................. 100

Контрольные вопросы....................................................................................................................... 103

ЧАСТЬ III. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ...................................... 103

Глава 5. КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ........................................ 103

5.1. Сущность концепции развития................................................................................................. 103

5.2. Эволюция Вселенной................................................................................................................. 106

5.3. Структура Вселенной................................................................................................................. 109

5.4. Средства наблюдения объектов Вселенной............................................................................. 111

5.5. Проблема поиска внеземных цивилизаций............................................................................. 113

5.6. Солнечная система - часть Вселенной...................................................................................... 114

5.7. Земля - планета Солнечной системы......................................................................................... 118

Контрольные вопросы...................................................................................................................... 123

Глава 6. ЭВОЛЮЦИЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ О ВЕЩЕСТВЕ...................... 123

6.1. Развитие химических знаний..................................................................................................... 123

6.2. Управление химическими процессами..................................................................................... 127

6.3. Синтез химических веществ...................................................................................................... 128

6.4. Современный катализ................................................................................................................. 131

6.5. Образование земных и внеземных веществ............................................................................. 135

6.6. Природные запасы сырья........................................................................................................... 136

6.7. Органическое сырье.................................................................................................................... 141

6.8. Новые химические элементы и изотопы.................................................................................. 146

6.9. Перспективные химические процессы..................................................................................... 149

6.10. Синтетические материалы....................................................................................................... 153

6.11. Традиционные материалы с новыми свойствами................................................................ 158

6.12. Перспективные материалы...................................................................................................... 162

Контрольные вопросы....................................................................................................................... 171

Глава 7. БИОСФЕРНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ........................................... 172

7.1. Основополагающие жизненные системы................................................................................. 172

7.2. Равновесие биохимических процессов..................................................................................... 173

7.3. Носитель генетической информации........................................................................................ 174

7.4. Генетические свойства............................................................................................................... 176

7.5. Белки - основа живых систем.................................................................................................... 179

7.6. Строение и разновидности клеток............................................................................................ 181

7.7. Современное представление о происхождении жизни.......................................................... 183

7.8. Предпосылки эволюционной идеи........................................................................................... 187

7.9. Эволюция жизни......................................................................................................................... 189

7.10. Растительный и животный мир............................................................................................... 197

7.11. Человек - феномен природы..................................................................................................... 203

7.12. Жизнеобеспечение человека.................................................................................................... 206

7.13. Продление жизни организма................................................................................................... 213

7.14. Формирование ноосферы......................................................................................................... 217

Контрольные вопросы....................................................................................................................... 218

ЧАСТЬ IV. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ЭНЕРГЕТИКИ И ЭКОЛОГИИ........................................................................................................................................ 219

Глава 8. КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЭНЕРГЕТИКИ.. 219

1.1. Развитие технических средств информационных технологий.............................................. 219

8.2. Современные средства накопления информации................................................................... 223

8.3. Мультимедийные системы и виртуальный мир...................................................................... 228

8.4. Микро- и наноэлектронная технологии................................................................................... 230

8.5. Лазерные технологии.................................................................................................................. 236

8. 6. Современные биотехнологии................................................................................................... 241

8.7. Генные технологии..................................................................................................................... 242

8. 8. Проблемы клонирования........................................................................................................... 244

Контрольные вопросы....................................................................................................................... 245

Глава 9. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ.......................................... 246

9.1. Современное представление об энергии.................................................................................. 246

9. 2. Преобразование и потребление энергии................................................................................. 248

9.3. Эффективность производства н потребления энергии........................................................... 250

9.4. Тепловые электростанции.......................................................................................................... 251

9.5. Повышение эффективности энергосистем............................................................................... 252

9.6. Гидроисточники и геотермальные источники энергии.......................................................... 255

9.7 Гелиоэнергетика........................................................................................................................... 258

9.8 Энергия ветра............................................................................................................................... 260

9.9. Атомная энергетика.................................................................................................................... 262

9.10. Особенности развития отечественной энергетики............................................................... 266

9.11. Энергии Мирового океана....................................................................................................... 267

9.12. Энергетика будущего................................................................................................................ 269

Контрольные вопросы....................................................................................................................... 269

Глава 10. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ.............................................. 270

10.1. Глобальные катастрофы и эволюция жизни.......................................................................... 270

10.2. Биосфера и предотвращение экологической катастрофы..................................................... 272

10.З. Природные катастрофы и климат............................................................................................ 275

10.4. Парниковый аффект и кислотные осадки.............................................................................. 279

10.5. Сохранение озонового слоя..................................................................................................... 281

10.6. Водные ресурсы и проблемы их сохранения......................................................................... 283

10.7. Потребление анергии и среда нашего обитания.................................................................... 285

10.8. Радиоактивное воздействие на биосферу............................................................................... 286

10.9. Естественно-научные проблемы защиты окружающей среды............................................. 291

Контрольные вопросы....................................................................................................................... 292

Глава 11. ГАРМОНИЯ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЮДЕЙ И ПРИРОДЫ...................... 293

11.1. Обновление энергосистем........................................................................................................ 293

11.2. Промышленность, автотранспорт и окружающая среда....................................................... 294

11.3. Города и природа....................................................................................................................... 297

11.4. Решение проблем утилизации................................................................................................. 300

11.5. Перспективные материалы, технологии и окружающая среда............................................ 304

Контрольные вопросы....................................................................................................................... 306

Заключение......................................................................................................................................... 307

Словарь специальных терминов........................................................................................................ 307

Указатель имен.................................................................................................................................. 317

Учебное издание

Карпенков Степан Харланович

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Корректор

Т. Л. Тимакова

Компьютерная верстка

Ю. К. Кущ-Жарко

Литературно-издательское агентство

«Академический Проект»

Изд. лиц. № 065723 от 10.03.98.