|
Карпенков
Степан Харланович
«Концепции современного естествознания: Учебник для
вузов»
Рекомендовано Министерством образования Российской
Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
кафедра философии Финансовой академии
при Правительстве Российской Федерации
(зав. кафедрой проф. М.В. Вальяно)
и лауреат Государственной премии СССР
в области науки и техники, д-р техн. наук,
проф. В.А. Шахнов
Учебник написан в соответствии с Государственным
образовательным стандартом. В нем изложены фундаментальные принципы,
законы, концепции и важнейшие достижения естествознания, а также освещены
естественно-научные основы современных технологий, энергетики и экологии.
Для студентов высших учебных заведений. Может быть
интересен и полезен широкому кругу читателей.
2000
|
Предисловие
КОНЦЕПЦИИ
СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Введение
ЧАСТЬ
I. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И СОВРЕМЕННЫЙ МИР
Глава
I. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И ОКРУЖАЮЩИЙ МИР
1.1. Роль естествознания в формировании профессиональных знаний
1.2. Естествознание в изменяющемся мире
1.3. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания
1.4. Естествознание и математика
1.5.
Развитие естествознания и антинаучные тенденции
Темпы развития
Антинаучные тенденции
1.6. Естествознание и нравственность
1.7. Рациональная и реальная картина мира
1.8. Естественно-научные и религиозные знания
Глава
II. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА
2.1.
Естественно-научное познание - процесс постижения истины
Общие сведения
Достоверность научных знаний
Истина - предмет познания
2.2.
Формы естественно-научного познания
Единство эмпирического и теоретического познания
Чувственные формы познания
Научный факт
Наблюдение и эксперимент
Технические средства эксперимента
Мышление
Описание, объяснение и предвидение
2.3.
Методы и приемы естественно-научных исследований
Понятие методологии и метода
Сравнение, анализ и синтез
Абстрагирование, идеализация и обобщение
Абстрактное и конкретное
Аналогия
Моделирование
Индукция и дедукция
2.4.
Научное открытие и доказательство
Логика открытия
Открытие как разрешение противоречий
Творческое воображение и интуиция
Доказательство
2.5.
Эксперимент - основа естествознания
Практическая направленность эксперимента
Теоретические предпосылки эксперимента
Сочетание практических и теоретических знаний
Обработка экспериментальных результатов
2.6.
Современные средства естественно-научных исследований
Специфика современных экспериментальных и теоретических
исследований
Современные методы и технические средства эксперимента
Лазерная техника
Синхротронные источники излучения
Экспериментальные методы расшифровки сложных структур
Оптическая спектроскопия
2.7. Важнейшие достижения современного естествознания
Высокотемпературная сверхпроводимость
Химические лазеры
Молекулярные пучки
Достижения ядерной химии
Новая ядерная установка
Химический синтез ДНК
Успехи генной инженерии
Клонирование
ЧАСТЬ
II. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И КОНЦЕПЦИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
ГЛАВА
3. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЗАКОНЫ
3.1.
Физика - фундаментальная отрасль естествознания
Физика - основа естественных наук
Основные этапы развития физики
3.2. Концепция атомизма и универсальность физических законов
3.3.
Фундаментальные взаимодействия
Виды фундаментальных взаимодействий
Иерархия структур
Принцип тождественности
Проблема создания единой фундаментальной теории
3.4. Концепции материи, движения, пространства и времени
3.5. Принцип относительности и инвариантность
3.6. Свойства пространства, времени и законы сохранения
3.7.
Фундаментальные законы Ньютона
Законы динамики
Классическая механика и лапласовский детерминизм
3.8.
Статистические и термодинамические свойства макросистем
Развитие представлений в природе тепловых явлений
Термодинамическое и статистическое описание свойств макросистем
Основные положения молекулярно-кинетическик представлений
3.9. Термодинамические законы
3.10.
Электромагнитная концепция
Развитие полевой концепции описания свойства материи
Концепции дальнодействия и близкодействия
Дискретность и непрерывность материи
Сущность электромагнитной теории Максвелла
3.11.
Корпускулярно-волновые свойства света
Развитие представлений о свете
Волновые свойства
Квантовые свойства света
Глава
4. АТОМНЫЙ И НУКЛОННЫЙ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ
4.1. Эволюция представлений о строении атомов
4.2. Постулаты Бора
4.3.
Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц
Универсальность корпускулярно-волновой концепции
Принципы неопределенности и дополнительности
4.4.
Вероятностный характер микропроцессов
Вероятностные свойства микрочастиц
Принципы причинности и соответствия
4.5.
Элементарные частицы
Общие сведения
Истинно элементарные частицы
Антивещество
Классификация условно элементарных частиц
4.6.
Строение атомного ядра
Нуклонный уровень
Кварки
4.7.
Ядерные процессы
Дефект массы и энергия связи
Средняя энергия связи одного нуклона в ядре
Радиоактивность
Цепная реакция деления ядер урана
Термоядерный синтез
4.8.
Перспективы развития физики микромира
Развитие теории
Современные ускорители
Структурная нейтронография
ЧАСТЬ
III. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ
ГЛАВА
5. КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ
5.1.
Сущность концепции развития
Самоорганизация систем
Концепция развития
5.2.
Эволюция Вселенной
Вселенная и разновидности материи
Основные концепции космологии
Образование объектов Вселенной
5.3. Структура Вселенной
5.4. Средства наблюдения объектов Вселенной
5.5. Проблема поиска внеземных цивилизаций
5.6.
Солнечная система - часть Вселенной
Происхождение Солнечной системы
Солнце
Луна
Планеты земной группы
Планеты-гиганты
5.7.
Земля - планета Солнечной системы
Происхождение Земли
Строение Земли
Глава
6. ЭВОЛЮЦИЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ О ВЕЩЕСТВЕ
6.1.
Развитие химических знаний
История развития знаний о веществе
Масштабы химической индустрии
6.2. Управление химическими процессами
6.3.
Синтез химических веществ
Синтез органических и неорганических соединений
Селективный и фотохимический синтез
Биосинтез
6.4.
Современный катализ
Общие сведения
Гетерогенный катализ
Гомогенный катализ
Электрокатализ и фотокатализ
Искусственные ферменты
6.5. Образование земных и внеземных веществ
6.6.
Природные запасы сырья
Запасы и потребление сырья
Металлы
Неметаллическое сырье
Углерод
Вторичное сырье
6.7. Органическое сырье
Нефть
Уголь
Природный газ
Горючие сланцы, смоляные пески и торф
Биомасса
Древесина
6.8.
Новые химические элементы и изотопы
Продолжение периодической системы элементов
Радиоактивные изотопы
От радиоактивной эйфории до радиофобии
6.9.
Перспективные химические процессы
Плазмохимические процессы
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез
Химические реакции при высоких давлениях
Синтез алмазов
6.10.
Синтетические материалы
Общие сведения
Современные пластмассы
Эластомеры
Синтетические ткани
6.11.
Традиционные материалы с новыми свойствами
Древесина
Стекло
Силикатные и керамические материалы
Средства сохранения материалов
Замена материалов
6.12.
Перспективные материалы
Сверхпрочные материалы
Материалы, содержащие редкие металлы
Термостойкие материалы
Нитинол
Жидкие кристаллы
Блоксополимеры
Оптические материалы
Материалы с электрическими свойствами
Материалы диссоциации металлоорганических соединений
Тонкопленочные материалы для накопителей информации
ГЛАВА
7. БИОСФЕРНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ
7.1. Основополагающие жизненные системы
7.2. Равновесие биохимических процессов
7.3. Носитель генетической информации
7.4.
Генетические свойства
Наследственный аппарат и генная инженерия
Гены индивидуальности
7.5.
Белки - основа живых систем
Структура белков
Функции белков
7.6. Строение и разновидности клеток
7.7. Современное представление о происхождении жизни
7.8.
Предпосылки эволюционной идеи
Многообразие форм жизни
Зарождение эволюционной идеи
7.9.
Эволюция жизни
История возникновения теории эволюции Дарвина
Искусственный и естественный отбор
Целенаправленное поведение и естественный отбор
Геологические эры и эволюция жизни
7.10.
Растительный и животный мир
Разновидности живых существ
Особенности растительного и животного мира
Адаптация живых организмов
Взаимозависимость живых организмов
7.11.
Человек - феномен природы
Физиологические особенности человека
Социологические аспекты
Эстетическое восприятие и красота природы
7.12.
Жизнеобеспечение человека
Рост населения и обеспечение продовольствием
Повышение плодородия почвы
Фиксация азота
Белок - основа питания
Перспективы увеличения продовольственных ресурсов
Средства сохранения здоровья
7.13.
Продление жизни организма
Общие сведения
Энтропийный характер старения
Механизм старения
Старение и продолжительность жизни
Поиск средств против старения
7.14. Формирование ноосферы
ЧАСТЬ
IV. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ЭНЕРГЕТИКИ И ЭКОЛОГИИ
Глава
8. КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЭНЕРГЕТИКИ
1.1.
Развитие технических средств информационных технологий
Унификация информационных технологий
История развития вычислительных средств
Применение вычислительных средств
8.2.
Современные средства накопления информации
Общие сведения
Память человека и память ЭВМ
Технологические возможности реализации
высокой информационной плотности
Проблемы воспроизведения живого образа
Голографическая память
Нейронные сети
8.3. Мультимедийные системы и виртуальный
мир
8.4.
Микро- и наноэлектронная технологии
Общие сведения
Развитие твердотельной электроники
Истоки современной микроэлектронной
технологии
Повышение степени интеграции и новые
технологии
8.5.
Лазерные технологии
Особенности лазерного излучения и
разновидности лазеров
Волоконно-оптическая связь
Перспективные направления развития
лазерных технологий
Голография и распознание образов
8.
6. Современные биотехнологии
Производство искусственных белков
Биокатализ
8.7. Генные технологии
8. 8. Проблемы клонирования
Глава
9. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ
9.1.
Современное представление об энергии
Естественно научное понимание энергии
Энергия - источник благосостояния
9.
2. Преобразование и потребление энергии
Способы преобразования энергии
Химические процессы и преобразование
энергии
9.3. Эффективность производства и
потребления энергии
9.4. Тепловые электростанции
9.5.
Повышение эффективности энергосистем
Способы повышения эффективности производства
энергии
Проблемы прямого преобразования энергии
9.6. Гидроисточники и геотермальные
источники энергии
Гидроэлектростанции
Гидроаккумулирующие электростанции
Приливные электростанции
Геотермальные источники энергии
9.7 Гелиоэнергетика
9.8 Энергия ветра
9.9.
Атомная энергетика
Развитие атомной энергетики
Ядерное топливо
9.10. Особенности развития отечественной
энергетики
9.11. Энергии Мирового океана
9.12. Энергетика будущего
Глава
10. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ
10.1. Глобальные катастрофы и эволюция
жизни
10.2. Биосфера и предотвращение
экологической катастрофы
10.3.
Природные катастрофы и климат
Изменение климата
Климатические условия в прошлом
Долгосрочные прогнозы
Равновесие климата
10.4.
Парниковый эффект и кислотные осадки
Парниковый эффект
Кислотные осадки
10.5. Сохранение озонового слоя
10.6. Водные ресурсы и проблемы их
сохранения
10.7. Потребление энергии и среда нашего
обитания
10.8.
Радиоактивное воздействие на биосферу
Общие сведения
Взаимодействие излучения с веществом
Защита от облучения
Жизненно необходимая радиация
10.9. Естественно-научные проблемы защиты
окружающей среды
Глава
11. ГАРМОНИЯ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЮДЕЙ И ПРИРОДЫ
11.1. Обновление энергосистем
11.2.
Промышленность, автотранспорт и окружающая среда
Модернизация технической базы
промышленности
Автотранспорт и окружающая среда
11.3.
Города и природа
Экологические проблемы городов
Особенности мегаполисов
11.4.
Решение проблем утилизации
Утилизация экологически опасных газов
Утилизация бытовых отходов
Захоронение ядерных отходов
11.5. Перспективные материалы, технологии
и окружающая среда
Заключение
Словарь
специальных терминов
А
Б
В
Г
Д
Е, Ж
И
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Э
Указатель имен
|