Концепции современного естествознания

КОНЦЕПЦИИ
СОВРЕМЕННОГО
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Москва
ИНФРА-М
2022

УЧЕБНОЕ  ПОСОБИЕ

Рекомендовано
федеральным государственным бюджетным образовательным
учреждением высшего профессионального образования
«Государственный университет управления» в качестве
учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся в соответствии с  программами ФГОС ВО

Регистрационный номер рецензии 407 от 06.09.2014 (ФГАУ «ФИРО»)

В.А. РАЗУМОВ

УДК 550.311(075.8)
ББК 28.62я73
 
Р17

Разумов В.А.
Концепции современного естествознания : учебное пособие / 
В.А. Разумов. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 352 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/6015.

ISBN 978-5-16-009585-1 (print)
ISBN 978-5-16-100836-2 (online)

Учебное пособие соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования последнего поколения и содержит изложение не только сущности общепринятых теорий, но и альтернативных гипотез 
с соответствующим обсуждением, побуждающих студента к личному участию 
в выработке правильных решений. 
Пособие отличается от ранее изданных учебников и учебных пособий  трактовкой проблем происхождения и эволюции жизни; происхождения и эволюции 
биосферы Земли; эволюции не по Ч. Дарвину; современной экологии.
Для студентов вузов гуманитарного, управленческого и социально-экономического профилей, а также  для широкого круга читателей, интересующихся 
достижениями современного естествознания.
УДК 550.311(075.8)
ББК 28.62я73

Р17

© Разумов В.А., 2015

Оригинал-макет подготовлен в НИЦ ИНФРА-М
Подписано в печать 25.10.2014. 
Формат 60  90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton. 
Усл. печ. л. 22,0. Уч.-изд. л. 23,84 + 2,86 ЭБС. ПТ30.
ТК 266300-448654-251014
ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru        http://www.infra-m.ru

Р е ц е н з е н т ы :
П.Н. Балабко, д-р биол. наук, профессор факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова;
Н.А. Семенов, д-р биол. наук, ведущий научный сотрудник ФГУП «ВИК» РАСН;
И.А. Соловьев, д-р физ.-мат. наук, заведующий кафедрой физики и математики 
ФГБОУ ВО Государственного университета по землеустройству

ISBN 978-5-16-009585-1 (print)
ISBN 978-5-16-100836-2 (online)

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны 
в электронно-библиотечной системе Znanium.com

Предисловие 

«То, что мы знаем, — ограниченно,
А то, чего не знаем, — бесконечно».

П.С. Лаплас — математик и физик

Современное науковедение под естествознанием понимает систему наук о природе: физику, химию, биологию, астрономию, геологию, экологию и др. Следовательно, естествознание — это раздел 
науки, который изучает мир в его естественном состоянии независимо от человека.
Результатами научных исследований в отдельных науках являются гипотезы, теории, законы, модели, эмпирические обобщения. Все 
эти понятия, каждое из которых имеет свое определенное значение, 
можно объединить одним словом концепции (от лат. conceptio — понимание, система. Концепция, во-первых, — это система взглядов, 
то или иное понимание явлений, процессов, а во-вторых, — это единый, определяющий замысел, ведущая мысль какого-либо произведения, научного труда и т. д.
Период современной физики начинается с 1905 г., когда была 
создана специальная теория относительности и превращения гипотезы квантов в теорию квантов света. Произошел отход от классических представлений и понятий, послуживший началом создания 
новой физической картины мира — квантово-релятивистской.
Таким образом, концепциями современного естествознания (КСЕ) 
являются основные закономерности рациональных связей окружающего мира, полученные естественными науками за последнее столетие.
Однако современными можно считать не только последние достижения науки (начиная с прошлого века), но и все те, на которых 
основывается современная наука, поскольку наука не состоит из 
отдельных, мало связанных между собой теорий, а представляет собой единое целое, включающее знания, ставшие достоянием человечества в разные периоды его истории. Великий физик, математик 
и астроном Исаак Ньютон справедливо отмечал, что если он видел 
дальше других, то только потому, что стоял на плечах гигантов. Поэтому данное учебное пособие содержит сведения и о главных этапах 
развития естествознания.
Чтобы студент, приступая к изучению дисциплины КСЕ, был нацелен на понимание роли науки не как какой-то абстрактной деятельности, не всегда полезной, а как именно движителя прогресса, 

в первой главе подробно рассмотрено значение научно-технической 
революции (НТР) в развитии цивилизации.
Для чего же студентам гуманитарных и социально-экономических 
специальностей нужно изучать концепции современного естествознания? 
Во-первых, культурный человек должен знать, что такое теория 
относительности, квантовая механика, синергетика, генетика, экология и другие науки.
Во-вторых, для применения естественно-научных методов в своей деятельности.
В-третьих, чтобы иметь четкое представление о научной картине 
мира, выработанной современным естествознанием.
Потребность в изучении излагаемого курса обусловлена и тем, что 
на протяжении двух последних десятилетий в нашем обществе широкое распространение получают различные виды иррационального 
знания — астрология, мистицизм, оккультизм, спиритизм, магия 
и др., которые пытаются постепенно вытеснить из общественного 
сознания научную картину мира, основанную на рациональных способах его объяснения. Автор надеется, что предлагаемое учебное 
пособие поможет противостоять распространению иррационального знания в обществе.
Многолетнее преподавание дисциплины «Концепции современного естествознания» в вузе и заведование соответствующей кафедрой позволили автору основательно ознакомиться с учебниками и 
учебными пособиями, выпущенными центральными издательствами 
[1–15], а также региональными и вузовскими издательствами [16–24], 
и использовать наиболее удачные положения в своих лекциях и семинарских занятиях, что нашло отражение и в предлагаемом учебном пособии. 
Автор не только разъясняет достижения современного естествознания через опыт отбора теорий и гипотез, но и стремится влиять 
на расширение кругозора студента, становление его научной грамотности, компетентности, выработку собственного творческого, критического стиля мышления, умение обобщать знания из разных областей, формируя картину изучаемого явления.
Стремительно развивающиеся естественные науки требуют перманентного реагирования учебно-методических изданий. Предлагаемое учебное пособие включает самые последние достижения естественных наук, поэтому полностью соответствует этому требованию. 
Так, приведены новые сведения о темной материи, темной энергии, 
антивеществе, теории суперструн, петлевой гравитации, стволовых 
клетках, открытии бозона Хиггса, сверхсветовых сигналах, экосистемной гипотезе эволюции и др.
В результате изучения учебного пособия студенты выработают 
умение представлять знания как систему логически связанных общих и 

специальных положений науки, что даст им возможность лучше ориентироваться в сложных явлениях действительности, овладеть современной естественно-научной картиной мира, выработать активную жизненную позицию будущего специалиста, обладающего целостным научным мировоззрением.
Пособие содержит пять разделов, в основном соответствующих 
историческим этапам развития естествознания, краткий терминологический словарь, список использованной литературы, примерные 
вопросы для итогового контроля и приложение. 
Автор надеется, что учебное пособие будет способствовать стремлению читателей к повышению уровня технической грамотности,  
к творческому самостоятельному мышлению, критическому анализу, принятию решений на основе тщательного, всестороннего изучения объективных реальностей.
Автор весьма признателен докторам наук П.Н. Балабко, Н.А. Семенову, И.А. Соловьеву, А.З. Разяпову и В.С. Голубеву за их нелегкий 
труд по рецензированию рукописи и полезные дискуссии.

Раздел I
КонцеПция науКи КаК сфеРы 
человечесКой деятельности

«Что нам… нужно сейчас в особенности — это пропаганда научных стремлений, обилие научных средств и страстная научная работа. Очевидно, наука 
становится главнейшим рычагом жизни 
народов, без нее нельзя удержать ни самостоятельности, ни тем более достойного положения в мире».

И.П. Павлов, академик, 
лауреат Нобелевской премии

Глава 1
научно-техничесКая Революция  
и ее двойственная Роль в Развитии  
цивилизации

1.1. научно-техническая революция как итог 
предшествующих революций в науке и технике 

Во второй половине ХХ в. возникло новое культурное явление, 
основанное на неразрывном единстве науки и техники, — научнотехническая революция и ее следствие — научно-технический прогресс. Это значит, что наука превратилась в ведущий фактор развития 
общественного производства и всей жизни общества, стала непосредственной производительной силой.
Поскольку наука превратилась в непосредственную производительную силу, тесно переплетающуюся с техникой и производством, 
это явление получило название не научной или технической, а научно-технической революции.
Все прежние научные и технические революции в истории цивилизации происходили порознь, не совпадали по времени, не были 
взаимосвязанными и не объединялись в отличие от революции в 
науке и технике второй половины ХХ в. Термин «научно-техническая 
революция» отражает то обстоятельство, что основу технического 

прогресса составляет наука, а наука, развиваясь, опирается на прогресс техники. В содержание понятия НТР входит как кадровый ресурс науки, так и вся совокупность условий, способствующих эффективному развитию науки и техники в стране (организационные, 
финансовые, управленческие, правовые и др.). Научно-техническая 
революция вызвала перестройку всего комплекса технического базиса и технологий производства и оказывает существенное воздействие на все стороны жизни общества. Связь между наукой и техникой постоянно усиливается, и этот процесс еще весьма далек от завершения. Однако достичь такого единства науки и техники, как в 
середине ХХ в., было далеко не просто.

1.1.1. наука и эволюция техники

Примеры эффективного применения достижений науки в технике были известны еще со времени Античности. Так, древнегреческий 
математик и механик Архимед, один из основоположников античной 
науки, успешно поджигал корабли римлян при защите Сиракуз, фокусируя на них солнечные лучи с помощью системы сферических и 
эллиптических зеркал [25 ]. Однако «общественное мнение» господствующего в рабовладельческом обществе класса относительно применения науки к практике было не только отрицательным, но и показательным на долгие времена. Известный греческий философ 
Платон (идеолог рабовладельческой аристократии) впоследствии 
стал упрекать Архимеда и Эвдокса в том, что они портят геометрию, 
лишают ее достоинства, обращают в беглого раба, заставляя ее от 
изучения блистательных и умственных вещей переходить к чувственным предметам и прибегать, кроме рассуждения, к помощи тел, рабски изготовленных рабской рукой. В результате униженная механика (т.е. практика) была отделена от геометрии (т.е.науки ) практически до ХIХ в. 
Обычно в философии развитие техники разделяется на три больших этапа:
• с доисторических времен до ХIХ в. Техника представлена в виде 
орудий труда, а основная производительная сила — человек. 
В этом случае орудия труда выступают в качестве усилителей его 
природных физических способностей. Техника находится в примитивном, неразвитом состоянии и как культурный феномен незаметна;
• появление машинного производства в ХIХ в. Именно на этом 
этапе наблюдается процесс сближения науки со стремительно 
развивающейся техникой. Машина становится основной силой 
производства, следовательно, формируется техническая цивилизация. Техника стала важнейшим элементом культуры; 

• появление автоматов примерно со второй половины ХХ в. Человек уже является не непосредственным участником процесса производства, а организатором и руководителем этого процесса. 
В этот период человек использует машину не просто в качестве 
орудия, средства, а вступает с ней в коммуникацию, которая строится по определенным правилам. Человек сам задает эти правила, 
но в то же время вынужден им подчиняться.

1.1.2. наука и эволюция технологий

Распространение инноваций в процессе эволюции технологий носит циклический и комплексный характер, принимающий форму замкнутых воспроизводственных контуров технологических укладов [26].
В рамках этих укладов используются совместимые технологии, 
а также формы организации производства и управления. 
Первый технологический уклад представлял собой воспроизводственный контур, ведущим элементом которого являлись машины 
для трансформации вещества.
Во втором укладе ведущую роль играет комплекс машин для 
трансформации вещества и энергии.
В третьем укладе ведущую роль выполняет комплекс машин для 
обработки вещества, энергии и информации.
Четвертый технологический уклад представляет собой воспроизводственный контур, в котором ведущую роль играет комплекс, где 
на смену машинам для трансформации вещества пришли автоматические машины — автоматы.
Пятый уклад — это контур комплекса автоматов для трансформации вещества и энергии и машин для обработки информации.
Шестой уклад — это контур комплекса автоматов для обработки 
вещества, энергии и информации.
Смена перечисленных технологических укладов и изменяет саму 
сущность управления качеством. 
Например, в условиях отсталого, но широко распространенного в 
российских условиях третьего уклада функции управления обработкой 
в производстве выполняет человек. В этих условиях важно, как то или 
иное оборудование влияет на качество изделия. Хорошим рабочим 
считался тот, который умело использовал особенности своего станка. 
Если все станки по всей технологической цепочке работали наилучшим образом, то и качество изделий ожидалось весьма высоким. 
Использование автоматизированной техники — техники четвертого 
и последующих технологических укладов — выдвинуло новые требования к исполнителям (рабочим). Оптимизация работы оборудования по 
всей технологической цепочке перестала быть функцией рабочих. 
Наиболее ценным стал труд не тех рабочих, которые могли учесть 
индивидуальные особенности оборудования и достичь на своей опе

рации максимального уровня качества, а тех, которые могли наиболее точно воспроизвести предложенный разработчиками комплекс 
операций в условиях ослабленного контроля.
Иметь на заводе просто грамотных рабочих стало недостаточно. 
Исполнитель должен или делать то, что ему предписано технологией, 
или быть компетентным настолько, чтобы просчитать все возможные последствия того или иного изменения в технологическом процессе, что зачастую невозможно. Этим обстоятельством объясняется 
отрицательное отношение руководства и специалистов отечественного ВПК к рационализации в серийных производствах [27].
Однако это же обстоятельство позволяет легко тиражировать 
сложные технологические процессы. Например, японские фирмы 
без ущерба для качества выпускаемой продукции передают хорошо 
отлаженную технологическую цепочку со всем оборудованием в 
фирмы, размещенные в развивающихся странах. 
Этим объясняется и то, что при закупке технологических линий 
за рубежом иногда предпочитают, чтобы на них работали не кадровые рабочие своего предприятия, а функционально грамотные, но 
не знакомые с особенностями работы этих технологических линий 
люди. Эти люди свято соблюдают все режимы обработки, в результате чего, как правило, выпускается высококачественная продукция. 

1.1.3. техника — продолжение науки

Вся техника и инновации в производственных технологиях являются результатом науки, практическим ее продолжением. Например, 
открытие законов механики в ХVII в. явилось основой для создания 
машинной технологии; открытие законов электромагнитного поля 
в ХIХ в. — основой для создания электротехники; создание теории 
атомного ядра в ХХ в. — основой для разработки ядерных технологий; расшифровка строения молекулы ДНК — основой для разработки технологий генной инженерии.
Важным направлением в развитии НТР стали исследования в области физики полупроводниковых наногетероструктур, заложивших 
научные основы принципиально новых информационных и коммуникационных технологий. 
На современном этапе НТР весьма важную роль играют исследования в области парадигмы самоорганизации как естественно-научной основы философской категории развития (эволюции).
Перечисленные и другие достижения науки будут более подробно 
рассмотрены в последующих главах учебного пособия.
Следовательно, все современные технические и технологические инновации основываются на научных знаниях. В свою очередь, развитие 
техники и производственных технологий ставит перед наукой новые 
задачи. 

В настоящее время прогресс человека осуществляется через информацию на основе открытия нового ресурса. Через информацию 
же (внедрение новой техники и технологий) идет к прогрессу все 
человечество.

1.2. взаимосвязь нтР с общественно-исторической 
практикой (жизнью общества) 

Воздействие НТР на жизнь общества очевидно, и его трудно переоценить. Особенно это заметно в промышленно развитых странах: 
снизилась детская смертность, исчезли многие инфекционные болезни, увеличилась продолжительность жизни. Произошли кардинальные изменения в быту: появились автомобили, телевизоры, магнитофоны, видеотехника, персональные компьютеры, радиотелефоны и 
Интернет. За счет внедрения автоматизации и роботизации человек 
вытесняется из производства, уменьшается его физическая нагрузка 
и возрастает доля творческого труда. Существенно повысилось благосостояние народа и качество жизни в целом. Рост экономики государств стал отождествляться с научно-техническим прогрессом. 
Таким образом, НТР оказывает колоссальное воздействие на 
жизнь общества, но и общественно-историческая практика (жизнь 
общества), в свою очередь, посредством социального заказа оказывает огромное влияние на развитие науки и техники, а следовательно, и на ход НТР. Поскольку в учебной литературе, посвященной 
концепциям современного естествознания, роли социального заказа в развитии науки и техники уделяется недостаточно внимания, 
рассмотрим эту роль более подробно.
Социальный заказ может проявляться в форме явно выявившейся потребности и неявно. Иногда он принимает форму прямой директивы. В других случаях социальный заказ возникает в одной стране, а выполняет его другая страна.
Роль социального заказа науке в форме выявившейся потребности четко проявлялась еще на подготовительном этапе НТР. В качестве особенно показательного примера рассмотрим освоение в Норвегии синтеза азотной кислоты путем окисления по методу Биркеланда атмосферного азота. Интересно то, что социальный заказ 
возник в наиболее промышленно развитой стране — Великобритании, а выполнен он был в наиболее аграрной стране Европы — Норвегии. Дело в том, что промышленная революция по темпам индустриализации выдвинула Англию на первое место. Возникли новые 
города и промышленные центры, стремительными темами росло 
городское население, и соответственно, увеличилась потребность 
городов в сельскохозяйственной продукции. Огромные массы сельскохозяйственной продукции использовались также заводами как