Концепции современного естествознания

им. Н.Э. Баумана
МГТУ

ИЗДАТЕЛЬСТВО

УДК 577.4(075.8) 
ББК  28.081.1 
 Д63 
 
Рецензенты: 
кафедра физики Московского государственного университета  
прикладной биотехнологии  
(зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. К.В. Показеев);  
д-р физ.-мат. наук, проф. Г.И. Петрунин 

  
          Докукин М. Ю. 
 Концепции современного естествознания : учеб. пособие / 
М. Ю. Докукин. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. –  
147, [1] с. : ил. (Физика в техническом университете / науч. ред.  
Л. К. Мартинсон, А. Н. Морозов). 
 
ISBN 978-5-7038-3213-4 
 
Рассмотрены исторические этапы развития естествознания, структурные уровни организации материи и их объединение в микро-, макро- и мегамиры с точки зрения фундаментальных взаимодействий в природе; проявления симметрии в живой и неживой природе, принципы симметрии 
пространства и времени, их связь с фундаментальными законами сохранения. Изложены основные принципы формирования законов природы, закономерности в поведении сложных систем, вопросы термодинамики равновесных и неравновесных процессов. Рассмотрены хаотические системы, 
проблемы организации и самоорганизации в природе, методы и модели синергетики и вопросы ее сопряжения с эволюцией. Даны дополнительные 
учебно-методические материалы для выполнения реферативной работы. 
В основу пособия положены конспекты лекций, читаемых автором в 
МГТУ им. Н.Э. Баумана по дисциплине «Концепции современного естествознания». 
Для студентов втузов, обучающихся по направлению «Организация и 
управление наукоемкими производствами». 
 
       УДК 577.4(075.8) 
       ББК 28.081.1 
 
 
 
 

 
 
                                                                       © Докукин М. Ю., 2010 
                                                                              © Оформление. Издательство МГТУ  
ISBN 978-5-7038-3213-4                                         им. Н. Э. Баумана, 2010 

Д63 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Учебная дисциплина «Концепции современного естествознания» (КСЕ) сейчас рассматривается как обязательный компонент в 
процессе подготовки бакалавров и дипломированных специалистов 
по гуманитарным направлениям, а также специалистов в области 
организации производства. Это принципиально новая общеобразовательная дисциплина из цикла «Общие математические и естественнонаучные дисциплины» в Государственном образовательном 
стандарте (ГОС) второго поколения, принятом Минобразования 
Российской Федерации в 2000 г. В ГОС и сопутствующих нормативных документах отмечается назначение данной дисциплины: 
«…повышение общекультурного статуса и уровня эрудиции студентов через ознакомление с достижениями в области современного 
естествознания…». 
Еще в 1920-е годы в СССР при разработке курса «Естествознание» появилась идея объединения в рамках одной учебной дисциплины основополагающих концепций физики, химии, биологии. 
Но, к сожалению, уже в конце 1930-х годов на стадии реализации 
эта идея по политическим мотивам была признана неактуальной и 
отклонена. 
Подобный курс давно введен в систему образования ряда ведущих стран (США, Англия, Франция и др.), и многолетняя практика подтверждает обоснованность существования интегральной 
естественнонаучной дисциплины при дифференциальном, узкопредметном подходе к процессу подготовки специалистов гуманитарной и технической ориентации. 
С 1990-х годов в системе образования нашей страны также 
стала просматриваться тенденция глобализации естественнонаучного знания, которую можно кратко охарактеризовать как 
стремление представить современное естествознание феноменом 
мировой культуры. Достижение этой цели, согласно разработчикам действующего курса КСЕ для гуманитариев (авторы – профессора А.Д. Суханов и О.Н. Голубева), предполагает не только изложение общих естественнонаучных концепций, но и рассмотрение 

основных положений классической и неклассической стратегий 
мышления. Эти положения автор целиком и полностью поддерживает и в предлагаемом учебном пособии по ходу изложения материала старается их развивать. 
Автор выражает глубокую благодарность уважаемым рецензентам – сотрудникам кафедры физики Московского государственного 
университета прикладной биотехнологии, возглавляемой профессором К.В. Показеевым, и профессору МГУ им. М.В. Ломоносова  
Г.И. Петрунину – за внимательное прочтение рукописи и ценные 
замечания, послужившие ее улучшению. 

ВВЕДЕНИЕ 

Современное естествознание можно трактовать как область 
знаний о природе, в которой исследуются трансдисциплинарные 
отношения между частными естественными науками. 
В связи с этим предмет курса «Концепции современного естествознания» (КСЕ) можно определить через представленные на 
рис. В1 структурные части 1, 2, 3. Рассмотрение последних проводится с учетом их исторического развития и современного состояния и подчинено единой глобальной цели – созданию концептуального каркаса целостной естественнонаучной картины мира. 
Методологическое замечание. В связи с тем что сегодня попрежнему остается заметной концептуальная и терминологическая 
несогласованность между отдельными естественными науками, 
особое внимание при изложении данного курса будет уделяться 
проблемам, в которых явно прослеживается влияние фундаментальных концепций физики, разработанных наиболее определенно. 
В то же время целый ряд вопросов химии и биологии, имеющих 
самостоятельную значимость в этих науках, будем рассматривать 
в качестве примеров, иллюстрирующих междисциплинарные отношения между отдельными естественными науками. 
Подводя итог такому «философскому» введению в новую учебную дисциплину КСЕ, постараемся определить задачи курса: 
 отталкиваясь от основных принципиальных положений, теорий и достижений науки о природе, получить представление о целостной естественнонаучной картине мира как о полномасштабной модели природы; 
 базируясь на знаниях о принципах существования и самоорганизации материального мира, овладеть рациональными метода
_________ 

  Концептуальный каркас естественнонаучной картины мира – это своеобразный конгломерат (сплав) знаний о природе с осознанием методов их получения, которые рациональным образом используют при исследовании проблем, 
изучении теорий и законов естествознания. 

ми и навыками разрешения современных и назревающих проблем 
при функционировании системы «человек – природа», т. е. привести эту систему к состоянию самосогласованности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. В1. Предмет и цель курса КСЕ 

 

1. ВЗАИМООТНОШЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ 
И ГУМАНИТАРНОЙ КУЛЬТУР.  
ПАНОРАМА СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 

1.1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры,  
их структуризация и основные признаки, проблемы  
и взаимоотношения 

Под культурой, согласно Питириму Сорокину – ведущему культурологу в мире, понимают систему ценностей (материальных и 
духовных), на основе которой происходит объединение людей в 
сообщество, а также – обеспечивается функционирование и взаимосвязь общественных институтов (организаций). Иначе говоря, культура отражает комплекс знаний, ценностей и норм, непосредственно 
связанный с существованием, как социальных групп людей, так и 
отдельных личностей. 
По сути, культура подразумевает всю совокупность знаний и 
ценностей, созданных в ходе всех форм материальной и духовной 
деятельности человечества. Она воплощается в результатах предметной деятельности человека, способах и методах проявления 
этой деятельности, в разнообразных (правовых, этических, религиозных, эстетических и др.) нормах, соблюдение которых общество требует от всех индивидуумов. 
Обычно культуру рассматривают с позиций науки и искусства. 
Наука является одной из важнейших форм культуры, в ценностях (знаниях) которой преобладает рациональное начало. 
Искусство – другая форма культуры, где доминирует эмоциональное начало в деятельности человека по формированию художественных образов. 
Исторически сложилось так, что культуру стали подразделять 
на естественнонаучную и гуманитарную составляющие. Это наиболее заметно на примере науки. 
Как представлено на схеме (рис. 1.1), в соответствии с конкретной предметной областью знаний все науки подразделяются 
на естественные и гуманитарные. 

Таким образом, естественные науки – это система знаний о 
материальном мире, его формах существования и взаимодействия; 
а гуманитарные науки – это система знаний о позитивно значимых 
ценностях бытия человека (индивидуума), социальных слоев 
(групп людей) и человечества в целом, включающая в себя идеалы, 
цели, нормы и правила мышления, общения и поведения людей. 

Рис. 1.1. Предметная область науки 

  Специфика естественной науки состоит в том, что знания о 
природе отличаются высокой степенью объективности и достоверности. 
Для естествознания характерно стремление к истине, раскрытию наиболее глубоких и общих закономерностей рассматриваемых явлений мира в целом, а также системный подход при выводе 
одних знаний из других логическим путем с использованием математического аппарата. 
  Специфика гуманитарной науки состоит в том, что системообразующие ценности данной области знания определяются и активизируются исходя из социальной позиции человека. 
Гуманитарные знания нацелены на человека по определению и 
имеют определенные идеологические корни, что предполагает зависимость этих знаний от приоритетов и предпочтений познающего субъекта. Поэтому в гуманитарных науках иллюзии и заблуждения сохраняются довольно долго. 

Результаты гуманитарной научной деятельности, как правило, 
плохо поддаются экспериментальной проверке и математической 
обработке, а также подчинены определенным морально-этическим 
нормам. Следует отметить, что в настоящее время гуманитарные 
методы познания, как таковые, применяются в естествознании 
крайне редко. Ученые предпочитают использовать физико-математические, химические, биологические, технические методы исследований. 
Таким образом, естественнонаучная деятельность выражается 
в познании объективных законов природы, не зависящих от социальных приоритетов, а гуманитарные науки возникли в ходе социальной деятельности людей, т. е. их можно рассматривать как продукт общественного мышления, подверженного этапным изменениям в обществе. 
Казалось бы естественные и гуманитарные науки внутренне не 
связаны и поддерживают между собой чисто исторические и формальные отношения… Однако на определенном этапе эволюции 
именно гуманитарные ценности отдельных народов определили 
преимущественные направления в развитии их естественнонаучной деятельности. 
Так уж сложилось, что гуманитарная культура в общественном 
восприятии является культурой полноценной, первокультурой и рассматривается как необходимый фактор духовного развития людей. 
Естественнонаучная культура обычно воспринимается проще, 
ее достижения часто связывают с результатами материальной деятельности людей, а при обсуждении ее значимости обычно рассматривают технические и технологические приложения естествознания – говорят о веке электроники, могуществе ядерной энергетики, эпохе компьютеров и информационных технологий и т. д. 
Современное понятие «культура» трактуется значительно шире. В наше время это понятие нельзя связывать только с гуманитарным знанием и искусством. Духовный мир человека определяется его культурным уровнем, а последний формируется в ходе 
осмысления природы, осознания ее законов. Поэтому естествознание следует рассматривать как часть общечеловеческой культуры. 
П р и м е ч а н и е. В настоящее время становится все более правомерным суждение о том, что естественнонаучная и гуманитарная культуры – это две формы проявления единой, общечеловеческой культуры. 

Культура в широком смысле воплощает в себе всю систему 
знаний и представлений о мире, которая определяет уровень развития общества и отдельной личности. Причем основополагающий 
вещественный вклад естествознания в эту систему дополняется